中药制药工程

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1、第四章第四章 粉碎、筛分、混合粉碎、筛分、混合学习内容l第一节第一节 粉碎粉碎l第二节第二节 筛分筛分l第三节第三节 混合混合 第一节 粉碎概述概述 粉碎粉碎使用机械方法将大块固体物料制成适使用机械方法将大块固体物料制成适宜的碎块或细粉的操作单元。药料经粉碎后利宜的碎块或细粉的操作单元。药料经粉碎后利于药材中有效成分的浸出或溶出，便于各种药于药材中有效成分的浸出或溶出，便于各种药物制剂的制备，便于干燥和储存。物制剂的制备，便于干燥和储存。固体物料的物理特性l（1）硬度）硬度l（2）脆性）脆性l（3）弹性）弹性l（4）水分）水分l（5）温度）温度l（6）重聚性）重聚性粉碎度(粉碎比，i)粉碎度粉

2、碎度：物料粉碎前后颗粒的平均直径。：物料粉碎前后颗粒的平均直径。 i = i = 粉碎前粒度粉碎前粒度d d1 1/ /粉碎后粒度粉碎后粒度d d2 2从上式可知，粉碎度越大，颗粒越小从上式可知，粉碎度越大，颗粒越小。根据根据i i的大小，粉碎大致分为粗碎、中碎、细碎和的大小，粉碎大致分为粗碎、中碎、细碎和超细碎四个等级超细碎四个等级粉碎方式粉碎方式 粉碎时，粉碎机的刀具（如锤头、齿板、刀粉碎时，粉碎机的刀具（如锤头、齿板、刀片、瓷球等）对物料作用不同的力，多数情况片、瓷球等）对物料作用不同的力，多数情况下，物料同时受到压力和切向力的作用而粉碎。下，物料同时受到压力和切向力的作用而粉碎。 粉碎

3、方式粉碎方式：劈裂力、撞击力、压缩力、剪切：劈裂力、撞击力、压缩力、剪切力、研磨力等力、研磨力等粉碎作用力产生的形式粉碎作用力产生的形式粉碎机理粉碎机理 物体的形成依赖于分子间的内聚力，由于物体的形成依赖于分子间的内聚力，由于分子间的内聚力的不同，物体显示出不同的硬分子间的内聚力的不同，物体显示出不同的硬度。粉碎就是借助机械力部分地克服物质分子度。粉碎就是借助机械力部分地克服物质分子间的内聚力，使大块物料碎裂成小颗粒或者细间的内聚力，使大块物料碎裂成小颗粒或者细粉。固体物料被机械粉碎的过程是机械能转变粉。固体物料被机械粉碎的过程是机械能转变为表面能的过程。其能量的转变程度，直接影为表面能的过程

4、。其能量的转变程度，直接影响粉碎的效率。响粉碎的效率。粉碎的能量定律粉碎的能量定律 雷霆格定律认为粉碎所需要的能量与物料新雷霆格定律认为粉碎所需要的能量与物料新产生的表面积有关，与粉碎后平均粒径的倒数产生的表面积有关，与粉碎后平均粒径的倒数和粉碎前的平均粒径的倒数差成正比。和粉碎前的平均粒径的倒数差成正比。 E=CR(1/D2-1/D1)E:单位质量物料粉碎所耗能量，单位质量物料粉碎所耗能量，J/kg或或W/kg CR：（雷霆格）系数，：（雷霆格）系数，jm/kg或或Wm/kg 粉碎方法粉碎方法1、开路粉碎和循环粉碎开路粉碎和循环粉碎 开路粉碎开路粉碎：物料只通过粉碎设备一次即得到：物料只通过

5、粉碎设备一次即得到粉碎产品的粉碎称为开路粉碎。开路粉碎适用粉碎产品的粉碎称为开路粉碎。开路粉碎适用于粗碎或进一步细碎做预粉碎。于粗碎或进一步细碎做预粉碎。 物料物料产品产品粉碎机粉碎机循环粉碎循环粉碎循环粉碎循环粉碎：粉碎产品中若含有尚未达到粉碎粒径：粉碎产品中若含有尚未达到粉碎粒径的粗颗粒，通过筛分设备将粗颗粒分离出来再的粗颗粒，通过筛分设备将粗颗粒分离出来再返回粉碎设备中继续粉碎称为循环粉碎。返回粉碎设备中继续粉碎称为循环粉碎。物料物料粉碎机粉碎机筛分筛分产品产品2 2、干法粉碎与湿法粉碎、干法粉碎与湿法粉碎（1 1）干法粉碎：）干法粉碎：系指将药物适当干燥，使药物中的水分系指将药物适当干

6、燥，使药物中的水分降低到一定限度降低到一定限度(一般应少于一般应少于5)再粉碎的方法。如采再粉碎的方法。如采用铁研船、球磨机等应使应使含水量降至用铁研船、球磨机等应使应使含水量降至5%以下，如以下，如采用万能粉碎机则宜使含水量降至采用万能粉碎机则宜使含水量降至10%左右。左右。l（2）湿法粉碎湿法粉碎：在药料中加入适量的水或其：在药料中加入适量的水或其他液体进行研磨粉碎的方法。也叫加液研磨法。他液体进行研磨粉碎的方法。也叫加液研磨法。l湿法粉碎的原则：选用的液体是以药物遇湿不湿法粉碎的原则：选用的液体是以药物遇湿不膨胀膨胀,两者不起变化两者不起变化,不妨碍药效为原则不妨碍药效为原则3 3、单独

7、粉碎与混合粉碎、单独粉碎与混合粉碎l单独粉碎：单独粉碎：将处方中将处方中性质特殊性质特殊的药物或的药物或按处方要求按处方要求需要分别粉碎需要分别粉碎的操作。的操作。 如氧化性药物（硝石等）与还原性药物（硫磺等）如氧化性药物（硝石等）与还原性药物（硫磺等）l混合粉碎：混合粉碎：系将处方中系将处方中性质及硬度相似性质及硬度相似的药物混合的药物混合在一起粉碎的操作。在一起粉碎的操作。4、低温粉碎 低温粉碎低温粉碎是利用物料在是利用物料在低温时低温时脆性脆性增加增加、韧性与韧性与延伸性延伸性降低降低的性质的性质, ,将物料或粉碎机进行冷却的将物料或粉碎机进行冷却的粉粉碎操作碎操作。 对于对于温度敏感温

8、度敏感的药物、的药物、软化温度低软化温度低而容易形成而容易形成“饼饼”的药物、的药物、极细粉极细粉的粉碎常需的粉碎常需低温粉碎低温粉碎。 适用：软化点或熔点较高的材料、热塑性材料、适用：软化点或熔点较高的材料、热塑性材料、强韧性、热敏性、挥发性材料强韧性、热敏性、挥发性材料5、微粉粉碎 一般粉碎方法可将药物粉碎至一般粉碎方法可将药物粉碎至75um75um左右，微左右，微粉粉碎能将原料药材进行细胞粉级粉碎，粉碎粒粉粉碎能将原料药材进行细胞粉级粉碎，粉碎粒径可达径可达5um5um左右，使植物细胞破壁率达左右，使植物细胞破壁率达95%95%以上，以上，大大提高了丸剂、散剂等含原料药材制剂的生物大大提

9、高了丸剂、散剂等含原料药材制剂的生物利用度；有效成分不再像以往那样通过细胞壁释利用度；有效成分不再像以往那样通过细胞壁释放，而是直接暴露出来，使药物起效更迅速，微放，而是直接暴露出来，使药物起效更迅速，微粉粉碎适用于不同质地的中药。粉粉碎适用于不同质地的中药。6、纳米粉碎、纳米粉碎 纳米粒子一般是指尺寸在1100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。当宏观物体细分成超微颗粒后，它的光学、力学、热学、电学、化学等方面的性质和纳米量级的粒子相比有显著不同。粉碎器械粉碎器械l切药机切药机l颚式破碎机颚式破碎机l锤击式粉碎机锤击式粉碎机l轴流撞击式粉碎机轴流撞击式粉碎机l万能粉碎机万能粉

10、碎机l球磨机球磨机l流能磨流能磨l胶体磨胶体磨l振动磨振动磨粉碎器械研钵研钵切药机切药机颚式破碎机颚式破碎机万能磨粉机万能磨粉机立式胶体磨立式胶体磨振动磨振动磨中药球磨机中药球磨机超微粉碎机超微粉碎机锤式中药粉碎机锤式中药粉碎机流能磨流能磨锤击式粉碎机锤击式粉碎机1 1、料斗、料斗2 2、原料、原料 3 3、锤头、锤头 4 4、旋转轴、旋转轴5 5、未过筛颗粒、未过筛颗粒 6 6、过筛颗粒、过筛颗粒 万能粉碎机万能粉碎机1 1、料斗、料斗 2 2、转盘、转盘 3 3、固定盘、固定盘4 4、冲击柱、冲击柱 5 5、筛圈、筛圈 6 6、出料、出料流能磨流能磨流能磨工作原理流能磨工作原理下图（下图（

11、a、b、c）分别表示球磨机内球的运动情况分别表示球磨机内球的运动情况粉碎器械适用范围粉碎器械适用范围l1、切药机：主要用于根茎叶草的切制，不适用于颗、切药机：主要用于根茎叶草的切制，不适用于颗粒状和块茎的切制。粒状和块茎的切制。l2、颚式破碎机：主要用于坚硬的物料，如雄黄、赭、颚式破碎机：主要用于坚硬的物料，如雄黄、赭石的粉碎石的粉碎l3、锤击式粉碎机：适用于脆性药物，不适用于黏性、锤击式粉碎机：适用于脆性药物，不适用于黏性药物的粉碎药物的粉碎l4、轴流撞击时粉碎机：适用于化学药品、中药材及、轴流撞击时粉碎机：适用于化学药品、中药材及纤维质物料，如植物的根茎进行粉碎。纤维质物料，如植物的根茎进

12、行粉碎。l5、万能磨粉机：是一种应用较广泛的粉碎机。应用、万能磨粉机：是一种应用较广泛的粉碎机。应用范围广泛。可用于根、茎、皮类中药，干燥的非组织范围广泛。可用于根、茎、皮类中药，干燥的非组织性药物，结晶性药物及干浸膏的粉碎性药物，结晶性药物及干浸膏的粉碎l6 6、球磨机：适用范围很广、球磨机：适用范围很广l7 7、流能磨：、流能磨：因此本法适用于抗生素、酶、低熔点因此本法适用于抗生素、酶、低熔点或其他热敏性药物的粉碎。或其他热敏性药物的粉碎。第二节 筛分筛分筛分：是用筛网按所要求的颗粒粒径的大小将物料分成：是用筛网按所要求的颗粒粒径的大小将物料分成各种粒度级别的单元操作。各种粒度级别的单元操

13、作。一、筛分的目的一、筛分的目的l可将粉碎的物料可将粉碎的物料分等级分等级l可可提高提高粉碎效率粉碎效率l能起到能起到混合作用混合作用2、药筛种类：编织筛、冲制筛l编织筛编织筛：是用金属丝（如不锈钢丝、铜丝、铁丝等）：是用金属丝（如不锈钢丝、铜丝、铁丝等）或其他非金属丝（如尼龙丝、绢丝、马尾等）编织而或其他非金属丝（如尼龙丝、绢丝、马尾等）编织而成。其孔径可编得极细小，但筛线易于移位致使筛孔成。其孔径可编得极细小，但筛线易于移位致使筛孔变形。常用于筛分较轻粉末。变形。常用于筛分较轻粉末。l冲制筛冲制筛：系在金属板上冲压出圆形或多角形的筛孔而：系在金属板上冲压出圆形或多角形的筛孔而制成。其筛孔坚

14、固，孔径不易变动，但孔径不能太细，制成。其筛孔坚固，孔径不易变动，但孔径不能太细，多用于高速旋转粉碎器械的筛板及药丸的筛选。多用于高速旋转粉碎器械的筛板及药丸的筛选。 按规格分为药典标准筛和工业标准筛按规格分为药典标准筛和工业标准筛 药典标准筛选用国家标准的药典标准筛选用国家标准的R40/3R40/3系列系列筛筛 号号 一一号号筛筛 二二号号筛筛 三三号号筛筛 四四号号筛筛 五五号号筛筛 六六号号筛筛 七七号号筛筛 八八号号筛筛 九九号号筛筛 筛筛孔孔平平均均内内径径 （m） 2000 70 850 29 355 13 250 9.9 180 7.6 150 6.6 125 5.8 90 4.

15、6 75 4.1 我国工业标准筛的规格我国工业标准筛的规格材材 料料 筛筛 孔孔 内内 径径 目目 数数 （ m ） 锦锦 纶纶 丝丝 镀镀 金金 铁铁 丝丝 铜铜 丝丝 钢钢 丝丝 10 12 14 16 18 20 30 40 60 80 100 120 140 1600 1300 1170 1060 920 520 380 270 210 150 1980 1660 1430 1211 1096 954 613 441 1660 1375 1270 1096 995 614 462 271 172 140 110 960 575 300 210 170 140 三、粉末的分等级中国药典中

16、国药典20052005年版规定把年版规定把固体粉末分为六级固体粉末分为六级，粉末分等，粉末分等如下：如下：l最粗粉最粗粉指能指能全部全部通过通过一号一号筛，但混有能筛，但混有能通过三号筛通过三号筛不超不超过过20%20%的粉末；的粉末；l粗粉粗粉指能指能全部全部通过通过二号筛二号筛，但混有能，但混有能通过四号筛通过四号筛不超过不超过40%40%的粉末；的粉末；l中粉中粉指能指能全部全部通过通过四号筛四号筛，但混有能，但混有能通过五号筛通过五号筛不超过不超过60%60%的粉末；的粉末；l细粉细粉指能指能全部全部通过通过五号五号筛，但混有能筛，但混有能通过六通过六号号筛筛不少于不少于95%95%的

17、粉末；的粉末；l最细粉最细粉指能指能全部全部通过通过六号六号筛，但混有能筛，但混有能通过通过七号七号筛筛不少于不少于95%95%的粉末；的粉末；l极细粉极细粉指能指能全部全部通过通过八号八号筛，但混有能筛，但混有能通过通过九号九号筛筛不少于不少于95%95%的粉末。的粉末。筛分机械手摇筛： 系由不锈钢丝、铜丝、尼龙丝等编系由不锈钢丝、铜丝、尼龙丝等编织的筛网，固定在圆形或长方形的竹圈或金属织的筛网，固定在圆形或长方形的竹圈或金属圈上而成。通常，按筛号大小依次叠成套，故圈上而成。通常，按筛号大小依次叠成套，故亦称套筛。最粗号在顶上，其上面加盖，最细亦称套筛。最粗号在顶上，其上面加盖，最细号在底下

18、，套在接受器上，应用时可取所需号号在底下，套在接受器上，应用时可取所需号数的药筛，套在接受器上，上面盖上盖子，用数的药筛，套在接受器上，上面盖上盖子，用手摇动过筛手摇动过筛 适用范围：此筛适用于毒性、刺激性或质适用范围：此筛适用于毒性、刺激性或质轻的药粉，可避免细粉飞扬，但只能小量轻的药粉，可避免细粉飞扬，但只能小量生产。生产。圆形振动筛粉机 系利用机器的往复振动来带动药筛，系利用机器的往复振动来带动药筛，从而振动药筛以筛选药粉的箱式装置。从而振动药筛以筛选药粉的箱式装置。目前药厂应用较多的筛粉机是圆型振动目前药厂应用较多的筛粉机是圆型振动筛粉机筛粉机 。 圆型振动筛粉机圆型振动筛粉机 筛网筛

19、网上部重锤上部重锤弹簧弹簧电机电机下部重锤下部重锤电磁振动筛粉机 此装置是按电磁原理，采用较高频率此装置是按电磁原理，采用较高频率（高达每秒（高达每秒2OO2OO次以上）和较小幅度（其次以上）和较小幅度（其振动幅度在振动幅度在3mm3mm以内），使药筛产生快速以内），使药筛产生快速的簸动。由于振幅小，频率高，簸动快的簸动。由于振幅小，频率高，簸动快，药粉不停地在筛网上跳动，故药粉易，药粉不停地在筛网上跳动，故药粉易散离，易于通过筛网，则过筛效率高。散离，易于通过筛网，则过筛效率高。第三节 混合操作 混合：是指将两种以上固体粉末相互均匀分散的混合：是指将两种以上固体粉末相互均匀分散的过程或操作。

20、过程或操作。 药料固体粒子在混合器内混合时，会发不同的混药料固体粒子在混合器内混合时，会发不同的混合。生对流、剪切、扩散三种不同运动形式，形合。生对流、剪切、扩散三种不同运动形式，形成三种成三种混合机理混合机理对流混合：对流混合：V V型翻转混合筒型翻转混合筒切变混合：切变混合：研磨混合研磨混合扩散混合：扩散混合：搅拌型混合机混合搅拌型混合机混合固定型混合机固定型混合机回转型混合机回转型混合机圆盘形混合机圆盘形混合机二维运动混合机二维运动混合机槽型混合机槽型混合机三维运动混合三维运动混合机机 二维运动混合机二维运动混合机三维运动混合机三维运动混合机槽型混合机槽型混合机影响混合的因素1、设备转运的影响2、装料方式的影响3、填充量的影响4、粒径的影响5、粒子形态的影响6、粒子密度的影响7、混合比的影响