制藥工程

1、1,2024年3月21日,學習目標,2,熟悉粉碎設備的分類、結(jié)構組成、工作原理、特點和適用范圍。,熟悉粉碎的意義；熟悉影響粉碎的因素；了解粉碎度。,掌握粉碎的方法。,掌握粉碎的含義和基本原理；,粉碎是用機械方法將大塊固體物料制成適宜程度的碎塊或細粉的單元操作。,一、粉碎的含義和意義,3,意義：①便于新鮮中藥材的干燥和貯存；②改善藥物流動性，有利于調(diào)劑和服用；③有利于制備多種制劑，如膠囊劑、丸劑、散劑等；④利于加速中藥中有效成分的

2、浸出，中藥材厚片<薄片<顆粒飲片；⑤增加藥物的表面積，促進藥物的溶解和吸收，提高難溶性藥物的溶出度和生物利用度。,粉碎是借助機械力部分地克服物質(zhì)分子之間內(nèi)聚力，使大塊固體物料碎裂成細小顆?；蚣毞?。,4,二、粉碎的基本原理,物料,局部應力,溫度升高膨脹,裂紋,外力,物料粉碎過程：,細小顆粒,1.硬度 即物料的堅硬程度，常以摩氏指數(shù)來表示。從軟到硬的規(guī)定：滑石粉硬度為1，金剛石硬度為10。,5,2.脆性 指物料受外力沖擊作用

3、易于破碎成細小顆粒的性質(zhì)。晶體物料具有一定的晶格，容易粉碎，如生石膏、硼砂等多數(shù)礦物類藥物均具有相當?shù)拇嘈浴?3.彈性 指固體受力后其內(nèi)部質(zhì)點之間的相對運動，即質(zhì)點的相對位置發(fā)生改變，固體因此發(fā)生變形，外加載荷消失后，變形隨之消失，稱這種特性為彈性。非晶體藥物其分子呈不規(guī)則排列，如乳香、沒藥等具有彈性。,,粉碎的影響因素,-固體物料物理性質(zhì),4.水分 一般認為物料水分越少越易粉碎。含水量在3.3%～4%時，粉碎較易，也不易引起粉塵。5

4、.溫度 粉碎過程中有部分機械能轉(zhuǎn)為熱能，可能對某些物料產(chǎn)生影響，如導致對熱敏感性有效成分分解，或使藥材受熱變軟、粘結(jié)，不能正常粉碎，出現(xiàn)此類情況，可低溫粉碎。6.重聚性 粉碎引起的表面能增加，形成不穩(wěn)定狀態(tài)，有趨于重新聚集的現(xiàn)象，稱為重聚性，常采用混合粉碎使分子內(nèi)聚力減小，以阻止再聚集現(xiàn)象發(fā)生。,6,圖4-1 粉碎作用力產(chǎn)生的形式,粉碎時，粉碎機的刀具（如錘頭、齒板、刀片、瓷球等）對物料作用以不同的力，包括擠壓、撞擊、研磨、劈裂及截切

5、等，如圖4-1所示。,7,粉碎的影響因素-粉碎方式,8,三、粉碎的原則,表4-1 粉碎機械力選擇,9,粉碎度,粉碎度是物料粉碎前、后的平均直徑之比，又稱為粉碎比。,,i 粉碎度或粉碎比D1 粉碎前物料顆粒的平均直徑，m；D2 粉碎后物料顆粒的平均直徑，m。,表4-2 粉碎等級分類表,粉碎度大小的選擇，取決于制備的藥物劑型，醫(yī)療用途及藥物本身性質(zhì)。,10,內(nèi)服散劑中不溶或難溶性藥物用于治療胃腸潰瘍時，宜粉碎成細

6、粉，以利分散，充分發(fā)揮其保護和治療作用；用于眼黏膜的外用散劑需要極細粉末，以減輕刺激性；在提取中藥材有效成分時，藥材的極細粉末易形成糊狀，不利于浸出。,11,應保持藥物的組成和藥理作用不變；藥物粉碎至需要的粉碎度即可，不應過度粉碎；較難粉碎的部分，如葉脈或纖維等不應隨意丟棄，以免損失有效成分或使藥物的含量相對增高；粉碎毒性或刺激性較強的藥物時，要嚴格注意勞動保護，粉碎易燃易爆藥物時，要注意防火防爆。,（一）開路粉碎與循環(huán)粉碎,

7、12,四、粉碎的方法,開路粉碎：物料只通過粉碎設備一次即得到粉碎產(chǎn)品的粉碎。適用于粗碎或為進一步細碎做預粉碎。循環(huán)粉碎：粉碎產(chǎn)品中，若尚有未達到粉碎粒徑的粗顆粒，通過篩分設備將粗顆粒分離出來再返回粉碎設備中繼續(xù)粉碎，也稱為閉路粉碎。適用于細碎或粒度范圍要求較嚴格的粉碎。,干法粉碎：指物料經(jīng)過適當?shù)母稍锾幚?，使物料中水分含量降低至一定程度再進行粉碎的方法。,13,（二）干法粉碎和濕法粉碎,濕法粉碎：指粉碎過程中在物料中添加適量液體的粉碎

8、方法。,液體的作用滲入到物料組織裂隙中減少分子間引力，同時防止粉碎過程中粒子的凝聚及粉塵的飛揚。液體的選用以藥料遇濕不膨脹、不發(fā)生變化、不妨礙藥效為原則，常用水或乙醇。,中藥制劑中，大多數(shù)物料采用干法粉碎。,適宜有刺激性或毒性的物料及對產(chǎn)品細度要求較高的藥物的粉碎。,單獨粉碎：將處方中的一味藥材單獨進行粉碎的方法。,14,（三）單獨粉碎和混合粉碎,混合粉碎：將兩種或兩種以上的藥料同時進行粉碎的方法。,串油：油性大的藥材暫時不粉碎

9、，將其余藥材先粉碎至合格粒度，再粉碎油性大的藥材，該過程中添加已粉碎好的其他藥材，如桃仁、棗仁、柏子仁等。串料：處方中黏性大的藥材留下，先將其他藥材粉碎成粗粉，再添加黏性大的藥材進行粉碎，如熟地、桂圓肉、山萸肉、黃精、玉竹、天冬、麥冬等。蒸罐：處方中其他藥材粉碎成粗粉，再添加用適當方法蒸制過的藥物，經(jīng)干燥再粉碎至需要的粒度，如烏雞、鹿肉等新鮮動物藥及地黃、何首烏等植物藥。,適用于貴重細藥料及刺激性藥料，為了減少損耗和利于勞動保護，如

10、牛黃、羚羊角、蟾酥等；易于引起爆炸的氧化性、還原性藥物粉碎；含毒性成分的藥物，如信石、馬錢子、雄黃等。,低溫粉碎：粉碎前或粉碎過程中將物料進行冷卻的粉碎方法。,15,（四）低溫粉碎,特點：,在常溫下粉碎困難的物料，熔點低、軟化點低及熱可塑性物料，例如樹脂、樹膠等；含水、含油雖少但富含糖分，具有一定黏性的藥物也能粉碎；可獲得更細的粉末；能保留揮發(fā)性成分。,物料先行冷卻，迅速通過高速撞擊式粉碎機粉碎，物料在粉碎機內(nèi)停留時間短暫；粉

11、碎機殼通入低溫冷卻水，在循環(huán)冷卻下進行粉碎；將干冰或液氮與物料混合后進行粉碎；組合應用上述冷卻方法進行粉碎。,一般方法：,一般粉碎方法可將原料藥材粉碎至75um左右，微粉粉碎能將藥材進行細胞級粉碎，粉碎粒徑可達5um，是植物細胞破壁率達95%以上，大大提高丸劑、散劑等含原料藥材制劑的生物利用度，有效成分不在像以往那樣通過細胞壁（膜）釋放，而是直接暴露出來，是藥物起效更加迅速。微粉粉碎適合于不同質(zhì)地的中藥材。,16,（五）微粉粉碎,1

12、7,五、粉碎的設備,切藥機主要用于根、經(jīng)、葉、草等的切制，能把藥用部位切成片、段、細條或碎塊，不適用于顆粒狀藥料或塊莖等的切制。,（一）切藥機,1-切刀2-刀床3-壓輥4-傳送帶5-變速箱6-皮帶輪7-曲軸,圖 4-2 切藥機示意圖,18,（二）顎式破碎機,圖 4-3 顎式破碎機示意圖,19,優(yōu)點：處理物料平均直徑范圍大，生產(chǎn)能力大，結(jié)構簡單，維護檢修方便，可運行時間長。缺點：擺動的慣性力大，零件承受載荷較大，對機械的基礎

13、要求高，且粉碎度不大，主要用于堅硬的藥材如雄黃、赭石等的粉碎。,,適用于干燥、性脆易碎藥材的粉碎或作粗粉之用，不適用于黏性藥材的粉碎。優(yōu)點：粉碎能耗小，粉碎度大，設備結(jié)構緊湊，操作比較安全，生產(chǎn)能力比較大。缺點：錘頭磨碎較快，篩板易于堵塞，過度粉碎的粉塵較多。,20,（三）錘擊式粉碎機,1-加料斗2-螺旋加料器3-轉(zhuǎn)子4-錘頭5-襯板6-外殼7-篩板,圖4-4 錘擊式粉碎機示意圖,適用于化學藥品、中藥材及纖維質(zhì)物料，如

14、植物根莖等的粉碎。,21,（四）軸流撞擊粉碎機,1-進料口2-殼體3-水冷夾套4-刀盤5-擋盤6-正刀片7-內(nèi)襯板8-斜刀片9-出料口10-風輪,圖4-5 軸流撞擊粉碎機示意圖,適用范圍廣泛，宜用于粉碎干燥的非組織性藥物，中草藥的根、經(jīng)、皮及干浸膏等，不宜用于腐蝕性藥物、劇毒要及貴重藥，由于粉碎過程中發(fā)熱，也不宜于粉碎含有大量揮發(fā)性成分和軟化點低且黏性較高的藥物。,22,（五）萬能磨粉機,圖4-6 萬能磨粉機示意圖,2

15、3,（六）球磨機,圖4-7 球磨機結(jié)構及工作原理示意圖,1-進料口 ；2- 軸承；3-端蓋 ；4-圓筒體；5-大齒圈；6- 出料口,適于粉碎結(jié)晶性藥物、易融化及脆性藥物，對于刺激性藥物、較大吸濕性的浸膏、揮發(fā)性及一些細料藥也適用。特點：結(jié)構簡單，封閉操作粉塵少。不足之處是體積龐大，笨重 ，運行時有強烈的振動和噪聲，工作效率低、能耗大，研磨介質(zhì)圓球與筒體襯板的損耗較大。,轉(zhuǎn)速過慢，圓球不能達到一定高度，即沿筒壁向下滑動，或繞自身軸線旋轉(zhuǎn)

16、，此時研磨效果很差，應盡可能避免。轉(zhuǎn)速適中，圓球?qū)⑦B續(xù)不斷地被提升至一定高度后再向下滑動或滾落，且均發(fā)生在物料內(nèi)部，此時研磨效果最好。轉(zhuǎn)速太快，使物料和圓球緊貼于筒壁，并隨筒壁一起旋轉(zhuǎn)，不能粉碎藥材。,24,粉碎效果的影響因素：,圖4-8 研磨介質(zhì)在筒體內(nèi)的運動方式,25,圓球隨筒壁做整周旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速稱為球磨機的臨界轉(zhuǎn)速，它與筒壁直徑的關系式如下：,,nc 筒體臨界轉(zhuǎn)速，r/min；Dmax 筒體最大內(nèi)經(jīng)，m

17、。,在臨界轉(zhuǎn)速時，圓球已失去研磨作用，所以在實際工作中，球磨機的轉(zhuǎn)速一般采用臨界轉(zhuǎn)速的75%-88%，即,,除轉(zhuǎn)速外, 還有圓球的大小、重量、數(shù)量及被粉碎藥物的性質(zhì)等。,26,圓球的直徑一般不應小于65mm，應大于被粉碎物料的4～9倍。圓筒內(nèi)裝填圓球的體積約占圓筒容積的30%-35%。由于操作時圓球不斷的磨損，部分圓球需經(jīng)常更換。被粉碎藥料不超過圓筒容積的50%。,27,（七）流能磨,流能磨即流體能力磨，利用高速氣體使藥料顆粒之間

18、以及顆粒與器壁之間碰撞而產(chǎn)生強烈的粉碎作用，故又稱為氣流粉碎機。,圖4-9 圓盤形流能磨示意圖,1-加料斗2-出料管3-空氣室4-粉碎室5-噴嘴6-分級渦,28,圖4-10 塔靶式流能磨示意圖,1-激振控制儀2-噴射泵3-給料機4-料斗5-二次風機6-電動機7-分級轉(zhuǎn)子8-出料管9-沉降室10-反射靶11-塔靶12-氣包13-機座,適用于抗生素、酶、低熔點或其他對熱敏感的藥物的粉碎，對于易氧化藥物，采用