《粉碎原理與設(shè)備》PPT課件.ppt

第三章 粉碎原理與設(shè)備,學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.掌握粉碎的基本原理及方法，掌握常用粉碎機(jī)械的結(jié)構(gòu)類型及工作原理； 2.熟悉超微粉碎技術(shù)與設(shè)備的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及設(shè)備的類型； 3.了解粉碎機(jī)械的選擇、驗(yàn)證與養(yǎng)護(hù)。,第一節(jié) 粉碎的基本原理,粉碎是借助外力將大塊固體物料粉碎成適宜碎塊或細(xì)粉的操作過(guò)程。 一、粉碎目的：1.提高生物利用度；2.便于調(diào)劑和使用多種給藥途徑。 二、粉碎的基本原理 1.粉碎過(guò)程是利用外加機(jī)械力，部分的破壞物質(zhì)分子間的內(nèi)聚力。是機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婺艿倪^(guò)程。,2.粉碎過(guò)程中，要及時(shí)分離已達(dá)到規(guī)定細(xì)度的粉末。 3.脆性是物質(zhì)在外力作用下斷裂破壞的性質(zhì)，與聚合物結(jié)構(gòu)及使用條件(溫度、外力作用速率等)有關(guān)。 粉碎藥材時(shí)，根據(jù)不同的性質(zhì)，采用不同的方法粉碎。比如對(duì)樟腦、冰片等粉碎時(shí)加入少量揮發(fā)性液體；具有一定彈性的乳香、沒(méi)藥，在低溫下粉碎；注意防止低共熔現(xiàn)象；不溶于水的藥物，利用顆粒不同的重量進(jìn)行分離，水飛法。,4.粉碎的作用力：包括截切、擠壓、撞擊及劈裂等。 5.粉碎規(guī)則：保持藥物的組成和藥理作用不變；粉碎至需要粒度大小，不過(guò)度粉碎；難以粉碎部分，不隨意丟棄；毒性或刺激性較強(qiáng)的藥物粉碎中注意勞動(dòng)保護(hù)與環(huán)境安全。,三、粉碎方法：干法粉碎和濕法粉碎 1.干法粉碎：是指藥物經(jīng)過(guò)適當(dāng)干燥處理，使達(dá)到一定的含水量再粉碎的方法。注意干燥過(guò)程中，溫度不宜過(guò)高，易風(fēng)化藥物應(yīng)避免失失水。 單獨(dú)粉碎：貴細(xì)藥材、毒性藥材、刺激性藥材 混合粉碎：粉碎過(guò)程中混合。注意低共熔現(xiàn)象。 特殊處理：油性和黏性成分較多的藥材， “串油”是指將油性大的藥材暫時(shí)不粉碎，將其余藥材先粉碎至合格粒度，再粉碎油性大的藥材，在粉碎油性大的藥材過(guò)程中，加入已經(jīng)粉碎好的藥材粉末。,“串料”是指將處方中“黏性”大的飲片留下，先將其它飲片粉碎成粗粉，再摻入黏性大的飲片進(jìn)行粉粹一次至合格粒度。 蒸罐：針對(duì)有些不宜先加工炮制成飲片的藥材，比如烏雞、鹿肉、羊肉等。,四、中藥材粉碎的特點(diǎn)與影響因素 1.中藥材粉碎的特點(diǎn)：粒度分為破碎、磨碎和超細(xì)磨碎。中藥散劑、丸劑用藥材粉末屬于磨碎范圍，浸提用藥材的粒度屬于破碎范圍。粒度越小浸出速率并不一定越高。 2.影響因素 粉碎方法：干法與濕法 粉碎時(shí)間：設(shè)定最佳粉碎時(shí)間 粉碎性質(zhì)、進(jìn)料速度及進(jìn)料粒度,第二節(jié) 粉碎機(jī)械,一、乳缽：常見(jiàn)的有瓷制、玻璃制及瑪瑙制等。 二、沖缽：小型的常用銅沖缽；大型的為石料制成，為機(jī)動(dòng)沖缽。,三、球磨機(jī) 1.結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：,筒體：,耐磨鋼球,鑄造鋼球,工作原理：將物料通過(guò)進(jìn)料端蓋喂入筒體內(nèi)，通過(guò)筒體的旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生離心力和摩擦力，使研磨介質(zhì)和物料隨著筒壁上升至一定高度時(shí)，利用自身的重量呈拋物線落下或?yàn)a落而下，依靠相應(yīng)的沖擊力和運(yùn)動(dòng)時(shí)的研磨作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的研磨，最后從出料端排出。,2.種類 2.1操作狀態(tài)：干法球磨機(jī)和濕法球磨機(jī)、間隙球磨機(jī)和連續(xù)球磨機(jī)。 2.2筒體長(zhǎng)徑比：短球磨機(jī)（L/D2）、中長(zhǎng)球磨機(jī)（L/D=3）、長(zhǎng)球磨機(jī)（又稱管磨機(jī)） （L/D4）。 2.3研磨介質(zhì)種類：球磨機(jī)（鋼球）、棒磨機(jī)（2-4個(gè)倉(cāng)）、石磨（卵石、礫石等）。 2.4卸料方式：尾端卸料式球磨機(jī)和中央式球磨機(jī)。 2.5轉(zhuǎn)動(dòng)方式：中央轉(zhuǎn)動(dòng)式球磨機(jī)和筒體大齒轉(zhuǎn)動(dòng)球磨機(jī)。,3.磨介的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：瀉落式、拋物式、離心式,球磨機(jī)的工作參數(shù)關(guān)聯(lián)圖,4.球磨機(jī)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、滿足工業(yè)化大生產(chǎn)；粉碎比大，粉碎粗細(xì)可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，易于維修等。 缺點(diǎn)：效率低、能耗大；機(jī)體笨重，噪聲較大；配備昂貴的大型減速裝備等 適用對(duì)象：結(jié)晶藥物、脆性藥物及非組織性中草藥。在密閉操作時(shí)可用于毒性藥物、貴重藥物、吸濕性或刺激性藥物。,四、振動(dòng)磨 1.結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)：槽型或圓筒形磨體、激振器、支撐彈簧和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等部件組成。,振動(dòng)粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,工作原理：通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)激振器旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生周期性的激振力，筒體在支撐彈簧上產(chǎn)生高頻振動(dòng)，在筒體內(nèi)的研磨介質(zhì)通過(guò)三種運(yùn)動(dòng)（強(qiáng)烈拋射運(yùn)動(dòng)、高速自傳運(yùn)動(dòng)、慢速的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）與物料進(jìn)行作用，在介質(zhì)的沖擊與研磨作用下磨細(xì)。,2.特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：效率高；粒徑分布均勻；可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；粉碎溫度易調(diào)節(jié)；操作樣式可采用完全封閉，改善工作環(huán)境，或填充惰性氣體，用于易燃、易爆、易氧化的固體物料粉碎；操作方便，易于維修。 缺點(diǎn)：噪聲大,五、流能磨 1.流能磨又稱氣流粉碎機(jī)、氣流磨 2.粉碎原理：利用高速氣流噴出時(shí)形成的強(qiáng)烈多相紊流場(chǎng)，使其中的固體顆粒在自撞中或與沖擊板、器壁撞擊中發(fā)生變形、破碎。 3.類型：扁平式氣流磨、循環(huán)管式氣流磨、對(duì)噴式氣流磨、流化床對(duì)射磨。,扁平式氣流磨： 原理：主要粉碎作用區(qū)域在噴嘴附近，而顆粒之間碰撞的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于顆粒與器壁的碰撞，因此氣流磨機(jī)中的主要粉碎作用以顆粒之間的沖擊碰撞為主(80%以上)，只有不要20%的顆粒是由于與粉碎室內(nèi)壁撞擊和摩擦而粉碎。 結(jié)構(gòu)：進(jìn)料裝置、氣流分配室、氣流噴嘴、粉碎分級(jí)室、成品收集器和廢氣排出管等。,循環(huán)管式氣流磨： 又稱跑道式氣流粉碎機(jī)。 結(jié)構(gòu) 與工作原理,工作原理: 物料經(jīng)加料器由汾丘里噴嘴送入粉碎區(qū)，氣流經(jīng)一組研磨噴嘴噴入不等徑變曲率的跑道形循環(huán)管式粉碎室，并加速顆粒使之相互沖擊、空氣碰撞、摩擦而粉碎。氣流旋流攜帶被粉碎的顆粒，沿上行管向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)入分級(jí)區(qū)，在分級(jí)區(qū)，由于離心力場(chǎng)的作用與分級(jí)區(qū)輪廓的配合，使密集的顆粒流分流，細(xì)粒在內(nèi)層經(jīng)分級(jí)器分級(jí)后排出，作為成品捕集；粗粒在外層沿下行管返回繼續(xù)循環(huán)粉碎。,特點(diǎn)：粒度分布范圍較窄，產(chǎn)品較細(xì)；分級(jí)區(qū)的彎曲管壁設(shè)計(jì)成減磨曲線狀，所以循環(huán)管內(nèi)壁的磨損大大減輕，適用于較硬物料的粉碎；適用于低熔點(diǎn)、熱敏性物料的粉碎；實(shí)現(xiàn)混合與分散的效果。,對(duì)噴式氣流磨： 結(jié)構(gòu)原理：在粉碎室 中心附近正面碰撞。 特點(diǎn)：能量利用率高； 粉碎產(chǎn)品粒度??；粉碎熱敏 性物料時(shí)，還可以采用惰性 氣體。,流化床對(duì)射磨： 特點(diǎn)：磨腔中形成三束氣流，在中心形成碰撞、摩擦而粉碎。,六、膠體磨 1.結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：帶斜槽的錐形轉(zhuǎn)子和定子組成磨碎面。 特點(diǎn)：具有操作方便、環(huán)保、效率高、體積小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。常用于制備混懸液、乳濁液、膠體溶液、注射劑等，膠體磨屬于高精密機(jī)械。,七、錘擊式破碎機(jī) 1.結(jié)構(gòu)與工作原理： 主要工作部件是帶有錘子的轉(zhuǎn)子。物料進(jìn)入后受高速運(yùn)動(dòng)的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而粉碎。轉(zhuǎn)子下部設(shè)有篩板。 2.種類、特點(diǎn)及應(yīng)用 種類：按轉(zhuǎn)子數(shù)目，單轉(zhuǎn)子錘式和雙轉(zhuǎn)子錘式；按轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向，分為可逆式和不可逆；按轉(zhuǎn)子排數(shù)，分為單排式和多排式；按轉(zhuǎn)子的連接方式，分固定錘子和活動(dòng)錘子。固定錘子用于軟質(zhì)物料的粉碎。 特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、能耗低、體積緊湊、較高生產(chǎn)能力。 應(yīng)用：破碎各種中硬度以下、且無(wú)腐蝕性的物料。,八、萬(wàn)能粉碎機(jī)（柴田式粉碎機(jī)） 1.結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：主要由機(jī)殼、動(dòng)力 軸和篩板等組成。 工作原理： 2.應(yīng)用 萬(wàn)能粉碎機(jī)是中藥廠普遍應(yīng) 用的粉碎機(jī)，粉碎能力最大。 適用于植物、動(dòng)物以及硬度 不大的礦物類藥，不宜粉碎 硬度較大和含油較多的藥材。,九、羚羊角粉碎機(jī) 帶有齒輪銼。 十、FSZ粉碎機(jī)組 1.結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：粉碎機(jī)、吸塵收集裝置 2.應(yīng)用及特點(diǎn) 應(yīng)用：具有一定脆性的藥物 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、能耗低、無(wú)粉塵。缺點(diǎn)是通用性小，不適于具有纖維性及黏度大的藥物。,第三節(jié) 超微粉碎技術(shù)與設(shè)備,超微粉碎是利用機(jī)械或流體動(dòng)力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎，從而將物料顆粒粉碎至微米甚至納米級(jí)的操作技術(shù)。產(chǎn)品稱為微粉。微粉具有一般顆粒所沒(méi)有的特殊理化性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。 中藥微粉主要以植物細(xì)胞破壁為目的，動(dòng)物藥以破膜為要求。 一、超微粉碎原理 粉碎原理與普通粉碎相同，只是細(xì)度要求更高。,二、粉碎目的 1.增強(qiáng)有效成分吸收速率及提高溶出量 一方面，微粉粒徑小，易吸附于小腸壁，提高了有效成分的吸收；另一方面，微粉比表面積大，顯著增加有效成分的吸收量。 動(dòng)植物及礦物藥。 2.保留中藥材的屬性和功能 保留了處方全組分，在中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論指導(dǎo)下應(yīng)用，較好的處理了繼承與創(chuàng)新的問(wèn)題。,三、方法與要求 方法：深度冷凍超微粉碎。 常用有三種： 要求：溫度條件苛刻。缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本極高，對(duì)附加值不高的藥材不適用。對(duì)于液氮冷凍，注意對(duì)藥物的污染問(wèn)題。 四、粉碎設(shè)備 1.新型高細(xì)球磨機(jī)。分2-3倉(cāng)，破碎后繼續(xù)粉碎。,2.振動(dòng)球磨機(jī) 細(xì)磨技術(shù)參數(shù)：振動(dòng)強(qiáng)度、 振幅、頻率、介質(zhì)類型及填 充率等等。 3.特點(diǎn)：粒度細(xì)，密封結(jié)構(gòu) 無(wú)需處理粉塵等。,第四節(jié) 粉碎機(jī)械的選擇、驗(yàn)證與養(yǎng)護(hù),一