第四章粉碎篩分與混合

1、第四章粉碎篩分與混合eg.毛冬青干浸膏粉工藝流程中藥制藥中的思考中藥制藥中的思考 粉碎篩分與混合粉碎篩分與混合 一一 粉碎粉碎 二二 篩分篩分 三三 混合混合固體物料的物理特性固體承塊狀、粒狀、結(jié)晶、或無定形存在 1 硬度 2 脆性 3 彈性 4 水分 5 溫度 6 重聚性第一節(jié)第一節(jié) 粉碎粉碎硬度 材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。 早在1822年，F(xiàn)riedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計(jì)。 摩式指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)表示 從軟到硬規(guī)定：1）滑石粉 2）石膏 3）方解石 4）石英5）金剛石脆性 指物料受外力沖擊易于碎裂成細(xì)小顆粒的性質(zhì) 晶體

2、物料易于粉碎 例：硼砂、生石膏 非晶體物料脆性弱，需加入少量液體 例：樟腦、冰片彈性 固體受力后內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，固體因此而發(fā)生變形，外加載荷消失后，變形消失，稱這種特性為彈性。 非晶體藥物具有一定的彈性。 例：樹脂、乳香水分水分v 水分越小越易于粉碎。溫度溫度v 粉碎過程中有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，造成某 些物料的損失，如受熱分解，變軟，變粘等。 這時(shí)候需要低溫粉碎。重聚性 粉碎引起表面能的增加，表面能有趨于降低的特性，故已粉碎的粉末有重新聚結(jié)的現(xiàn)象 干燥狀態(tài)下主要有范德華力和靜電引力發(fā)揮作用 潮濕狀態(tài)下主要有粒子表面存在的水分形成液體橋架或固體架橋第一節(jié)第一節(jié) 粉碎粉碎粉碎度：粉碎度

3、：21DDi i : 粉碎度粉碎度D1 : 粉碎前物料顆粒的平均直徑粉碎前物料顆粒的平均直徑D2 : 粉碎后物料顆粒的平均直徑粉碎后物料顆粒的平均直徑 粉碎：是借助機(jī)械力將大塊固體藥物制成適宜粉碎：是借助機(jī)械力將大塊固體藥物制成適宜程度的碎塊或細(xì)粉的單元操作。程度的碎塊或細(xì)粉的單元操作。 2、分類：、分類：（1）粗碎：粒徑在數(shù)十）粗碎：粒徑在數(shù)十mm至數(shù)至數(shù)mm之間的粉碎。之間的粉碎。（2）中碎：粒徑在數(shù)）中碎：粒徑在數(shù)mm至數(shù)百至數(shù)百m之間的粉碎。之間的粉碎。（3）細(xì)碎：粒徑在數(shù)百）細(xì)碎：粒徑在數(shù)百m至數(shù)十至數(shù)十m之間的粉碎。之間的粉碎。（4）超細(xì)碎：粒徑在數(shù)十）超細(xì)碎：粒徑在數(shù)十m至數(shù)至數(shù)

4、m之間的粉碎。之間的粉碎。第一節(jié)第一節(jié) 粉碎粉碎 粉碎度粉碎度 ：是藥物在粉碎前后的平均粒徑之比。：是藥物在粉碎前后的平均粒徑之比。（1）粗碎的粉碎度為）粗碎的粉碎度為37（2）中碎的粉碎度為）中碎的粉碎度為2060（3）細(xì)碎的粉碎度為）細(xì)碎的粉碎度為100以上以上（4）超細(xì)碎的粉碎度可達(dá)）超細(xì)碎的粉碎度可達(dá)2001000 粉碎的意義：粉碎的意義：（1）便于提取，利于藥物中的有效物質(zhì)浸出。）便于提取，利于藥物中的有效物質(zhì)浸出。（2）為制備各種藥）為制備各種藥 物奠定基礎(chǔ)。物奠定基礎(chǔ)。（3）增加藥物的比表面積，利于藥物的溶解和吸收，）增加藥物的比表面積，利于藥物的溶解和吸收， 提高藥效。提高藥效

5、。第一節(jié)第一節(jié) 粉碎粉碎粉碎作用力產(chǎn)生的形式粉碎作用力產(chǎn)生的形式粉碎的機(jī)理 借助機(jī)械力部分地克服物質(zhì)分子間內(nèi)聚力，使大塊物料碎裂成小顆粒或細(xì)粉 機(jī)械能轉(zhuǎn)變成表面能粉碎的能量定律粉碎的能量定律22121100/1/DDDDDEEi朋特定律：功指數(shù)，單位為J/kg或W/kgiE：功率E（一）開路粉碎和循環(huán)粉碎：（一）開路粉碎和循環(huán)粉碎：1 開路粉碎：連續(xù)把粉碎物料供給粉碎機(jī)開路粉碎：連續(xù)把粉碎物料供給粉碎機(jī)的同時(shí)不斷的從粉碎機(jī)中把細(xì)物料取出的同時(shí)不斷的從粉碎機(jī)中把細(xì)物料取出的操作的操作2 循環(huán)粉碎：粉碎產(chǎn)品中，若含有尚未充循環(huán)粉碎：粉碎產(chǎn)品中，若含有尚未充分粉碎的藥物分粉碎的藥物 ，通過篩分設(shè)備將

6、粗顆粒，通過篩分設(shè)備將粗顆粒分出再返回繼續(xù)粉碎分出再返回繼續(xù)粉碎粉碎方法粉碎方法（二）干法粉碎和濕法粉碎（二）干法粉碎和濕法粉碎1、干法粉碎、干法粉碎:是將藥物通過不同的干燥途徑，使水是將藥物通過不同的干燥途徑，使水分降低到一定限度再粉碎的方法。分降低到一定限度再粉碎的方法。2、濕法粉碎：是指藥物中加入適量水或其他液體的、濕法粉碎：是指藥物中加入適量水或其他液體的粉碎方法。粉碎方法。粉碎方法粉碎方法（三）單獨(dú)粉碎和混合粉碎（三）單獨(dú)粉碎和混合粉碎1 1、單獨(dú)粉碎：一般藥物通常為單獨(dú)粉碎，氧化性藥、單獨(dú)粉碎：一般藥物通常為單獨(dú)粉碎，氧化性藥物與還原性藥物必須單獨(dú)粉碎，否則易引起爆炸現(xiàn)物與還原性藥

7、物必須單獨(dú)粉碎，否則易引起爆炸現(xiàn)象，貴重藥物及刺激性藥物為了減少損耗和便于勞象，貴重藥物及刺激性藥物為了減少損耗和便于勞動(dòng)防護(hù)，亦應(yīng)。動(dòng)防護(hù)，亦應(yīng)。2 2、混合粉碎：兩種以上的藥物同時(shí)粉碎的操作稱為、混合粉碎：兩種以上的藥物同時(shí)粉碎的操作稱為混合粉碎?；旌戏鬯榭杀苊庖恍┱承运幬飭为?dú)粉碎混合粉碎。混合粉碎可避免一些粘性藥物單獨(dú)粉碎的困難，又可使粉碎與混合操作同時(shí)進(jìn)行。的困難，又可使粉碎與混合操作同時(shí)進(jìn)行。粉碎方法粉碎方法粉碎方法粉碎方法（四）低溫粉碎：（四）低溫粉碎： 藥物在低溫時(shí)脆性增加，利用藥物低溫性脆的藥物在低溫時(shí)脆性增加，利用藥物低溫性脆的特點(diǎn)，在粉碎之前或粉碎過程中將藥物進(jìn)行冷卻的特點(diǎn)

8、，在粉碎之前或粉碎過程中將藥物進(jìn)行冷卻的粉碎方法稱為粉碎方法稱為（六）微粉粉碎：（六）微粉粉碎： 可將原料藥材進(jìn)行細(xì)胞級粉碎，使植物細(xì)胞破可將原料藥材進(jìn)行細(xì)胞級粉碎，使植物細(xì)胞破壁率達(dá)壁率達(dá)95%95%以上以上（七）納米粉碎（七）納米粉碎（一）（一）切藥機(jī)切藥機(jī)( (根、莖、葉、草等的切制）根、莖、葉、草等的切制）粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械1、工作原理：藥材進(jìn)入兩對刻有網(wǎng)紋的給藥錕的間隙中被擠壓，并向前推動(dòng)出適當(dāng)?shù)拈L度，切刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切斷藥材2、適用場合：主要用于根、適用場合：主要用于根、莖、葉、草等的切制莖、葉、草等的切制（二）（二）腭腭 式式 破破 碎碎 機(jī)機(jī)粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械 工作原理：破碎機(jī)工

9、作原理：破碎機(jī)工作時(shí)，藥物由上工作時(shí)，藥物由上部進(jìn)入兩腭板間的部進(jìn)入兩腭板間的空隙，這時(shí)活動(dòng)腭空隙，這時(shí)活動(dòng)腭板作周期性往復(fù)運(yùn)板作周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，時(shí)而靠近，時(shí)動(dòng)，時(shí)而靠近，時(shí)而離開，靠近時(shí)藥而離開，靠近時(shí)藥物被壓碎，離開時(shí)物被壓碎，離開時(shí)被壓碎的藥物在重被壓碎的藥物在重力作用下而卸下力作用下而卸下 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：處理物料塊度的優(yōu)點(diǎn)：處理物料塊度的范圍大，生產(chǎn)能力變化范圍大，生產(chǎn)能力變化大；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)檢大；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)檢修方便；運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)間修方便；運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)間較長。較長。 缺點(diǎn)：擺動(dòng)的慣性力大，缺點(diǎn)：擺動(dòng)的慣性力大，零件承受負(fù)載較大，對零件承受負(fù)載較大，對機(jī)器的基礎(chǔ)要求較高；機(jī)器的基

10、礎(chǔ)要求較高；操作有間斷性；粉碎度操作有間斷性；粉碎度不大。不大。（三）錘擊式粉碎機(jī)（三）錘擊式粉碎機(jī)（中碎、細(xì)碎設(shè)備中碎、細(xì)碎設(shè)備）粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械錘錘 式式 破破 碎碎 機(jī)機(jī)工作原理：是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘頭借助撞擊工作原理：是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘頭借助撞擊作用的一種粉碎設(shè)備。作用的一種粉碎設(shè)備。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):粉碎能量消耗小；粉碎能量消耗?。环鬯槎却螅辉O(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，粉碎度大；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，操作比較安全；生產(chǎn)能力操作比較安全；生產(chǎn)能力大。大。 缺點(diǎn)：錘頭磨損較快；篩缺點(diǎn)：錘頭磨損較快；篩極易于堵塞；過度粉碎的極易于堵塞；過度粉碎的粉塵較多。粉塵較多。（五）萬能粉碎機(jī)粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械工作原理

11、： 兩個(gè)鋼赤盤分別定為轉(zhuǎn)子和定子，相互交錯(cuò)，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，藥料在鋼齒間被粉碎 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 適用于脆性、韌性物料以及中碎、細(xì)碎、超細(xì)碎等，適用于脆性、韌性物料以及中碎、細(xì)碎、超細(xì)碎等，應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 不宜用于腐蝕性藥、劇毒藥及貴重藥不宜用于腐蝕性藥、劇毒藥及貴重藥 粉碎過程中發(fā)熱，故不宜用于含有大量揮發(fā)性成分和粉碎過程中發(fā)熱，故不宜用于含有大量揮發(fā)性成分和軟化點(diǎn)低且粘性較高的藥物軟化點(diǎn)低且粘性較高的藥物 （六）球（六）球 磨磨 機(jī)機(jī)粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械工作原理：不銹鋼或瓷制的圓筒罐，內(nèi)裝一定數(shù)量和大小的鋼球或瓷球構(gòu)成，藥物在球磨罐內(nèi)受球的連續(xù)研磨、撞擊和滾壓作用而碎成細(xì)粉。臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速max3

12、2Dcnmax3 .42Dcnmax2 .37D優(yōu)點(diǎn)：可用于干磨和濕磨優(yōu)點(diǎn)：可用于干磨和濕磨;粉碎度大粉碎度大,粉碎程度高粉碎程度高;粉粉碎是在密閉圓筒內(nèi)進(jìn)行的碎是在密閉圓筒內(nèi)進(jìn)行的,操作條件好操作條件好,揚(yáng)塵少揚(yáng)塵少;運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠可靠,研磨體價(jià)廉研磨體價(jià)廉,便于更換便于更換;對于易燃易爆藥物對于易燃易爆藥物,可在可在惰性氣體下進(jìn)行粉碎惰性氣體下進(jìn)行粉碎;可單程操作可單程操作,也可循環(huán)操作也可循環(huán)操作,得得到的產(chǎn)品粒度范圍很廣。到的產(chǎn)品粒度范圍很廣。缺點(diǎn)：體積龐大，笨重；在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有強(qiáng)烈的振動(dòng)和缺點(diǎn)：體積龐大，笨重；在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲，須有牢固的基礎(chǔ)；工作效率低，能耗大；研噪聲，須有牢固

13、的基礎(chǔ)；工作效率低，能耗大；研磨體與襯板的損耗很大磨體與襯板的損耗很大。（七）流（七）流 能能 機(jī)機(jī)粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械 工作原理：工作原理： 是利用高速氣體使藥物顆是利用高速氣體使藥物顆粒之間以及顆粒與器壁之粒之間以及顆粒與器壁之間碰撞而產(chǎn)生粉碎作用。間碰撞而產(chǎn)生粉碎作用。在空氣室內(nèi)壁裝有數(shù)個(gè)噴在空氣室內(nèi)壁裝有數(shù)個(gè)噴嘴，高壓氣體由噴嘴以超嘴，高壓氣體由噴嘴以超音速噴入粉碎室，藥物由音速噴入粉碎室，藥物由加料口經(jīng)高壓氣體引射進(jìn)加料口經(jīng)高壓氣體引射進(jìn)入粉碎室，在粉碎室內(nèi)相入粉碎室，在粉碎室內(nèi)相互碰撞而破碎?；ヅ鲎捕扑?。 優(yōu)點(diǎn)：在粉碎過程中優(yōu)點(diǎn)：在粉碎過程中溫度幾乎不升高；設(shè)溫度幾乎不升高；設(shè)備簡單

14、；可得到備簡單；可得到51m以下的超微粉。以下的超微粉。 缺點(diǎn)：功率消耗較大；缺點(diǎn)：功率消耗較大；噪聲大，有振動(dòng)，噴噪聲大，有振動(dòng)，噴嘴與粉碎室襯里磨損嘴與粉碎室襯里磨損較快，不適于處理硬較快，不適于處理硬質(zhì)物料。質(zhì)物料。（八）膠體磨粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械 工作原理： 液流及細(xì)顆粒以高速進(jìn)入機(jī)內(nèi)窄小的空隙，利用液流產(chǎn)生的強(qiáng)大剪切力使顆粒分散為單位顆粒 優(yōu)點(diǎn)：物料粉碎后粒徑??；粉碎效率高 缺點(diǎn)：只適用于濕法粉碎（八）攪拌磨（超微粉碎機(jī)）粉碎機(jī)械粉碎機(jī)械工作原理工作原理 在分散器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)在分散器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，研生的離心力作用下，研磨介質(zhì)和液體漿料顆粒磨介質(zhì)和液體漿料顆粒沖向容器內(nèi)壁，產(chǎn)生

15、強(qiáng)沖向容器內(nèi)壁，產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、摩擦沖擊和烈的剪切、摩擦沖擊和擠壓等作用力（主要是擠壓等作用力（主要是剪切力）將漿料顆粒粉剪切力）將漿料顆粒粉碎。碎。攪拌磨從球磨機(jī)發(fā)展而來 攪拌磨是在球磨基礎(chǔ)上發(fā)展起來的設(shè)備。攪拌磨是在球磨基礎(chǔ)上發(fā)展起來的設(shè)備。在球磨機(jī)內(nèi)，一定范圍內(nèi)磨介尺寸越小則在球磨機(jī)內(nèi)，一定范圍內(nèi)磨介尺寸越小則成品粒度也越細(xì)。攪拌磨的筒體（容器）成品粒度也越細(xì)。攪拌磨的筒體（容器）不轉(zhuǎn)動(dòng)，既可用于濕法粉碎也可用于干法不轉(zhuǎn)動(dòng)，既可用于濕法粉碎也可用于干法粉碎，但多用在濕法超微粉碎。粉碎，但多用在濕法超微粉碎。粉碎機(jī)類型作用方式適用范圍腭式破碎機(jī)腭式破碎機(jī)錘式粉碎機(jī)錘式粉碎機(jī)球磨機(jī)球磨機(jī)切藥

16、機(jī)切藥機(jī)流能機(jī)流能機(jī)擠壓擠壓撞擊撞擊撞擊、研磨撞擊、研磨剪切剪切撞擊、研磨撞擊、研磨v 堅(jiān)硬物料堅(jiān)硬物料v 除粘性、纖維性、磨蝕物料外幾乎除粘性、纖維性、磨蝕物料外幾乎所有物料所有物料v 中等硬度和磨蝕物料中等硬度和磨蝕物料v 纖維性動(dòng)植物藥纖維性動(dòng)植物藥v 中等硬度和脆性物料中等硬度和脆性物料 一、概述：一、概述：1、篩分：即是用篩網(wǎng)按所要求的顆粒粒徑的大小將、篩分：即是用篩網(wǎng)按所要求的顆粒粒徑的大小將物料分成各種粒度級別的單元操作。（分級）物料分成各種粒度級別的單元操作。（分級）2、篩分的目的：是為了獲得粒度較均勻的藥物，、篩分的目的：是為了獲得粒度較均勻的藥物，有利于提高混合物的均勻性。

17、有利于提高混合物的均勻性。二、篩的種類及標(biāo)準(zhǔn)：二、篩的種類及標(biāo)準(zhǔn)：銅絲、鐵絲、不銹鋼絲銅絲、鐵絲、不銹鋼絲、尼龍絲、絹絲、尼龍絲、絹絲在金屬板上沖壓出圓形或在金屬板上沖壓出圓形或其它形狀的篩孔而制成。其它形狀的篩孔而制成。第二節(jié)第二節(jié) 篩分篩分分離效率分離效率分離效率分離效率RPFRPFRxPxFxRPRFxxxxFP分離效率分離效率手手 搖搖 篩篩篩分機(jī)械篩分機(jī)械適用于適用于:小量、劇毒性、刺激小量、劇毒性、刺激性或質(zhì)輕藥粉的篩分，可避性或質(zhì)輕藥粉的篩分，可避免細(xì)粉飛揚(yáng)。免細(xì)粉飛揚(yáng)。圓形圓形 振振 動(dòng)動(dòng) 篩篩圓形振圓形振 動(dòng)動(dòng) 篩篩圓形振動(dòng)篩（旋轉(zhuǎn)式振動(dòng)篩）圓形振動(dòng)篩（旋轉(zhuǎn)式振動(dòng)篩） 連續(xù)進(jìn)

18、行操連續(xù)進(jìn)行操作，分離效率較作，分離效率較高，單位篩面面高，單位篩面面積處理物料能力積處理物料能力大，維修費(fèi)用低大，維修費(fèi)用低，占地小，重量，占地小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。輕等優(yōu)點(diǎn)。電磁振動(dòng)篩：電磁振動(dòng)篩： 工作原理工作原理 利用較高頻率利用較高頻率與較小振幅的往復(fù)與較小振幅的往復(fù)振蕩來實(shí)現(xiàn)篩分的。振蕩來實(shí)現(xiàn)篩分的。 篩粉效率高，篩粉效率高，適用于粘性較強(qiáng)的適用于粘性較強(qiáng)的藥物。藥物。第三節(jié)第三節(jié) 混合混合概述：概述：v把兩種以上組分的物質(zhì)均勻混合的操作統(tǒng)稱為混合。（包括固-固、固-液、液-液）v固-固粒子的混合簡稱混合v大量液體與少量液體的混合叫捏合v大量液體和少量不溶性固體或液體的混合叫勻化?；旌?/p>

19、機(jī)理（混合機(jī)理（Lacey（1954）：）：1、對流混合：藥物顆粒在設(shè)備中翻轉(zhuǎn)，或靠設(shè)備內(nèi)、對流混合：藥物顆粒在設(shè)備中翻轉(zhuǎn)，或靠設(shè)備內(nèi)攪拌器的作用進(jìn)行著粒子群的較大位置移動(dòng)到另一處攪拌器的作用進(jìn)行著粒子群的較大位置移動(dòng)到另一處，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)移使藥物在對流作用下而達(dá)到混合。，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)移使藥物在對流作用下而達(dá)到混合。2、剪切混合：粒子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一些滑動(dòng)平面，在不同、剪切混合：粒子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一些滑動(dòng)平面，在不同成分的界面間發(fā)生剪切作用，剪切力作用于粒子交界成分的界面間發(fā)生剪切作用，剪切力作用于粒子交界面，具有粒子混合作用，同時(shí)伴隨有粉碎作用。面，具有粒子混合作用，同時(shí)伴隨有粉碎作用。3、擴(kuò)散混合：由于粒子的紊亂運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致相鄰粒子、擴(kuò)散混合：由于粒子的紊亂運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致相鄰粒子相互交換位置所產(chǎn)生的局部混合作用。（粒子形狀、相互交換位置所產(chǎn)生的局部混合作用。（粒子形狀、充填狀態(tài)、流動(dòng)速度）充填狀態(tài)、流動(dòng)速度）二、混合程度二、混合程度220220ttM混合特性曲線對流混合對流和剪切混合擴(kuò)散混合)1 (ttMAdtdM積分計(jì)算得：積分計(jì)算得：混合速率混合速率AteMt1混合機(jī)械混合機(jī)械1. 固定型混合機(jī)固定型混合機(jī)2. 回轉(zhuǎn)型混合機(jī)回轉(zhuǎn)型混合機(jī)槽槽 形形 混混 合合 機(jī)機(jī)1. 固定型混合機(jī)