藥物粉體生產設備1.了解粉碎在藥品生產中的意義，了解常用粉碎方法及特點，熟悉典型粉碎設備的結構、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，熟悉典型篩分設備的結構、特點和工作過程。3.掌握混合機理，熟悉混合設備的類型以及典型混合設備的結構、特點和工作過程。藥物粉體生產設備學習目標第2頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

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十毫米至數毫米，中碎后粒徑為數毫米至數百微米，細碎后粒徑為數百微米至數十微米，而超細碎后粒徑則在數十微米以下，其中粉碎后粒徑在1~100nm之間的又稱為納米粉碎。11.1粉碎第3頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

粉碎在藥品生產中具有重要的意義。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粉碎第4頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

但固體藥物應粉碎成多大的粒徑，還與藥物性質、劑型及使用要求等具體情況有關，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，從而導致藥效下降或出現不穩定晶型；粉碎操作產生的熱效應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粉碎第5頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1.自由粉碎和緩沖粉碎

在粉碎過程中，若將達到規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中，并在粗粒間起到緩沖作用，因而要消耗大量的機械能，導致粉碎效率下降，同時產生大量的過細粉末。粉碎——粉碎方法11.1粉碎第6頁,共43頁，2024年2月25日，星期天2.開路粉碎和循環粉碎

在粉碎過程中，若藥物僅通過粉碎設備一次即獲得所需的粉體產品，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粉碎。粉碎——粉碎方法11.1粉碎產品物料粉碎機圖11(a)開路粉碎第7頁,共43頁，2024年2月25日，星期天2.開路粉碎和循環粉碎若粉體產品中含有尚未達到規定粒度的粗顆粒，則可通過篩分設備將粗顆粒分離出來，再將其重新送回粉碎設備中粉碎，這種粉碎稱為循環粉碎或閉路粉碎，如圖11-1(b)所示。循環粉碎適用于細碎或對粒度范圍要求較嚴的粉碎。粉碎——粉碎方法11.1粉碎圖11(b)閉路粉碎產品物料粉碎機篩分第8頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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，應根據藥物的性質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。例如，采用萬能粉碎機時藥物的含水量應降至10%左右，而采用球磨機時藥物的含水量則應降至5%以下。

粉碎——粉碎方法11.1粉碎第9頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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，但應注意，所用液體應不影響藥效，也不應使藥物溶解或膨脹。濕法粉碎的優點是不產生粉塵，可用于刺激性較強或有毒藥物以及對產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粉碎第10頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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生含量不準的現象。單獨粉碎過程中，已粉碎的粉末有重新聚結的趨向，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，否則易引起反應甚至爆炸。此外，劇毒藥物以及需進行特殊處理的藥料也應采用單獨粉碎。粉碎——粉碎方法11.1粉碎第11頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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。混合粉碎可減少粉末的重新聚結趨向，并可使粉碎與混合過程同時進行，因而生產效率較高。目前復方制劑中的多數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粉碎第12頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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霜，從而增大物料中的含水量，因此低溫粉碎不宜在潮濕環境中進行，粉碎后的產品也應及時置于防潮容器內，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粉碎第13頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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，運用現代超微粉碎技術，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，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粉碎第14頁,共43頁，2024年2月25日，星期天6.超微粉碎中藥材經超微粉碎后，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還可提高復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，與細胞尺度相當的蟲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粉碎第15頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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，運用現代超微粉碎技術，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，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制成的中藥稱為細胞級微粉中藥，即微粉中藥。中藥材經超微粉碎后，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粉碎第16頁,共43頁，2024年2月25日，星期天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。可見，粉碎比是衡量粉碎效果的一個重要指標，也是選擇粉碎設備的重要依據。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)第17頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

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，粉碎設備可分為旋轉式、振動式、滾動式以及流體作用式等類型。按操作方式的不同，粉碎設備可分為干磨、濕磨、間歇式和連續式等類型。下面介紹幾種藥品生產中常用的粉碎設備。粉碎——粉碎設備11.1粉碎第18頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

切藥機主要由切刀、曲柄連桿機構、輸送帶、給料輥和出料槽組成，其結構如圖11-2所示。粉碎設備——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；4-給料輥；5-輸送帶第19頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

腭式破碎機是一種粗碎和中碎設備，主要由固定腭板、活動腭板、飛輪和連桿機構等部件組成，如圖11-3所示。粉碎設備——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7-聯接桿8-彈簧第20頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

萬能粉碎機主要由定子、轉子及環形篩板等組成，其結構如圖11-4所示。粉碎設備——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-轉子第21頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

錘式粉碎機是一種撞擊式粉碎機，主要由加料器、轉子、錘頭、襯板、篩板(網)等部件組成，如圖11-5所示。粉碎設備——錘式粉碎機11.1粉碎圖11-5錘式粉碎機結構1-加料斗2-螺旋加料器3-轉子4-錘頭5-襯板6-外殼7-篩板

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球磨機主要由圓筒體、端蓋、軸承和傳動機構等組成，其結構如圖11-6所示。粉碎設備——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11-6萬能結構與工作原理示意圖固體物料

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球磨機的粉碎效果與筒體轉速密切相關。適宜的轉速可將研磨介質連續不斷地提升至一定高度后再使其向下滑動或滾落，且均發生在物料內部，如圖11-7(a)所示，此時研磨效果最好。當轉速更高時，研磨介質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的破碎，并加劇筒壁的磨損程度。隨著轉速的進一步增大，離心力將逐漸起主導作用，最終使物料和研磨介質緊貼于筒壁，并隨筒壁一起旋轉，如圖11-7(c)所示，此時研磨介質之間以及研磨介質與筒壁之間不再有相對運動，物料的研磨作用將停止。11.1粉碎粉碎設備——球磨機第24頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

11.1粉碎粉碎設備——球磨機(a)滑落或滾落(b)拋落(c)離心運動圖11-7研磨介質在筒體內的運動方式第25頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

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

D——球磨機筒體內徑，m。球磨機粉碎效率最高時的筒體轉速稱為最佳轉速。最佳轉速通常為臨界轉速的60%~85%。11.1粉碎粉碎設備——球磨機(11-2)第26頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

振動磨是利用研磨介質在有一定振幅的筒體內對固體物料產生沖擊、摩擦、剪切等作用而達到粉碎物料的目的。11.1粉碎粉碎設備——振動磨圖11-8振動磨的結構1-電動機2-撓性軸套3-主軸4-軸承5-筒體6-偏心配重7-彈簧第27頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

氣流粉碎機是一種重要的超細碎設備，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；2-出料口；3-分級區；4-噴嘴圖11-9循環管式氣流粉碎機粉碎設備——氣流粉碎機第28頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

膠體磨的主要構造是帶斜槽的錐形轉子與定子所組成的磨碎面，其結構如圖11-10所示。。11.1粉碎粉碎設備——膠體磨圖11-10膠體磨1-轉子2-狹縫3-定子4-出口5-進口6-驅動軸第29頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

藥篩是指按藥典規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定，在制劑生產中應用較多，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——藥篩標準第30頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

目前，我國藥品生產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)篩網長度上的孔數即目為單位，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。篩號數越大，粉末越細。

2005年版《中國藥典》按篩孔內徑規定了九種篩號，其規格如表11-1所示。顯然，篩的號數越大，篩孔的內經就越小。11.2篩分篩分——藥篩標準表11-1我國藥典規定的藥篩標準篩號/號123456789篩孔內徑/

m2000±70850±29355±13250±9.9180±7.6150±6.6125±5.890±4.675±4.1相當的標準篩/目1024506580100120150200第31頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

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格的篩網經兩次篩選確定。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粉末的等級標準第32頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

手搖篩又稱為套篩，篩網常用不銹鋼絲、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、刺激性或質輕藥粉的篩分時可避免粉塵飛揚。11.2篩分篩分設備——手搖篩第33頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

雙曲柄搖動篩主要由篩框、篩網、偏心輪、連桿、搖桿等組成，結構如圖11-11所示。11.2篩分篩分設備——雙曲柄搖動篩圖11-11雙曲柄搖動篩結構示意圖1-篩框；2-篩網；3-搖桿；4-連桿；5-偏心輪第34頁,共43頁，2024年2月25日，星期天11.2篩分篩分設備——旋轉篩1-篩筒2-刷板3-主軸4-打板圖11-12旋轉篩第35頁,共43頁，2024年2月25日，星期天11.2篩分(a)工作原理(b)外形圖11-13電磁振動篩

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4篩分設備——電磁振動篩第36頁,共43頁，2024年2月25日，星期天11.3混合混合——混合原理

實際生產中，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混合時，會發生對流、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.對流混合若混合設備翻轉或在攪拌器的攪動下，顆粒之間或較大的顆粒群之間將產生相對運動，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備的類型及操作方法有關。

第37頁,共43頁，2024年2月25日，星期天11.3混合混合——混合原理2.剪切混合固體顆粒在混合器內運動時會產生