藥物粉體生產(chǎn)設(shè)備

藥物粉體生產(chǎn)設(shè)備1第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.了解粉碎在藥品生產(chǎn)中的意義，了解常用粉碎方法及特點，熟悉典型粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程。2.掌握“目”的概念，熟悉藥篩標準和粉末等級，熟悉典型篩分設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程。3.掌握混合機理，熟悉混合設(shè)備的類型以及典型混合設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程。藥物粉體生產(chǎn)設(shè)備學習目標2第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日

粉碎是借助于外力將大塊固體物料制成適宜粒度的碎塊或細粉的操作過程，它是固體藥物生產(chǎn)中的基本單元操作之一。

按粉碎后顆粒的粒度不同，粉碎可分為粗碎、中碎、細碎和超細碎。粗碎后顆粒的粒徑為數(shù)十毫米至數(shù)毫米，中碎后粒徑為數(shù)毫米至數(shù)百微米，細碎后粒徑為數(shù)百微米至數(shù)十微米，而超細碎后粒徑則在數(shù)十微米以下，其中粉碎后粒徑在1~100nm之間的又稱為納米粉碎。11.1粉碎3第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

粉碎在藥品生產(chǎn)中具有重要的意義。例如，將中藥材粉碎至適宜粒度，有利于藥材中有效成分的浸出或溶出。又如，制備散劑、顆粒劑、丸劑、片劑等所需的固體原料藥均應(yīng)粉碎成細粉，以利于制備成型。再如，將固體藥物粉碎成較小粒徑的顆粒，可增大藥物的比表面積，促進藥物的溶解與吸收，從而可提高生物利用度。11.1粉碎4第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

但固體藥物應(yīng)粉碎成多大的粒徑，還與藥物性質(zhì)、劑型及使用要求等具體情況有關(guān)，過細的藥物顆粒并非總是有利的。

此外，粉碎操作也可能對藥物產(chǎn)生不良影響。例如，多晶型藥物的晶型在粉碎過程中可能會遭到破壞，從而導(dǎo)致藥效下降或出現(xiàn)不穩(wěn)定晶型；粉碎操作產(chǎn)生的熱效應(yīng)可能引起熱敏性藥物的分解；易氧化藥物粉碎后會因比表面積增大而加速氧化。11.1粉碎5第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.自由粉碎和緩沖粉碎

在粉碎過程中，若將達到規(guī)定粒度的細粉及時移出，則稱這種粉碎為自由粉碎。反之，若細粉始終保持在粉碎系統(tǒng)中，則稱這種粉碎為緩沖粉碎。在自由粉碎過程中，細粉的及時移出可使粗粒有充分的機會接受機械能，因而粉碎設(shè)備所提供的機械能可有效地作用于粉碎過程，故粉碎效率較高。而在緩沖粉碎過程中，由于細粉始終保持在系統(tǒng)中，并在粗粒間起到緩沖作用，因而要消耗大量的機械能，導(dǎo)致粉碎效率下降，同時產(chǎn)生大量的過細粉末。粉碎——粉碎方法11.1粉碎6第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日2.開路粉碎和循環(huán)粉碎

在粉碎過程中，若藥物僅通過粉碎設(shè)備一次即獲得所需的粉體產(chǎn)品，則稱這種粉碎為開路粉碎，如圖11-1(a)所示。開路粉碎適用于粗碎或用作細碎的預(yù)粉碎。粉碎——粉碎方法11.1粉碎產(chǎn)品物料粉碎機圖11(a)開路粉碎7第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日2.開路粉碎和循環(huán)粉碎若粉體產(chǎn)品中含有尚未達到規(guī)定粒度的粗顆粒，則可通過篩分設(shè)備將粗顆粒分離出來，再將其重新送回粉碎設(shè)備中粉碎，這種粉碎稱為循環(huán)粉碎或閉路粉碎，如圖11-1(b)所示。循環(huán)粉碎適用于細碎或?qū)α６确秶筝^嚴的粉碎。粉碎——粉碎方法11.1粉碎圖11(b)閉路粉碎產(chǎn)品物料粉碎機篩分8第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日3.干法粉碎和濕法粉碎

干法粉碎是通過干燥處理使藥物中的含水量降至一定限度后再進行粉碎的方法。粉碎固體藥物時，應(yīng)根據(jù)藥物的性質(zhì)選用適宜的干燥方法，干燥溫度一般不宜超過80oC。藥物的適宜含水量與粉碎機械的性能有關(guān)。例如，采用萬能粉碎機時藥物的含水量應(yīng)降至10%左右，而采用球磨機時藥物的含水量則應(yīng)降至5%以下。

粉碎——粉碎方法11.1粉碎9第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日3.干法粉碎和濕法粉碎

濕法粉碎是在固體藥物中加入適量液體進行研磨粉碎的方法，但應(yīng)注意，所用液體應(yīng)不影響藥效，也不應(yīng)使藥物溶解或膨脹。濕法粉碎的優(yōu)點是不產(chǎn)生粉塵，可用于刺激性較強或有毒藥物以及對產(chǎn)品細度要求較高的藥物的粉碎，如冰片、樟腦、朱砂等。粉碎——粉碎方法11.1粉碎10第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日4.單獨粉碎和混合粉碎

將處方中的一味藥材單獨進行粉碎的方法稱為單獨粉碎。單獨粉碎既可按被粉碎藥物的性質(zhì)選取較為適宜的粉碎機械，又可避免粉碎過程中因藥物損耗程度的不同而產(chǎn)生含量不準的現(xiàn)象。單獨粉碎過程中，已粉碎的粉末有重新聚結(jié)的趨向，因而可減少損耗，并有利于勞動保護，故特別適用于刺激性以及貴細藥材的粉碎。若藥物的氧化性或還原性較強，則必須采用單獨粉碎，否則易引起反應(yīng)甚至爆炸。此外，劇毒藥物以及需進行特殊處理的藥料也應(yīng)采用單獨粉碎。粉碎——粉碎方法11.1粉碎11第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日4.單獨粉碎和混合粉碎

將兩種或兩種以上的藥物同時進行粉碎的方法稱為混合粉碎?；旌戏鬯榭蓽p少粉末的重新聚結(jié)趨向，并可使粉碎與混合過程同時進行，因而生產(chǎn)效率較高。目前復(fù)方制劑中的多數(shù)藥材均可采用混合粉碎。此外，對于粘性或油性藥物，采用混合粉碎可適當降低這些藥物單獨粉碎時的難度。粉碎——粉碎方法11.1粉碎12第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日5.低溫粉碎

低溫粉碎是利用藥物在低溫下脆性較大的特點進行粉碎的方法，其產(chǎn)品粒度較細，并能較好地保持藥物有效成分的原有特性。對于常溫下粉碎有困難的藥物，如軟化點和熔點較低的藥物、熱可塑性藥物以及某些熱敏性藥物等，均可采用低溫粉碎方法。低溫粉碎過程中，空氣中的水分會在粉碎機及物料表面冷凝或結(jié)霜，從而增大物料中的含水量，因此低溫粉碎不宜在潮濕環(huán)境中進行，粉碎后的產(chǎn)品也應(yīng)及時置于防潮容器內(nèi)，以免因長時間暴露于空氣中而使含水量增大。粉碎——粉碎方法11.1粉碎13第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日6.超微粉碎

一般粉碎方法可將中藥材粉碎至75μm左右，而超微粉碎則可將固體藥物粉碎至5μm左右。中藥材的細胞尺度一般在10~100m左右，運用現(xiàn)代超微粉碎技術(shù)，可將原生藥粉碎至5~10m以下，此時一般藥材細胞的破壁率可達95％以上。因此，中藥材的超微粉碎又稱為細胞級的微粉碎，它是以動植物類藥材細胞破壁為目的的粉碎作業(yè)，所得中藥微粉稱為細胞級中藥微粉，以細胞級中藥微粉為基礎(chǔ)制成的中藥稱為細胞級微粉中藥，即微粉中藥。

粉碎——粉碎方法11.1粉碎14第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日6.超微粉碎中藥材經(jīng)超微粉碎后，粒徑可達5μm左右，細胞的破壁率可達95％以上，因而有效成分極易溶出，從而可縮短提取時間，提高提取率。超微粉碎可提高中藥的生物利用度，增強臨床療效。細胞級微粉中藥中的有效成分的釋放量和釋放速度均較高，因而藥物的起效速度較快。細胞級超微粉碎技術(shù)還可提高復(fù)方中藥中各有效成分的均勻性，使各有效成分被人體均勻地吸收，從而起到提高療效的作用。此外，中藥材在細胞級的超微粉碎中，與細胞尺度相當?shù)南x卵也會因破壁而被殺死，從而可減少蟲害對中藥材的影響，降低中藥的毒副作用。粉碎——粉碎方法11.1粉碎15第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日6.超微粉碎

一般粉碎方法可將中藥材粉碎至75μm左右，而超微粉碎則可將固體藥物粉碎至5μm左右。中藥材的細胞尺度一般在10~100m左右，運用現(xiàn)代超微粉碎技術(shù)，可將原生藥粉碎至5~10m以下，此時一般藥材細胞的破壁率可達95％以上。因此，中藥材的超微粉碎又稱為細胞級的微粉碎，它是以動植物類藥材細胞破壁為目的的粉碎作業(yè)，所得中藥微粉稱為細胞級中藥微粉，以細胞級中藥微粉為基礎(chǔ)制成的中藥稱為細胞級微粉中藥，即微粉中藥。中藥材經(jīng)超微粉碎后，粒徑可達5μm左右，細胞的破壁率可達95％以上，因而有效成分極易溶出，從而可縮短提取時間，提高提取率。粉碎——粉碎方法11.1粉碎16第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日固體藥物在粉碎前后的粒度之比稱為粉碎比，即式中n——粉碎比；

d1——粉碎前固體藥物顆粒的粒徑，mm或μm；

d2——粉碎后固體藥物顆粒的粒徑，mm或μm。由式(11-1)可知，粉碎比越大，所得藥物顆粒的粒徑就越小?？梢姡鬯楸仁呛饬糠鬯樾Ч囊粋€重要指標，也是選擇粉碎設(shè)備的重要依據(jù)。一般情況下，粗碎的粉碎比為3~7，中碎的粉碎比為20~60，細碎的粉碎比在100以上，超細碎的粉碎比則高達200~1000。粉碎——粉碎比11.1粉碎(11-1)17第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

粉碎機的種類很多，可按不同的的方法進行分類。按所施加作用力的不同，粉碎設(shè)備可分為剪切式、撞擊式、研磨式、擠壓式和銼銷式等類型。按作用部件運動方式的不同，粉碎設(shè)備可分為旋轉(zhuǎn)式、振動式、滾動式以及流體作用式等類型。按操作方式的不同，粉碎設(shè)備可分為干磨、濕磨、間歇式和連續(xù)式等類型。下面介紹幾種藥品生產(chǎn)中常用的粉碎設(shè)備。粉碎——粉碎設(shè)備11.1粉碎18第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日

切藥機主要由切刀、曲柄連桿機構(gòu)、輸送帶、給料輥和出料槽組成，其結(jié)構(gòu)如圖11-2所示。粉碎設(shè)備——切藥機11.1粉碎圖11-2切藥機1-出料槽；2-切刀；3-曲柄連桿機構(gòu)；4-給料輥；5-輸送帶19第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日

腭式破碎機是一種粗碎和中碎設(shè)備，主要由固定腭板、活動腭板、飛輪和連桿機構(gòu)等部件組成，如圖11-3所示。粉碎設(shè)備——腭式破碎機11.1粉碎圖11-3腭式破碎機1-固定腭板2-活動腭板3-軸4-飛輪5-偏心軸6-連桿機構(gòu)7-聯(lián)接桿8-彈簧20第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

萬能粉碎機主要由定子、轉(zhuǎn)子及環(huán)形篩板等組成，其結(jié)構(gòu)如圖11-4所示。粉碎設(shè)備——萬能粉碎機11.1粉碎圖11-4萬能粉碎機1-出粉口2-篩板3-水平軸4-定子5-加料斗6-抖動裝置7-加料口8-轉(zhuǎn)子21第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日

錘式粉碎機是一種撞擊式粉碎機，主要由加料器、轉(zhuǎn)子、錘頭、襯板、篩板(網(wǎng))等部件組成，如圖11-5所示。粉碎設(shè)備——錘式粉碎機11.1粉碎圖11-5錘式粉碎機結(jié)構(gòu)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

3

4

5

7

6

2

122第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日

球磨機主要由圓筒體、端蓋、軸承和傳動機構(gòu)等組成，其結(jié)構(gòu)如圖11-6所示。粉碎設(shè)備——球磨機11.1粉碎1-進料口；2-軸承；3-端蓋；4-圓筒體；5-大齒圈；6-出料口圖11-6萬能結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖固體物料

2粉碎產(chǎn)品

3

4

5

1

623第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

球磨機的粉碎效果與筒體轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。適宜的轉(zhuǎn)速可將研磨介質(zhì)連續(xù)不斷地提升至一定高度后再使其向下滑動或滾落，且均發(fā)生在物料內(nèi)部，如圖11-7(a)所示，此時研磨效果最好。當轉(zhuǎn)速更高時，研磨介質(zhì)被進一步提升后將沿拋物線軌跡拋落，如圖11-7(b)所示，此時研磨效果下降，且容易造成研磨介質(zhì)的破碎，并加劇筒壁的磨損程度。隨著轉(zhuǎn)速的進一步增大，離心力將逐漸起主導(dǎo)作用，最終使物料和研磨介質(zhì)緊貼于筒壁，并隨筒壁一起旋轉(zhuǎn)，如圖11-7(c)所示，此時研磨介質(zhì)之間以及研磨介質(zhì)與筒壁之間不再有相對運動，物料的研磨作用將停止。11.1粉碎粉碎設(shè)備——球磨機24第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

11.1粉碎粉碎設(shè)備——球磨機(a)滑落或滾落(b)拋落(c)離心運動圖11-7研磨介質(zhì)在筒體內(nèi)的運動方式25第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日

研磨介質(zhì)在筒體內(nèi)開始發(fā)生離心運動時的筒體轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速，它取決于筒體的直徑，可用下式計算式中Nc——球磨機筒體臨界轉(zhuǎn)速，r/min；

D——球磨機筒體內(nèi)徑，m。球磨機粉碎效率最高時的筒體轉(zhuǎn)速稱為最佳轉(zhuǎn)速。最佳轉(zhuǎn)速通常為臨界轉(zhuǎn)速的60%~85%。11.1粉碎粉碎設(shè)備——球磨機(11-2)26第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

振動磨是利用研磨介質(zhì)在有一定振幅的筒體內(nèi)對固體物料產(chǎn)生沖擊、摩擦、剪切等作用而達到粉碎物料的目的。11.1粉碎粉碎設(shè)備——振動磨圖11-8振動磨的結(jié)構(gòu)1-電動機2-撓性軸套3-主軸4-軸承5-筒體6-偏心配重7-彈簧27第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

氣流粉碎機是一種重要的超細碎設(shè)備，又稱為流能磨，其工作原理是利用高速氣流使顆粒之間以及顆粒與器壁之間產(chǎn)生強烈的沖擊、碰撞和摩擦，從而達到粉碎藥物的目的。11.1粉碎1-粉碎區(qū)；2-出料口；3-分級區(qū)；4-噴嘴圖11-9循環(huán)管式氣流粉碎機粉碎設(shè)備——氣流粉碎機28第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日

膠體磨的主要構(gòu)造是帶斜槽的錐形轉(zhuǎn)子與定子所組成的磨碎面，其結(jié)構(gòu)如圖11-10所示。。11.1粉碎粉碎設(shè)備——膠體磨圖11-10膠體磨1-轉(zhuǎn)子2-狹縫3-定子4-出口5-進口6-驅(qū)動軸29第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日

藥篩是指按藥典規(guī)定用于藥物篩粉的篩，又稱標準篩。按制作方法的不同，藥篩可分為編織篩和沖制篩。編織篩的篩網(wǎng)常用金屬絲(如不銹鋼絲、銅絲等)、化學纖維(如尼龍絲)、絹絲等織成。采用金屬絲的編織篩，其交叉處應(yīng)固定，以免因金屬絲移位而使篩孔變形，此類篩常用于粗、細粉的篩分。尼龍絲對一般藥物較為穩(wěn)定，在制劑生產(chǎn)中應(yīng)用較多，缺點是篩孔容易變形。沖制篩是在金屬板上沖出一系列一定形狀的篩孔而制成的篩，其篩孔堅固，孔徑不易變動，但孔徑不能太細，常用作高速粉碎機的篩板及藥丸的分檔篩選。11.2篩分篩分——藥篩標準30第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日

目前，我國藥品生產(chǎn)所用篩的標準是美國泰勒標準和《中國藥典》標準。泰勒標準篩以每英寸(25.4mm)篩網(wǎng)長度上的孔數(shù)即目為單位，如每英寸有100個孔的標準篩稱為100目篩。能通過100目篩的粉末稱為100目粉。篩號數(shù)越大，粉末越細。

2005年版《中國藥典》按篩孔內(nèi)徑規(guī)定了九種篩號，其規(guī)格如表11-1所示。顯然，篩的號數(shù)越大，篩孔的內(nèi)經(jīng)就越小。11.2篩分篩分——藥篩標準表11-1我國藥典規(guī)定的藥篩標準篩號/號123456789篩孔內(nèi)徑/m2000±70850±29355±13250±9.9180±7.6150±6.6125±5.890±4.675±4.1相當?shù)臉藴屎Y/目102450658010012015020031第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日

各種藥物制劑對藥粉粒度有不同的要求，因此要對藥粉分級，并控制粉末的均勻度。粉末的等級可用不同規(guī)格的篩網(wǎng)經(jīng)兩次篩選確定。2005年版《中國藥典》將粉末劃分為六級，其標準如表11-2所示。11.2篩分篩分——粉末等級序號等級標準1最粗粉能全部通過1號篩，但混有能通過3號篩不超過20%的粉末2粗粉能全部通過2號篩，但混有能通過4號篩不超過40%的粉末3中粉能全部通過4號篩，但混有能通過5號篩不超過60%的粉末4細粉能全部通過5號篩，但混有能通過6號篩不少于95%的粉末5最細粉能全部通過6號篩，但混有能通過7號篩不少于95%的粉末6極細粉能全部通過6號篩，但混有能通過9號篩不少于95%的粉末表11-2粉末的等級標準32第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日

手搖篩又稱為套篩，篩網(wǎng)常用不銹鋼絲、銅絲、尼龍絲等編織而成，邊框為圓形或長方形的金屬框。通常按篩號大小依次套疊，自上而下篩號依次增大，底層的最細篩套于接受器上。使用時將適宜號數(shù)的藥篩套于接受器上，加入藥粉，蓋好上蓋，用手搖動過篩即可。

手搖篩適用于小批量粉末的篩分，用于毒性、刺激性或質(zhì)輕藥粉的篩分時可避免粉塵飛揚。11.2篩分篩分設(shè)備——手搖篩33第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日

雙曲柄搖動篩主要由篩框、篩網(wǎng)、偏心輪、連桿、搖桿等組成，結(jié)構(gòu)如圖11-11所示。11.2篩分篩分設(shè)備——雙曲柄搖動篩圖11-11雙曲柄搖動篩結(jié)構(gòu)示意圖1-篩框；2-篩網(wǎng)；3-搖桿；4-連桿；5-偏心輪34第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日11.2篩分篩分設(shè)備——旋轉(zhuǎn)篩1-篩筒2-刷板3-主軸4-打板圖11-12旋轉(zhuǎn)篩35第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日11.2篩分(a)工作原理(b)外形圖11-13電磁振動篩

3

1

5

6

7

8

9

2

4篩分設(shè)備——電磁振動篩36第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日11.3混合混合——混合原理

實際生產(chǎn)中，常采用攪拌、研磨、過篩等方法對固體物料進行混合。將固體顆粒置于混合器內(nèi)混合時，會發(fā)生對流、剪切和擴散三種不同的運動形式，形成三種不同的混合方式。1.對流混合若混合設(shè)備翻轉(zhuǎn)或在攪拌器的攪動下，顆粒之間或較大的顆粒群之間將產(chǎn)生相對運動，從而引起顆粒之間的混合，這種混合方式稱為對流混合。對流混合的效率與混合設(shè)備的類型及操作方法有關(guān)。

37第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日11.3混合混合——混合原理2.剪切混合