图1  铝合金涂辊的新型实验室辊涂机LWC 1。（1）涂辊（2）运动喷嘴（3）热风出口（4）温度、速度、压力调节的控制面板（5）包衣剂溶液输送管道（6）压缩空气输送管道

在某一合作项目中，Beuth技术学院研发设计了一台新型的、利用喷雾技术生产较大面积薄膜的实验室设备。这一设备使得在实验室辊涂机外，通过重复生产对保护膜的形成和性能进行检验成为可能。本文介绍了这一设备的结构设计和首次测试的结果。

在食品和药品生产领域中经常可以看到胶囊、保护膜等薄膜包衣剂的身影，它们的主要作用是调整药品、食品的口感，控制颜色，即用不同颜色的薄膜包衣剂表示不同的产品，防止机械性的磨蚀、损伤，防止产品的氧化、受潮。这一技术的发展趋势是开发水基的或者无稀释剂的生物聚合物薄膜包衣剂生产技术。在实验室辊涂机中，常常无法对薄膜包衣剂的状况和性能进行测试。薄膜包衣剂的变型种类和面积大小都不足以完成复杂的定性测试。

更加接近真实状态

与“铸造”而成的薄膜包衣剂相反，由高浓度液体蒸发而成的，也就是利用喷雾技术生成的防护膜则很少被人“著书立说”，因此便很难找到相关的参考资料。这主要是因为喷雾防护膜的技术要求太高，而且迄今为止得到的可追述性比率又太低。铸膜技术与喷雾技术不同之处在于其边界条件、干燥过程和弥散的稳定性，而弥散的相分离恰恰是人工造膜的关键。新的辊涂机中所采用的具有可追述性喷雾膜制造技术在弥散时的相分离检测中是很有帮助的。

Obara、McGinity和Linda、Felton等公司进行的喷雾制膜测试均在自己的试验设备中完成的，试验结果表明：喷雾方法制造的薄膜包衣剂比铸造技术制造的薄膜包衣剂更加接近真实状态。

新型实验室辊涂机LWC 1的设计制造就以“利用喷雾制膜技术，以生物聚合物、水分散体（Pseudolatex）或者乳胶作为薄膜包衣剂的原材料”而生产大面积包衣薄膜为宗旨，并且进行商业性应用实验。

新型辊涂机LWC 1的重量只有25kg，长、高、宽尺寸为600×180×300mm，是一台结构非常紧凑的台式设备。为满足喷雾制膜面积大小的要求，可根据需要简单完成旋转涂辊的更换。在喷涂包衣剂溶液时，使用的是利用压缩空气驱动的喷嘴。在压力容器中，压缩空气和液体包衣剂已经混合在一起，呈双相流体。喷嘴工作时具有自吸能力，但也可以利用输送泵把储备容器中的双相流体输送给喷嘴。喷嘴沿涂辊轴向运动，保证了把包衣剂均匀地喷涂到涂辊表面。在光电控制系统控制的转折点处，喷嘴可按预设的时间停留在停止位置，之后继续开始喷涂包衣剂。喷嘴至涂辊的间距、喷雾的角度都是可以选择、调整的。通过压力表和控制阀可以调节压缩空气的供气量。加热器可以向涂辊背面输送热风，帮助完成预热、薄膜生成、干燥等任务。控制面板用于设定和读取薄膜的参数、温度、包衣剂溶液的质量流量、涂辊和喷嘴的运动速度等参数。整个喷雾工作空间可用有机玻璃罩遮盖起来，保证湿度和温度始终符合规定和要求。

图2  包衣剂喷涂量与喷涂时间（分钟）的函数关系

便于操作 性能良好

根据涂辊和喷嘴不同的运动速度、不同的包衣剂流量要求对新型辊涂机进行了一系列的性能测试（参见图2）。测试时，包衣剂液体的喷雾时间为5min。实验结果表明：新型辊涂机有着更好的性能，且有着足够的线性相关性。喷雾时间更长、速度更慢的包衣剂喷雾需要注意的事项还有待于进一步证明实验。它所喷涂的包衣膜质地更加均匀，并且能够方便地从涂辊上取下来。

使用其他包衣剂材料进行的初步试验，例如利用以丙三醇或者虫胶（图2中的试验3和试验4）为软化剂的乳清蛋白做原材料，也充分体现了LWC 1型辊涂机很好的操作使用性能。新的实验室用辊涂机使得系统进行大面积生物大分子包衣膜的制作成为可能，也大大简化了新型包衣剂的研发工作。