1、1.了解粉碎在药品生产中的意义，了解常用粉碎 方法及特点，熟悉典型粉碎设备的结构、特点和 工作过程。 2.掌握 “ 目 ” 的概念，熟悉药筛标准和粉末等级 ，熟悉典型筛分设备的结构、特点和工作过程。 3.掌握混合机理，熟悉混合设备的类型以及典型 混合设备的结构、特点和工作过程。 1 粉碎是借助于外力将大块固体物料制成适宜 粒度的碎块或细粉的操作过程，它是固体药物生 产中的基本单元操作之一。 按粉碎后颗粒的粒度不同，粉碎可分为粗碎 、中碎、细碎和超细碎。粗碎后颗粒的粒径为数 十毫米至数毫米，中碎后粒径为数毫米至数百微 米，细碎后粒径为数百微米至数十微米，而超细 碎后粒径则在数十微米以下，其中粉碎
2、后粒径在 1100nm之间的又称为纳米粉碎。 2 粉碎在药品生产中具有重要的意义。例如， 将中药材粉碎至适宜粒度，有利于药材中有效成 分的浸出或溶出。又如，制备散剂、颗粒剂、丸 剂、片剂等所需的固体原料药均应粉碎成细粉， 以利于制备成型。再如，将固体药物粉碎成较小 粒径的颗粒，可增大药物的比表面积，促进药物 的溶解与吸收，从而可提高生物利用度。 3 但固体药物应粉碎成多大的粒径，还与药物 性质、剂型及使用要求等具体情况有关，过细的 药物颗粒并非总是有利的。 此外，粉碎操作也可能对药物产生不良影响 。例如，多晶型药物的晶型在粉碎过程中可能会 遭到破坏，从而导致药效下降或出现不稳定晶型 ；粉碎操作
3、产生的热效应可能引起热敏性药物的 分解；易氧化药物粉碎后会因比表面积增大而加 速氧化。 4 1.自由粉碎和缓冲粉碎 在粉碎过程中，若将达到规定粒度的细粉及时移 出，则称这种粉碎为自由粉碎。反之，若细粉始终保 持在粉碎系统中，则称这种粉碎为缓冲粉碎。在自由 粉碎过程中，细粉的及时移出可使粗粒有充分的机会 接受机械能，因而粉碎设备所提供的机械能可有效地 作用于粉碎过程，故粉碎效率较高。而在缓冲粉碎过 程中，由于细粉始终保持在系统中，并在粗粒间起到 缓冲作用，因而要消耗大量的机械能，导致粉碎效率 下降，同时产生大量的过细粉末。 5 2.开路粉碎和循环粉碎 在粉碎过程中，若药物仅通过粉碎设备一次即 获
4、得所需的粉体产品，则称这种粉碎为开路粉碎 ，如图 11-1(a)所示。开路粉碎适用于粗碎或用作 细碎的预粉碎。 产品物料 粉碎机 图 11(a) 开路粉碎 6 2.开路粉碎和循环粉碎 若粉体产品中含有尚未达到规定粒度的粗颗粒 ，则可通过筛分设备将粗颗粒分离出来，再将其 重新送回粉碎设备中粉碎，这种粉碎称为循环粉 碎或闭路粉碎，如图 11-1(b)所示。循环粉碎适用 于细碎或对粒度范围要求较严的粉碎。 图 11(b) 闭路粉碎 产品物料 粉碎机 筛分 7 3.干法粉碎和湿法粉碎 干法粉碎是通过干燥处理使药物中的含水量降 至一定限度后再进行粉碎的方法。粉碎固体药物 时，应根据药物的性质选用适宜的干
5、燥方法，干 燥温度一般不宜超过 80oC。药物的适宜含水量与 粉碎机械的性能有关。例如，采用万能粉碎机时 药物的含水量应降至 10%左右，而采用球磨机时 药物的含水量则应降至 5%以下。 8 3.干法粉碎和湿法粉碎 湿法粉碎是在固体药物中加入适量液体进行研 磨粉碎的方法，但应注意，所用液体应不影响药 效，也不应使药物溶解或膨胀。湿法粉碎的优点 是不产生粉尘，可用于刺激性较强或有毒药物以 及对产品细度要求较高的药物的粉碎，如冰片、 樟脑、朱砂等。 9 4.单独粉碎和混合粉碎 将处方中的一味药材单独进行粉碎的方法称为单 独粉碎。单独粉碎既可按被粉碎药物的性质选取较为 适宜的粉碎机械，又可避免粉碎过
6、程中因药物损耗程 度的不同而产生含量不准的现象。单独粉碎过程中， 已粉碎的粉末有重新聚结的趋向，因而可减少损耗， 并有利于劳动保护，故特别适用于刺激性以及贵细药 材的粉碎。若药物的氧化性或还原性较强，则必须采 用单独粉碎，否则易引起反应甚至爆炸。此外，剧毒 药物以及需进行特殊处理的药料也应采用单独粉碎。 10 4.单独粉碎和混合粉碎 将两种或两种以上的药物同时进行粉碎的方法 称为混合粉碎。混合粉碎可减少粉末的重新聚结 趋向，并可使粉碎与混合过程同时进行，因而生 产效率较高。目前复方制剂中的多数药材均可采 用混合粉碎。此外，对于粘性或油性药物，采用 混合粉碎可适当降低这些药物单独粉碎时的难度 。
7、 11 5.低温粉碎 低温粉碎是利用药物在低温下脆性较大的特点进行粉 碎的方法，其产品粒度较细，并能较好地保持药物有效成 分的原有特性。对于常温下粉碎有困难的药物，如软化点 和熔点较低的药物、热可塑性药物以及某些热敏性药物等 ，均可采用低温粉碎方法 。 低温粉碎过程中，空气中的水分会在粉碎机及物料表面 冷凝或结霜，从而增大物料中的含水量，因此低温粉碎不 宜在潮湿环境中进行，粉碎后的产品也应及时置于防潮容 器内，以免因长时间暴露于空气中而使含水量增大 。 12 6.超微粉碎 一般粉碎方法可将中药材粉碎至 75m左右，而 超微粉碎则可将固体药物粉碎至 5m左右。中药材的 细胞尺度一般在 10100
8、m左右，运用现代超微粉碎 技术，可将原生药粉碎至 510m以下，此时一般药 材细胞的破壁率可达 95以上。因此，中药材的超微 粉碎又称为细胞级的微粉碎，它是以动植物类药材细 胞破壁为目的的粉碎作业，所得中药微粉称为细胞级 中药微粉，以细胞级中药微粉为基础制成的中药称为 细胞级微粉中药，即微粉中药。 13 6.超微粉碎 中药材经超微粉碎后，粒径可达 5m左右，细胞的破 壁率可达 95以上，因而有效成分极易溶出，从而可缩短 提取时间，提高提取率。 超微粉碎可提高中药的生物利用度，增强临床疗效。 细胞级微粉中药中的有效成分的释放量和释放速度均较高 ，因而药物的起效速度较快。细胞级超微粉碎技术还可提
9、高复方中药中各有效成分的均匀性，使各有效成分被人体 均匀地吸收，从而起到提高疗效的作用。 此外，中药材在细胞级的超微粉碎中，与细胞尺度相当 的虫卵也会因破壁而被杀死，从而可减少虫害对中药材的 影响，降低中药的毒副作用。 14 6.超微粉碎 一般 粉碎方法可将中药材粉碎至 75m左右，而超微 粉碎则可将固体药物粉碎至 5m左右。中药材的细胞尺度 一般在 10100m左右，运用现代超微粉碎技术，可将原 生药粉碎至 510m以下，此时一般药材细胞的破壁率可 达 95以上。因此，中药材的超微粉碎又称为细胞级的微 粉碎，它是以动植物类药材细胞破壁为目的的粉碎作业， 所得中药微粉称为细胞级中药微粉，以细胞
10、级中药微粉为 基础制成的中药称为细胞级微粉中药，即微粉中药。 中药材 经超微粉碎后，粒径可达 5m左右，细胞的破 壁率可达 95以上，因而有效成分极易溶出，从而可缩短 提取时间，提高提取率。 15 固体药物在粉碎前后的粒度之比称为粉碎比，即 式中 n 粉碎比 ； d1 粉碎前固体药物颗粒的粒径， mm或 m； d2 粉碎后固体药物颗粒的粒径， mm或 m。 由式 (11-1)可知，粉碎比越大，所得药物颗粒的粒径就 越小。可见，粉碎比是衡量粉碎效果的一个重要指标，也 是选择粉碎设备的重要依据。一般情况下，粗碎的粉碎比 为 37，中碎的粉碎比为 2060，细碎的粉碎比在 100以上 ，超细碎的粉碎
11、比则高达 2001000。 (11-1) 16 粉碎机的种类很多，可按不同的的方法进行 分类。按所施加作用力的不同，粉碎设备可分为剪 切式、撞击式、研磨式、挤压式和锉销式等类型。 按作用部件运动方式的不同，粉碎设备可分为旋转 式、振动式、滚动式以及流体作用式等类型。按操 作方式的不同，粉碎设备可分为干磨、湿磨、间歇 式和连续式等类型。下面介绍几种药品生产中常用 的粉碎设备。 17 切药机主要由切刀、曲柄连杆机构、输送带、给料辊 和出料槽组成，其结构如图 11-2所示。 图 11-2 切药机 1-出料槽； 2-切刀； 3-曲柄连杆 机构； 4-给料辊； 5-输送带 18 腭式破碎机是一种粗碎和中
12、碎设备，主要由固定腭板 、活动腭板、飞轮和连杆机构等部件组成，如图 11-3所示 。 图 11-3 腭式破碎机 1-固定腭板 2-活动腭板 3-轴 4-飞轮 5-偏心轴 6-连杆机构 7-联接杆 8-弹簧 19 万能粉碎机主要由定子、转子及环形筛板等组成，其 结构如图 11-4所示。 图 11-4 万能粉碎机 1-出粉口 2-筛板 3-水平轴 4-定子 5-加料斗 6-抖动装置 7-加料口 8-转子 20 锤式粉碎机是一种撞击式粉碎机，主要由加料器、转子 、锤头、衬板、筛板 (网 )等部件组成，如图 11-5所示。 图 11-5 锤式粉碎机结构 1-加料斗 2-螺旋加料器 3-转子 4-锤头
13、5-衬板 6-外壳 7-筛板 3 4 5 7 6 2 1 21 球磨机主要由圆筒体、端盖、轴承和传动机构等组成， 其结构如图 11-6所示。 1-进料口； 2-轴承； 3-端盖； 4-圆筒体； 5-大齿圈； 6-出料口 图 11-6 万能结构与工作原理示意图 固体 物料 2 粉碎 产品 3 4 5 1 6 22 球磨机的粉碎效果与筒体转速密切相关。 适宜的转速可将研磨介质连续不断地提升至一定高度 后再使其向下滑动或滚落，且均发生在物料内部，如图 11- 7(a)所示，此时研磨效果最好。 当转速更高时，研磨介质被进一步提升后将沿抛物线 轨迹抛落，如图 11-7(b)所示，此时研磨效果下降，且容易
14、 造成研磨介质的破碎，并加剧筒壁的磨损程度。 随着转速的进一步增大，离心力将逐渐起主导作用， 最终使物料和研磨介质紧贴于筒壁，并随筒壁一起旋转， 如图 11-7(c)所示，此时研磨介质之间以及研磨介质与筒壁 之间不再有相对运动，物料的研磨作用将停止。 23 (a) 滑落或滚落 (b) 抛落 (c) 离心运动 图 11-7 研磨介质在筒体内的运动方式 24 研磨介质在筒体内开始发生离心运动时的筒体转速称 为临界转速，它取决于筒体的直径，可用下式计算 式中 Nc 球磨机筒体临界转速， r/min； D 球磨机筒体内径， m。 球磨机粉碎效率最高时的筒体转速称为最佳转速。最 佳转速通常为临界转速的
15、60%85%。 (11-2) 25 振动磨是利用研磨介质在有一定振幅的筒体内对固体 物料产生冲击、摩擦、剪切等作用而达到粉碎物料的目的 。 图 11-8 振动磨的结构 1-电动机 2-挠性轴套 3-主轴 4-轴承 5-筒体 6-偏心配重 7-弹簧 26 气流粉碎机 是一种重要的超 细碎设备，又称 为流能磨，其工 作原理是利用高 速气流使颗粒之 间以及颗粒与器 壁之间产生强烈 的冲击、碰撞和 摩擦，从而达到 粉碎药物的目的 。 1-粉碎区； 2-出料口； 3-分级区； 4-喷嘴图 11-9 循环管式气流粉碎机 27 胶体磨的主 要构造是带斜槽的 锥形转子与定子所 组成的磨碎面，其 结构如图 11
16、-10所 示。 图 11-10 胶体磨 1-转子 2-狭缝 3-定子 4-出口 5-进口 6-驱动轴 28 药筛是指按药典规定用于药物筛粉的筛，又称标准 筛。按制作方法的不同，药筛可分为编织筛和冲制筛。 编织筛的筛网常用金属丝 (如不锈钢丝、铜丝等 )、化 学纤维 (如尼龙丝 )、绢丝等织成。采用金属丝的编织筛， 其交叉处应固定，以免因金属丝移位而使筛孔变形，此类 筛常用于粗、细粉的筛分。尼龙丝对一般药物较为稳定， 在制剂生产中应用较多，缺点是筛孔容易变形。 冲制筛是在金属板上冲出一系列一定形状的筛孔而制 成的筛，其筛孔坚固，孔径不易变动，但孔径不能太细， 常用作高速粉碎机的筛板及药丸的分档筛
17、选。 29 目前，我国药品生产所用筛的标准是美国泰勒标准和 中国 药典 标准。 泰勒标准筛以每英寸 (25.4mm)筛网长度上的孔数即目为单 位，如每英寸有 100个孔的标准筛称为 100目筛。能通过 100目筛 的粉末称为 100目粉。筛号数越大，粉末越细。 2005年版 中国药典 按筛孔内径规定了九种筛号，其规 格如表 11-1所示。显然，筛的号数越大，筛孔的内经就越小。 表 11-1 我国药典规定的药筛标准 筛 号 /号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 筛 孔内径 /m 2000 70 850 29 355 13 250 9.9 180 7.6 150 6.6 125 5.8 904
18、. 6 754. 1 相当的 标 准 筛 /目 10 24 50 65 80 100 120 150 200 30 各种药物制剂对药粉粒度有不同的要求，因此要对药粉分 级，并控制粉末的均匀度。粉末的等级可用不同规格的筛网经 两次筛选确定。 2005年版 中国药典 将粉末划分为六级，其 标准如表 11-2所示。 序号 等 级 标准 1 最粗粉 能全部通过 1号筛，但混有能通过 3号筛不超过 20%的粉末 2 粗 粉 能全部通过 2号筛，但混有能通过 4号筛不超过 40%的粉末 3 中 粉 能全部通过 4号筛，但混有能通过 5号筛不超过 60%的粉末 4 细 粉 能全部通过 5号筛，但混有能通过
19、6号筛不少于 95%的粉末 5 最细粉 能全部通过 6号筛，但混有能通过 7号筛不少于 95%的粉末 6 极细粉 能全部通过 6号筛，但混有能通过 9号筛不少于 95%的粉末 表 11-2 粉末的等级标准 31 手摇筛又称为套筛，筛网常用不锈钢丝、铜 丝、尼龙丝等编织而成，边框为圆形或长方形的金 属框。通常按筛号大小依次套叠，自上而下筛号依 次增大，底层的最细筛套于接受器上。使用时将适 宜号数的药筛套于接受器上，加入药粉，盖好上盖 ，用手摇动过筛即可。 手摇筛适用于小批量粉末的筛分，用于毒性 、刺激性或质轻药粉的筛分时可避免粉尘飞扬。 32 双曲柄摇动筛主要由筛框、筛网、偏心轮、 连杆、摇杆等
20、组成，结构如图 11-11所示。 图 11-11 双曲柄摇动筛结构示意图 1-筛框； 2-筛网； 3-摇杆； 4-连杆； 5-偏心轮 33 1-筛筒 2-刷板 3-主轴 4-打板 图 11-12 旋转筛 34 (a) 工作原理 (b) 外形 图 11-13 电磁振动筛 3 1 5 6 7 8 9 2 4 35 实际生产中，常采用搅拌、研磨、过筛等方法 对固体物料进行混合。将固体颗粒置于混合器内混 合时，会发生对流、剪切和扩散三种不同的运动形 式，形成三种不同的混合方式。 1.对流混合 若混合设备翻转或在搅拌器的搅动下，颗粒之 间或较大的颗粒群之间将产生相对运动，从而引起 颗粒之间的混合，这种混
21、合方式称为对流混合。对 流混合的效率与混合设备的类型及操作方法有关。 36 2. 剪切混合 固体颗粒在混合器内运动时会产生一些滑动平面，从 而在不同成分的界面间产生剪切作用，由此而产生的剪切 力作用于粒子交界面，可引起颗粒之间的混合，这种混合 方式称为剪切混合。剪切混合时的剪切力还具有粉碎颗粒 的作用。 3.扩散混合 当固体颗粒在混合器内混合时，粒子的紊乱运动会使 相邻粒子相互交换位置，从而产生局部混合，这种混合方 式称为扩散混合。当粒子形状、充填状态或流动速度不同 时，即可发生扩散混合。 37 表 11-3 混合设备的类型 操作方 式 型 式 机型举例 间歇 混合 固定型 螺旋浆型 (垂直、
22、水平 )、喷流型、搅拌釜型 回转型 V型、 S型、立方型、圆筒型、双圆锥型、水平圆锥型 、倾斜圆锥型 复合型 回转容器内装有搅拌器的型式 连续 混合 固定型 螺旋浆型 (垂直、水平 )、重力流动无搅拌型 回转型 水平圆锥型、连续 V型、水平圆筒型 复合型 回转容器吹入气流的型式 注： 运行时容器固定。 运行时容器可以转动。 具有固定型和回转型的特点。 38 39 图 11-14 槽式混合机 1 螺带 2 混合槽 3 固定轴 4 机架 40 图 11-15 双螺旋锥形混合机 1-拉杆； 2-螺旋杆； 3-锥形筒体； 4-传动装置； 5-减速机； 6-进料口； 7-出料口 41 图 11-16 V形混合机 1-机座； 2-电动机； 3-传动带； 4-容器； 5-端盖； 6-旋转轴； 7-轴 承； 8-出料口； 9-盛料器 42
