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医药粉体
在医药领域中,固体原料药、添加剂、药用赋形剂
以及散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、注射用无菌粉体等都属于医药粉体的范畴。
粉体是药物中最重要、最基本的组成。现代医药学研究证明,药物的疗效不仅取决于药物的种类还取决于组成药剂的粉体尺寸与形状。
药物粉体来源大多三种形式,天然粉体,如来源于天然生长出的花粉、孢子及植物(中药)粉体;机械粉碎制备出的粉体,如矿物药和中药粉体;
采用化学合成方法制备出的西药粉体等。
药品片剂是制药行业中品种众多、产量极大、使用广泛的剂型之一。片剂的制造过程一般可分为原辅料粉碎、称量、混合、制粒、干燥、压粒混合、压
片、包衣等过程。
制粒的方法大体分两大类:湿法制粒和干法制粒。目前,湿法制粒工艺是药品生产中的主流工艺,而粉碎是湿法制粒的首道生产工艺。
粉碎方法的分类
根据受力的方式,粉碎方法可以分为:
挤压
将物料置于两个工作构件之间,然后逐渐对物料加压,使之产生弹性变形、塑性变形,直至破裂粉碎。这种粉碎方式适用于粉碎脆性物料,如果被处理物料是带有韧性和塑性的,则可能产生片状碎屑。
折断
物料在工作构件间承受弯曲应力,当力超过其强度极限便折断。这种方式一般用来处理较大块的长或薄的脆性物料。
剪切
这是一种能耗较低的粉碎方式,可以粉碎脆性物料,新形成的表面比较规则而且易于控制粒度的大小。
撞击当工作构件以极高的速度撞击物料时,物料因在极短时间内受到很大的载荷而被击碎。撞击适用于粉碎多种物料,既适用于较大块的破碎,又适用于精细粉碎。质量较轻的脆性物料尤其适宜于这种粉碎方式。撞击粉碎的生产率较高,粉碎后产生的粒径相对均匀。
研磨
物料在工作构件表面下承受一定压力,并与构件发生相对运动和摩擦,导致物料内部结构受到破坏,而发生表面剥落。实际这是一个既有挤压又有剪切的复杂过程。
选择合适设备的重要参考依据:首先考虑被粉碎物料的物理特性:对于特别坚硬的物料,击碎和压碎方法很有效;对韧性物料,用研磨为好;对胶性物料,以锯切和劈裂为宜;对于谷物粉碎,以挤压及锯切为佳;对含纤维的物料,以盘式磨为好。
冲击式粉碎机
常见的冲击式粉碎机有锤式粉碎机、钉盘磨、气流粉碎机等。
工作原理是颗粒与颗粒之间或颗粒与转子之间发生冲击性碰撞、摩擦和剪切等作用,从而粉碎物料。
锤式粉碎机主要由转子、筛网、加料器等部件组成。物料由加料器进入粉碎机后,受到转子的冲击并在粉碎腔内发生碰撞和摩擦,
粉碎后的细料通过底部的筛网出料,粗料则被筛网拦截,重复得到粉碎。
锤式粉碎机广泛用在各种结晶状纤维状物料的细磨和研磨中,其粉碎粒径细度可达到30μm,但不适用于高硬度物料和油性物料的粉碎。
机械式锤式粉碎机钉盘磨由两个带钢齿的圆盘(即钉盘)和一个环形筛板组成。两个钉盘分别为定子和转子,相互交错、高速旋转,在其中的物料会因受到钢齿的高速冲击而被粉碎。通过调节钉盘转速、和筛网的规格可调节最终粒径的细度。
由于两块钉盘相对运转时会产生向心力,因而即使是湿料,低粘性物料同样也可以用其处理,所以钉盘磨又称为万能磨。
钉盘磨研磨后的颗粒精细度通常大约在30~μm.不适用于粉碎有挥发性、软化点低和粘性较高的物料。
钉盘磨气流粉碎机是利用空气或其他气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高速的湍流和能量转换流,通过气流作用悬浮输送物料,使物料相互间发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦,加上高速气流对颗粒的剪切作用,最终使物料得到充分的研磨而粉碎。
气流粉碎产品粒度细、分布窄,颗粒表面整洁光滑、粒形规整、分散性好、活性高。在保证气源洁净的前提下,气流粉碎过程中物料不会被污染,它适用于不允许被金属和其他杂质污染的物料的粉碎。由于气流粉碎后物料能保持原有的天然性,所以它也适用于生物活性制品的超细化粉碎。气流粉碎过程中的温升很低,使它同样适用于对热敏物料的粉碎。
气流粉碎设备按照机型分类通常可以分为以下几种:扁平式气流粉碎机、
对喷式气流粉碎机、靶式气流粉碎机、循环管式气流粉碎机、实验室超小型气流粉碎机、流化床(对喷)式气流粉碎机。
扁平式气流粉碎机,工作原理是压缩空气通过入口进入气流分配室,会产生负压,物料进入混合室,随后被喷嘴喷射出的高速气流喷入粉碎室。物料在喷嘴喷射出的高速气流下以极高的速度旋转,作循环运动。
扁平式气流粉碎机对喷式气流粉碎机,是物料在超音速气流中自身对撞进而粉碎的装置。它是利用在同一直线上但方向相反的喷嘴喷射出的超音速
气流使物料进行冲击和碰撞,喷嘴的数量可以是一对也可以
靶式气流粉碎机,它是利用被高速气流喷射而加速的高速颗粒撞击在一个刚性的物体上进而进行粉碎的。其粉碎强度较大,粉碎效率较高,粉碎后的产品产量较大。通常用来粉碎一些纤维状物料以及高分子聚合物。
流化床(对喷式)气流粉碎机,工作原理是气流通过一组喷嘴(数量>2个)在磨内形成对喷射流场,物料呈流态化。气流磨内的物料在喷嘴射流的交汇点处颗粒之间会发生强烈的碰撞、摩擦冲击,进而被粉碎。被粉碎后的粉体在负压的作用下通过分级机,符合需求的产品由旋风分离器及除尘器搜集,而不符合要求的较粗颗粒则受重力影响又返回到粉碎区粉碎。
流化床气流粉碎机具有效率高、产品粒度分布窄、适合大规模生产等优点,要求被粉碎的物料足够细且密度不宜过大。
流化床气流粉碎机在制药粉碎生产过程中,当需要大批量和连续生产时,选择合适的粉碎设备显得尤为重要。在了解粉碎的方法和常见制药粉碎机工作原理后,再根据物料物理特性和最终的粒径要求,选择出合适的粉碎方法,最终确定出恰当的粉碎机类型。