中药制药工艺与设备-第三章粉体.ppt

第三章第三章 中药粉体生产中药粉体生产学习要点学习要点掌握粉体的概念，了解粉体的主要特掌握粉体的概念，了解粉体的主要特性。性。掌握粉碎、筛分、混合、捏合过程的掌握粉碎、筛分、混合、捏合过程的基本理论，了解设备的工作原理和特基本理论，了解设备的工作原理和特点。点。熟悉粉碎的方法、微粉的生产过程。熟悉粉碎的方法、微粉的生产过程。第一节第一节 概概 述述一、粉体的概念一、粉体的概念(粉体学粉体学)粉体又称微粉，是指固体微细粒子粉体又称微粉，是指固体微细粒子的集合体。的集合体。二、粉碎与粉体粒径二、粉碎与粉体粒径极细粉（细胞壁未破坏）极细粉（细胞壁未破坏）中药材的微粉碎中药材的微粉碎纳米中药纳米中药第二节第二节 粉体的特性粉体的特性一、粉体形状的描述（见书上表一、粉体形状的描述（见书上表3-1）二、粒径及测定方法二、粒径及测定方法常用粒径表示方法：常用粒径表示方法：几何粒径、定向粒径、有效粒径、几何粒径、定向粒径、有效粒径、比表面积粒径比表面积粒径常用粒径测定方法：常用粒径测定方法：直接测定法、显微镜法、筛选法、直接测定法、显微镜法、筛选法、间接测定法、沉降法、电测法间接测定法、沉降法、电测法三、比表面积三、比表面积四、密度与孔隙率四、密度与孔隙率五、微粉的流动性五、微粉的流动性表示方法：休止角；流速表示方法：休止角；流速休止角小，微粉的流动性好；休止角小，微粉的流动性好；微粉的流速快，即流动性好。微粉的流速快，即流动性好。六、润湿性六、润湿性第三节第三节 中药粉碎过程中药粉碎过程 粉碎粉碎：系借助系借助机械力机械力或其它方法将或其它方法将大块固体物质破碎成适宜大小的颗大块固体物质破碎成适宜大小的颗粒或细粉的操作。粒或细粉的操作。粉碎是中药制药生产中的粉碎是中药制药生产中的基本操作基本操作之一，之一，也是也是药物制成剂型前药物制成剂型前的重要的重要工序。粉碎技术直接关系到药品的工序。粉碎技术直接关系到药品的质量和应用性能。质量和应用性能。粉碎的目的粉碎的目的1、减减小小药药物物粒粒径径，增增加加药药物物比比表表面面积积，促促 进药物的溶解与吸收，提高生物利用度；进药物的溶解与吸收，提高生物利用度；2、有利于混合均匀，制备多种剂型、有利于混合均匀，制备多种剂型；3、改善药物的流动性，便于调剂和服用；、改善药物的流动性，便于调剂和服用；3、便便于于提提取取，加加速速中中材材中中有有效效成成分分的的浸浸出出或溶出；或溶出；4、便于物料干燥和保存便于物料干燥和保存 中药粉碎的基本原则中药粉碎的基本原则首先药材必须是洁净的，药材要挑去杂首先药材必须是洁净的，药材要挑去杂质和异物，不得有石块、铁钉等异物，质和异物，不得有石块、铁钉等异物，防止发生危险和损坏粉碎设备；防止发生危险和损坏粉碎设备；粉碎毒性药材、刺激性药材要注意防尘粉碎毒性药材、刺激性药材要注意防尘和劳动保护，防止中毒，且应使用专用和劳动保护，防止中毒，且应使用专用设备；设备；药材粉碎前应进行必要的干燥处理，控药材粉碎前应进行必要的干燥处理，控制好药材的水分，利于粉碎制好药材的水分，利于粉碎粉碎时应根据粉碎的目的和剂型的粉碎时应根据粉碎的目的和剂型的要求控制好粉碎细度，要及时过筛，要求控制好粉碎细度，要及时过筛，提高粉碎效率；提高粉碎效率；粉碎前后要保持药物成分的比例一粉碎前后要保持药物成分的比例一致性，不得随意丢弃不易粉碎的成致性，不得随意丢弃不易粉碎的成分，导致有效成分的含量降低，降分，导致有效成分的含量降低，降低疗效。低疗效。粉碎的机制粉碎的机制 破坏物质分子间的破坏物质分子间的内聚力内聚力，机械能机械能转化成表面能。转化成表面能。借助外力的大小应根据药物的硬度借助外力的大小应根据药物的硬度及性能而定，一般及性能而定，一般脆性大脆性大的药材，的药材，相对借助相对借助外力就小外力就小一些，反之，一些，反之，脆脆性越小性越小的药材借助的药材借助外力就越大。外力就越大。固体物质分子间具有很高的固体物质分子间具有很高的凝聚力，凝聚力，当粉碎机械施于被粉碎物料的作用力当粉碎机械施于被粉碎物料的作用力等于等于或或超过超过其凝聚力时，物料便被其凝聚力时，物料便被粉粉碎。碎。粉碎的施力种类有粉碎的施力种类有压缩、劈碎、压缩、劈碎、冲击、弯曲、剪切和摩擦等。冲击、弯曲、剪切和摩擦等。粉碎比粉碎比 反映了物料的粉碎程度，粉碎比越反映了物料的粉碎程度，粉碎比越大，所得药物颗粒的粒径就越小。大，所得药物颗粒的粒径就越小。粗碎的粉碎比为粗碎的粉碎比为37；中碎的粉碎比为中碎的粉碎比为2060；细碎的粉碎比在细碎的粉碎比在100以上；以上；超细碎的粉碎比则高达超细碎的粉碎比则高达2001000。2023/4/2213粉碎常用技术粉碎常用技术干法与湿法干法与湿法单独与混合单独与混合湿法粉碎湿法粉碎低温粉碎低温粉碎干法粉碎与湿法粉碎干法粉碎与湿法粉碎1 1、干法粉碎：药品生产中大多采用干法粉碎。、干法粉碎：药品生产中大多采用干法粉碎。注意注意:除尘和劳动保护除尘和劳动保护!2 2、湿法粉碎：如水飞法、湿法粉碎：如水飞法 降低颗粒间的聚结降低颗粒间的聚结 降低能耗，提高粉碎能力降低能耗，提高粉碎能力 避免粉尘飞扬避免粉尘飞扬 单独粉碎与混合粉碎单独粉碎与混合粉碎 1、单独粉碎：、单独粉碎：需单独粉碎的药物：需单独粉碎的药物：贵重药物；贵重药物；强挥发性的药物；强挥发性的药物；毒性、刺激性药物；毒性、刺激性药物；黏性大的药物；黏性大的药物；强氧化、还原药物；强氧化、还原药物；包衣材料及特殊用途的药物。包衣材料及特殊用途的药物。2、混合粉碎：、混合粉碎：处方中性质及硬度相似的药物处方中性质及硬度相似的药物 粘性药物粘性药物低温粉碎低温粉碎 物料低温时脆性物料低温时脆性、韧性与延伸性、韧性与延伸性1、树脂、胶等易软化、易熔化的物料、树脂、胶等易软化、易熔化的物料2、保留挥发性成分、保留挥发性成分3、可获得更细粉末、可获得更细粉末4、适应性广泛、适应性广泛筛分的基本原理筛分的基本原理筛分的含义与目的筛分的含义与目的 将粉碎后的物料通过网孔状工具将粒将粉碎后的物料通过网孔状工具将粒度不均匀的颗粒分离成两种或两种以度不均匀的颗粒分离成两种或两种以上粒级的操作过程。上粒级的操作过程。满足医疗和制剂的需要，筛除粗粒、满足医疗和制剂的需要，筛除粗粒、细粉、异物或杂质，整粒、粉末分级细粉、异物或杂质，整粒、粉末分级药筛与粉末分等药筛与粉末分等编织筛编织筛用一定机械强度的金属丝（如不锈钢、用一定机械强度的金属丝（如不锈钢、铜丝、铁丝等）或非金属丝（如丝、铜丝、铁丝等）或非金属丝（如丝、尼龙丝、绢丝、等）编织而成。尼龙丝、绢丝、等）编织而成。尼龙丝对一般药物较稳定，在制剂生尼龙丝对一般药物较稳定，在制剂生产中应用较多。产中应用较多。编织筛线易产生位移致使筛孔变形。编织筛线易产生位移致使筛孔变形。冲眼筛冲眼筛又称模压筛，系在金属板上冲出圆形的筛又称模压筛，系在金属板上冲出圆形的筛孔而成。孔而成。其筛孔坚固，孔径不易变动。其筛孔坚固，孔径不易变动。用于高速旋转粉碎机的筛板及药丸的筛选。用于高速旋转粉碎机的筛板及药丸的筛选。2023/4/2221药筛的规格药筛的规格用用“目目”表示表示-每英寸（每英寸（2.54cm）长度筛上的孔数，）长度筛上的孔数，筛号数越大，粉末越细。筛号数越大，粉末越细。问题问题:100:100目筛的孔径是多少目筛的孔径是多少?粉末分级 中国药典中国药典2005年版规定把固体粉末分为六级：年版规定把固体粉末分为六级：最粗粉最粗粉指能全部通过一号筛，但混有能通过三号筛指能全部通过一号筛，但混有能通过三号筛不超过不超过20%的粉末；的粉末；粗粉粗粉指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过超过40%的粉末；的粉末；中粉中粉指能全部通过四号筛，但混有能通过五号筛不指能全部通过四号筛，但混有能通过五号筛不超过超过60%的粉末；的粉末；细粉细粉指能全部通过五号筛，并含能通过六号筛不少指能全部通过五号筛，并含能通过六号筛不少于于95%的粉末；的粉末；最细粉最细粉指能全部通过六号筛，并含能通过七号筛不指能全部通过六号筛，并含能通过七号筛不少于少于95%的粉末；的粉末；极细粉极细粉指能全部通过八号筛，并含能通过九号筛不指能全部通过八号筛，并含能通过九号筛不少于少于95%的粉末。的粉末。辊式破碎机（滚压机）辊式破碎机（滚压机）锤击式粉碎机锤击式粉碎机机械冲击式粉碎机机械冲击式粉碎机球磨机球磨机振动磨振动磨搅拌磨搅拌磨气流粉碎机（流能磨）气流粉碎机（流能磨）特点：特点：工作平稳、振动较少、过粉碎较工作平稳、振动较少、过粉碎较少的优点。少的优点。适用：适用：对中药的果实粉碎效果较好对中药的果实粉碎效果较好，对，对潮湿、黏性以及含丰富纤维的药材不宜潮湿、黏性以及含丰富纤维的药材不宜采用。采用。特点：特点：结构紧凑，操作安全，维修方便，结构紧凑，操作安全，维修方便，粉碎能耗小，生产能力大，且产品粒度粉碎能耗小，生产能力大，且产品粒度比较均匀；锤头易磨损，筛孔易堵塞，比较均匀；锤头易磨损，筛孔易堵塞，过度粉碎的粉尘较多。过度粉碎的粉尘较多。适用：适用：适用于中等硬度以下、磨蚀性小适用于中等硬度以下、磨蚀性小的物料。的物料。万能粉碎机（柴田粉碎机）万能粉碎机（柴田粉碎机）特点特点 药物多次粉碎，破碎比大，可以获得最药物多次粉碎，破碎比大，可以获得最细粉；磨损较严重，有金属屑污染。细粉；磨损较严重，有金属屑污染。适用适用 适用范围广。但对高硬度、磨蚀性大的适用范围广。但对高硬度、磨蚀性大的物料不合适；不适宜含有大量挥发性成物料不合适；不适宜含有大量挥发性成分的药物、具有黏性的药物和硬度较大分的药物、具有黏性的药物和硬度较大的矿物药。的矿物药。结构结构泻落状态：泻落状态：运行速度太小，物料和磨球运行速度太小，物料和磨球未到适当下落高度就开始下滑。未到适当下落高度就开始下滑。物料粉物料粉碎作用小，粉碎效率很低。碎作用小，粉碎效率很低。离心状态：离心状态：运转速度过大，物料和磨球运转速度过大，物料和磨球作离心运动，作离心运动，不能起到研磨作用。不能起到研磨作用。抛落状态：抛落状态：运转速度适中，物料和磨球运转速度适中，物料和磨球在适当高度抛落，为在适当高度抛落，为正常工作状态。正常工作状态。特点：特点：适应性强，生产能力大，破碎比大；干适应性强，生产能力大，破碎比大；干法湿法都适用；系统密闭，可达到无菌法湿法都适用；系统密闭，可达到无菌要求；结构简单、运行可靠；工作效率要求；结构简单、运行可靠；工作效率低，单位产量能耗大，噪声大。低，单位产量能耗大，噪声大。适用：适用：结晶性药物、易融化的树脂、树胶、非结晶性药物、易融化的树脂、树胶、非组织性的脆性药物等。组织性的脆性药物等。特点：特点：与球磨机相比，其粉碎比高、粉碎时间与球磨机相比，其粉碎比高、粉碎时间短、可连续粉碎，还可通过改变影响粉短、可连续粉碎，还可通过改变影响粉碎的因素而进行超细粉碎。缺点是弹簧碎的因素而进行超细粉碎。缺点是弹簧由于在较高频率下工作易于疲劳而降低由于在较高频率下工作易于疲劳而降低寿命。寿命。适用：适用：各种硬度物料。各种硬度物料。特点：特点：能量消耗较低，不仅具有研磨作用，而能量消耗较低，不仅具有研磨作用，而且还具有搅拌和分散作用。产品粒度达且还具有搅拌和分散作用。产品粒度达微米级。微米级。（1）扁平式气流粉碎机）扁平式气流粉碎机特点：特点：粉碎温度较低、结构简单、装配维修粉碎温度较低、结构简单、装配维修方便、主机体积小和生产连续等优点。方便、主机体积小和生产连续等优点。（2）循环管式气流粉碎机）循环管式气流粉碎机（跑道式气流粉碎机）（跑道式气流粉碎机）特点：特点：产品较细，粒度分布范围较窄；产品较细，粒度分布范围较窄；采用防磨内衬，提高气流磨的使用寿命，采用防磨内衬，提高气流磨的使用寿命，且适应较硬物料的粉碎；且适应较硬物料的粉碎；适用于低熔点、热敏性物料的粉碎；适用于低熔点、热敏性物料的粉碎；生产流程在密闭的管路中进行，无粉尘生产流程在密闭的管路中进行，无粉尘飞扬；飞扬；能实现连续生产和自动化操作，在粉碎能实现连续生产和自动化操作，在粉碎过程中还起到混合和分散的效果。过程中还起到混合和分散的效果。循环管式气流粉碎机循环管式气流粉碎机特点：特点：粉碎强度大，粉碎效率高；粉碎强度大，粉碎效率高；粉碎过程温度不升高；粉碎过程温度不升高；物料粉碎时间短；物料粉碎时间短；产品颗粒规整、表面光滑，粒度极细、产品颗粒规整、表面光滑，粒度极细、分布范围窄，纯度高；分布范围窄，纯度高；动力消耗较大。动力消耗较大。适用：适用：用于微粉和超微粉碎，产品粒度可达用于微粉和超微粉碎，产品粒度可达200-325目，进料粒度应在目，进料粒度应在0.15mm以下以下适于大多数药物的粉碎；特别适用于适于大多数药物的粉碎；特别适用于低熔点、热敏性、磨损性、高硬度物低熔点、热敏性、磨损性、高硬度物料的粉碎。料的粉碎。2023/4/2237几种粉碎机的比较几种粉碎机的比较常用的筛分设备常用的筛分设备 固体药物经粉碎后，粉末中的颗粒固体药物经粉碎后，粉末中的颗粒有粗有粗有细。有细。筛分即是用筛将粉末按规定的粒筛分即是用筛将粉末按规定的粒度要求分离开来的操作过程，是药品生度要求分离开来的操作过程，是药品生产中的产中的基本单元操作基本单元操作之一，其之一，其目的目的是获是获得粒度比较均匀的物料，以满足后续制得粒度比较均匀的物料，以满足后续制剂工艺对颗粒的粒度要求。剂工艺对颗粒的粒度要求。1、振动筛、振动筛2、旋动筛、旋动筛（1）振动筛粉机（筛箱）振动筛粉机（筛箱）特点：特点：结构比较简单，安装高度不大，检修容结构比较简单，安装高度不大，检修容易，振动大，噪声大，速度慢，效率低，易，振动大，噪声大，速度慢，效率低，只用于小规模生产。只用于小规模生产。（2）圆形振动筛粉机）圆形振动筛粉机特点：特点：E筛分效率高、操作简单、清洗方便；筛分效率高、操作简单、清洗方便；E全封闭结构，可防止粉末飞扬，符合全封闭结构，可防止粉末飞扬，符合GMP要求；要求；E分级的粉体自动排出，可以连续作业；分级的粉体自动排出，可以连续作业；E耗能少、体积小；耗能少、体积小；E适于中、大规模生产。适于中、大规模生产。（3）电磁簸动筛粉机）电磁簸动筛粉机特点：特点：振动幅度小、频率高，药物易于通振动幅度小、频率高，药物易于通过筛网、提高过筛率。过筛网、提高过筛率。适用：适用：黏性较强的药粉。黏性较强的药粉。筛分设备的选用原则筛分设备的选用原则筛选设备所用的筛网规格应按物料粒径筛选设备所用的筛网规格应按物料粒径选取；选取；筛面要耐磨损、抗腐蚀、可靠性要好；筛面要耐磨损、抗腐蚀、可靠性要好；单位处理能力要高，维修时间短，噪声单位处理能力要高，维修时间短，噪声低；低；筛网更换容易，安全节能。筛网更换容易，安全节能。第四节第四节 粉体的混合与捏合过程粉体的混合与捏合过程一、混合与捏合的含义一、混合与捏合的含义混合（混匀）混合（混匀）指指两种两种或或多种物料多种物料相互分散相互分散得到得到组分均匀组分均匀的混合物料的过程，包括的混合物料的过程，包括液液-液、固液、固-液和固液和固-固固等混合过程。等混合过程。习惯上将习惯上将固体与固体固体与固体之间的之间的混合混合过程简称过程简称为混合。为混合。混合的意义混合的意义 混合是制备固体制剂的重要操作，混混合是制备固体制剂的重要操作，混合是否均匀关系到药物剂量的准确性合是否均匀关系到药物剂量的准确性和临床用药的安全性，对含剧毒药、和临床用药的安全性，对含剧毒药、贵细药的制剂尤为重要。贵细药的制剂尤为重要。混合的目的混合的目的 含量均匀含量均匀 剂量准确剂量准确 色泽一致色泽一致 安全有效安全有效 捏合捏合指在指在固体物料固体物料加入加入少量液体少量液体制成制成均匀的塑性软材均匀的塑性软材或或膏状物料；膏状物料；或在或在黏黏稠物料稠物料内加适量内加适量粉体、液体粉体、液体制成均匀制成均匀的塑性软材的过程。的塑性软材的过程。二、混合操作二、混合操作混合机理：（三种运动方式）混合机理：（三种运动方式）对流混合对流混合 固体粒子的集合体在机械转动的作用下，固体粒子的集合体在机械转动的作用下，产生较大的位置移动时进行的总体混合。产生较大的位置移动时进行的总体混合。剪切混合剪切混合 由于粒子群内部力的作用结果，在不同组由于粒子群内部力的作用结果，在不同组成的区域间发生剪切作用而产生滑动面，破成的区域间发生剪切作用而产生滑动面，破坏粒子群的凝聚状态而进行的局部混合。坏粒子群的凝聚状态而进行的局部混合。扩散混合扩散混合 相邻粒子间产生无规则运动时相互交换位相邻粒子间产生无规则运动时相互交换位置而进行的局部混合，当颗粒在倾斜的滑动置而进行的局部混合，当颗粒在倾斜的滑动面上滚下来时发生。面上滚下来时发生。2023/4/2249图中（图中（a）完全分离；（）完全分离；（b）完全混合；（）完全混合；（c）随机混合）随机混合混合设备混合设备 固体的混合设备根据容器是否运固体的混合设备根据容器是否运动大致分为三类：动大致分为三类：1）回转式；）回转式；2）固定式；）固定式；3）复合式）复合式（1）旋转式混合机）旋转式混合机特点：特点：结构简单，混合速度慢，但最终混合度结构简单，混合速度慢，但最终混合度较高，混合机内部清扫容易，同时可以较高，混合机内部清扫容易，同时可以在容器外设置夹套进行加热或冷却处理。在容器外设置夹套进行加热或冷却处理。适用：适用：物性差异小、流动性好的粉体间的混合，物性差异小、流动性好的粉体间的混合，也适用于有磨损性的粉粒体的混合。也适用于有磨损性的粉粒体的混合。（2）槽型搅拌混合机）槽型搅拌混合机特点：特点：结构简单、价格低廉、操作维修方便、结构简单、价格低廉、操作维修方便、混合时间可调，因而在制药工业中有着混合时间可调，因而在制药工业中有着广泛的应用；混合强度小、混合效率低、广泛的应用；混合强度小、混合效率低、混合时间长、两端密封件易漏粉，从而混合时间长、两端密封件易漏粉，从而影响产品质量和成品率。影响产品质量和成品率。适用：适用：颗粒密度差异较小的物料间的混合，也颗粒密度差异较小的物料间的混合，也可用于片剂的颗粒、丸块、软膏等的混可用于片剂的颗粒、丸块、软膏等的混合。合。（3）锥型双螺旋混合机）锥型双螺旋混合机特点：特点：可密闭操作，并具有动力消耗小、可密闭操作，并具有动力消耗小、混合效率高、清理方便、无粉尘等混合效率高、清理方便、无粉尘等优点。优点。适用：适用：干燥的、润湿的、黏性的固体药物干燥的、润湿的、黏性的固体药物粉末混合。粉末混合。中药散剂的生产中药散剂的生产散剂的定义散剂的定义指药材或药材提取物经粉碎、均匀混指药材或药材提取物经粉碎、均匀混合制成的粉末状制剂，分为内服散剂合制成的粉末状制剂，分为内服散剂和外用散剂。和外用散剂。特点：特点：“散者散也，去急病散者散也，去急病”l比表面积大，易分散，奏效快比表面积大，易分散，奏效快l制法简单，容易分剂量制法简单，容易分剂量l便于小儿服用便于小儿服用l散剂不含液体，比较稳定散剂不含液体，比较稳定l外用时，覆盖面积大对外伤可起到保护、外用时，覆盖面积大对外伤可起到保护、吸收分泌物、促进凝血和愈合的作用吸收分泌物、促进凝血和愈合的作用l剂量大时，不如丸剂、片剂便于服用剂量大时，不如丸剂、片剂便于服用l腐蚀性较强、易挥发、对光、湿、热不腐蚀性较强、易挥发、对光、湿、热不稳定的药一般不宜制成散剂稳定的药一般不宜制成散剂1、处方药物的比例量、处方药物的比例量 若处方组分若处方组分比例相差悬殊比例相差悬殊时，应用时，应用“等量递加法等量递加法”习惯称习惯称“配研法配研法”。57甲乙甲乙 “甲甲”表示量小的组表示量小的组分分 “乙乙”表示量大的组表示量大的组分分 混合物混合物2乙乙 混合物混合物4乙乙 混合物混合物8乙乙 2023/4/2258举例：混合甲药举例：混合甲药10g和乙药和乙药300g甲（甲（10g）乙（）乙（10g）20 g 乙乙(20g)40g 乙（乙（40g）80g 乙（乙（80g）160g乙（乙（150g）混匀，即得混匀，即得2、堆密度差异、堆密度差异 混合时，一般将混合时，一般将轻者先放轻者先放于研钵内，于研钵内，再加重者再加重者，这样重者下沉，轻者上，这样重者下沉，轻者上浮，最终二者混匀。浮，最终二者混匀。3、色泽深浅差异、色泽深浅差异 混合时，一般现将混合时，一般现将色深色深的组分放于的组分放于研钵中，再加研钵中，再加色浅色浅的组分等量研匀。的组分等量研匀。