Dính chày là một vấn đề thường gặp trong sản xuất viên nén. Hiện tượng này xảy ra khi nguyên liệu bám dính vào bề mặt chày trong quá trình nén viên. Từ đó dẫn đến nhiều hệ quả như:

• • Giảm năng suất sản xuất: Do phải dừng máy để vệ sinh đầu chày thường xuyên.
  • Tăng chi phí vận hành: Vệ sinh, bảo trì hoặc thay thế đầu chày.
  • Giảm chất lượng viên nén: Viên dễ bị vỡ, sứt mẻ hoặc bề mặt không đồng đều.
  • Làm hỏng thiết bị: Bề mặt đầu chày bị mài mòn hoặc xước, làm giảm tuổi thọ thiết bị.

1. Cơ Chế Dính Chày

Hiện tượng dính chày chủ yếu do sự tương tác giữa nguyên liệu và bề mặt chày. Các lực liên quan gồm:

• Lực kết dính giữa nguyên liệu với bề mặt chày (adhesion force):
  • Lực Van der Waals: Do diện tích tiếp xúc và độ nhám bề mặt.
  • Lực mao dẫn: Xảy ra khi có độ ẩm cao, tạo cầu nối chất lỏng.
  • Lực tĩnh điện: Bột tích điện hút vào bề mặt chày.
• Lực liên kết giữa các tiểu phân (cohesion force): Phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu, lực nén và thời gian nén.
  • Đặc tính của nguyên liệu: Các hạt cốm chứa tá dược có tính chất biến dạng đàn hồi có thể dễ bám dính vào chày.
  • Thời gian nén: Thời gian nén dài có thể tạo điều kiện cho bột bám dính vào chày.
  • Lực nén: Lực nén không đủ ảnh hưởng đến liên kết giữa các hạt, tăng khả năng dính chày.

Dính chày xảy ra khi lực kết dính giữa cốm và bề mặt chày lớn hơn lực liên kết giữa các hạt cốm

2. Các Loại Dính Chày

Loại I (Filming)

• • Xảy ra khi lực bám dính API–chày > API–tá dược > API–API.
  • API tạo thành một lớp mỏng trên chày nhưng không tích tụ thêm.
  • Ảnh hưởng nhẹ, thường chỉ làm viên xỉn màu.

Loại II (Tích tụ lớp)

• • Xảy ra khi lực bám dính API–chày > API–API ≥ API–tá dược.
  • Lớp API trên chày dày lên theo thời gian.
  • Dính chày nặng, cần dừng máy để vệ sinh đầu chày.

3. Nguyên Nhân Gây Dính Chày

3.1. Công Thức

• Thành phần công thức
  • Độ ẩm cao hoặc thiếu tá dược trơn bóng (hoặc thiếu tá dược dính) gây tăng lực kết dính.
  • API có điểm nóng chảy thấp dễ bị dính khi nhiệt độ tăng.
  • Tỷ lệ bột mịn cao làm tăng nguy cơ dính chày.

• Thiết kế viên nén
  • Thiết kế hình dạng hoặc logo không tối ưu dễ gây dính.
  • Các yêu cầu về thiết kế hình dạng viên có thể tạo thêm rào cản kỹ thuật.

→ Giải pháp khắc phục

• • Tối ưu hóa công thức: Sử dụng loại và tỷ lệ tá dược trơn bóng, tá dược dính phù hợp (magnesium stearate, acid stearic, sodium stearyl fumarat…)
  • Giảm độ ẩm nguyên liệu và kiểm soát môi trường nén.
  • Kiểm soát kích thước, hình dạng hạt.
  • Sử dụng phông chữ đơn giản, tránh các chi tiết cầu kỳ.
  • Áp dụng kỹ thuật tapering (thiết kế các chi tiết khắc (chữ, số, hình ảnh) trên lòng chày với độ nghiêng dần thay vì góc vuông) hoặc giảm độ sâu khắc giúp hạn chế bám dính.

3.2. Quy Trình Sản Xuất

• • Điều kiện môi trường: Độ ẩm và nhiệt độ cao làm thay đổi tính chất của nguyên liệu.
  • Thời gian và lực nén: Thời gian nén ngắn hoặc lực nén không đủ làm giảm liên kết hạt bột.

→ Giải pháp khắc phục

• • Kiểm soát độ ẩm và nhiệt độ trong khu vực sản xuất.
  • Tăng lực nén và tối ưu hóa thời gian nén.

3.3. Chất Liệu Chày

• Bề mặt chày bị mòn, xước hoặc không được phủ lớp chống dính phù hợp.

→ Giải pháp khắc phục

• • Sử dụng thép chống mài mòn (như M340, 440C).
  • Phủ lớp chống dính (Cr, CrN) lên bề mặt chày.
  • Đánh bóng bề mặt chày định kỳ để giảm ma sát.
  • Điều chỉnh thiết kế đầu chày từ lõm sang phẳng nếu cần.

4. Tóm tắt

5. Kết Luận

Hiện tượng dính chày là một vấn đề phức tạp nhưng có thể kiểm soát hiệu quả thông qua việc tối ưu công thức, quy trình sản xuất và thiết kế dụng cụ. Hiểu rõ nguyên nhân và áp dụng các giải pháp đồng bộ sẽ giúp nâng cao chất lượng viên nén, giảm thiểu chi phí và đảm bảo tính ổn định của quy trình.

6. Tài liệu tham khảo

Tìm hiểu thêm các bài viết hay về chày cối trên website của SEN Pharma: Tiêu chuẩn chày cối, cấu tại chày cối trong máy dập viên, thuật ngữ về cấu tạo chày cối