粉碎、过筛、混合

第一节 粉碎、筛分、混合技术与设备 二、粉碎 定义 主要是借助机械力将大块的固体物料破碎成适宜程度的碎块、颗粒和细粉的操作过程。

目的 增加药物的有效面积来提高生物利用度 有利于进一步制备各种剂型，如散剂、颗粒剂、胶囊剂 便于混合均匀和服用 加速药材中有效成分的浸出 利于中药材的干燥和贮存

粉碎方式 单独粉碎和混合粉碎 方式 干法粉碎和湿法粉碎 闭塞粉碎和开路粉碎 低温粉碎等：加干冰等 开路粉碎是连续把粉碎物料供给粉碎机的  开路粉碎是连续把粉碎物料供给粉碎机的 同时不断地从粉碎机中把已粉碎的细物料 取出的操作。 粉碎方式 单独粉碎和混合粉碎 方式 干法粉碎和湿法粉碎 闭塞粉碎和开路粉碎 低温粉碎等：加干冰等

粉碎设备 乳钵 一般用瓷、玻璃、玛瑙、铁或铜制成

铁研船（药捻子、药碾子） 适用于质地松脆，不易吸湿及不与铁起作用的药物

球 磨 机 主要部分：一个或几个不锈钢或瓷制成的圆形球罐。 球罐的轴固定在轴承上。 罐内装有物料及钢制或瓷制的圆球。 工作原理：当电机转动时，筒体带动球体上升，待球上升到一定高度后由于重力作用下落，使药物受到强烈的撞击和研磨从而被粉碎。 毒、剧或贵重药物以及具有吸湿性或刺激性强的药物。

球磨机粉碎用球有钢球和陶瓷球，其直径对粉碎品的粒径有一定的影响。一般来说，球体直径不应小于65mm，且应大于被粉碎物料直径的4~9倍。通常在罐内装入的圆球体体积仅占罐容积的30%~35%，最大的装量不得超过罐内总容量的50%。

球 磨 机 适用范围：适用于结晶性药物（如朱砂、CuSO4等）、易溶化的树脂（如松香等）、刺激性药物、吸湿性的浸膏、挥发性的药物及无菌粉碎等，如与铁易起作用的药物可用瓷制球磨机进行粉碎。球磨机属于细碎机种，碎制品的粒径一般在100目以上，除广泛应用于干法粉碎外，还可以用湿法粉碎。 设备特点：密闭无粉尘飞扬，但能量消耗大，加卸物料费时，粉碎时间长

仿 真 图

工作原理示意图 动画

（b）转速适当 （c）转速太快 （a）转速太慢

振动磨（微粉机） 1、设备组成：由主轴、挠性轴套、筒体（外筒、内衬筒和端盖）、偏心轮、弹簧等组成。 2、工作原理：利用研磨介质（钢棒或球）在振动磨筒体内作高频振动产生冲击、研磨、剪切等作用，将物料研细，同时将物料均匀混合和分散。 3、工作特征：振动磨工作时，研磨介质在筒体的运动方向和主轴旋转方向相反，除了公转外还有自转。由电动机通过挠性联轴器带动主轴转动，旋转轴上带有偏心块，由于带偏心块轴的旋转使圆筒做近似椭圆轨迹的运动。这种快速回转的运动使筒体中的研磨介质及物料呈悬浮状态，介质通过抛射冲击、研磨，可有效地粉碎物料。  

4、研磨介质：振动磨使用的介质为棒料、球料，根据粉磨的细度和产量，选择介质的形状和介质总质量。介质在圆筒中的填充率为60%-70%，填充率过高或过低都不能得到较佳的粉磨效果。 5、设备特点：具有较高的振动效率，研磨效率高；成品粉碎效果明显且均匀；封闭式结构适用于易燃、易爆、易氧化的固体物料的粉碎；粉碎温度可调节；占地面积小，操作简便且易于维修。 6、适用范围：适用于粉碎结晶性药物。易溶化的树脂、树胶等一集非组织的脆性药物。

振动磨结构示意图

锤击式粉碎机 2、工作原理：物料自加料斗加入，受冲击、剪切、撞击等作用力而达到粉碎目的，达到一定细度的粉末通过筛板出料，粗粉则继续被粉碎。    1、设备组成：由机壳、钢锤、筛板、衬板等组成。      2、工作原理：物料自加料斗加入，受冲击、剪切、撞击等作用力而达到粉碎目的，达到一定细度的粉末通过筛板出料，粗粉则继续被粉碎。      3、工作过程：工作时，固体物料自加料斗加入，物料进入粉碎室后受高速旋转的锤头冲击、剪切并抛向衬板的撞击等作用粉碎。达到一定细度的粉末的细粉通过筛板出料，经吸入管、鼓风机送至分离装置，不能筛过的粗料则继续被粉碎。粉末的细度与转速和筛板孔径有关，转子在低于某一临界撞击速度时，由于撞击力太小，起不到撞击作用。此时，所得粒子在显微镜下观察呈圆球状，说明粉碎是由摩擦作用形成的，而不是撞击。    4、适用范围：适用于干燥、性脆易碎的药物的粉碎或做粗碎用，不适用于粘性药物的粉碎。    5、设备特点：结构简单、紧凑，操作方便、安全；粉碎耗能低，粉碎度大，操作安全，生产能力大。

结构示意图

万能粉碎机（柴田式粉碎机） 1、设备组成：由加料斗、抖动装置、入料口、钢齿、筛板、水平轴等组成。 2、工作原理：启动后动转盘及钢齿高速旋转，物料由加料斗经抖动装置和入料口均匀加入进入机内粉碎室，由于离心力作用，物料被甩向钢齿间，经钢齿的撞击、研磨和剪切作用而粉碎。细料通过筛板经出粉口落入收集袋。 3、 适用范围：适用于粉碎植物性、动物性以及硬度不太大的矿物类药物，不宜粉碎比较坚硬的矿物药和含油多的药材。 4．操作注意事项： （1）开机前检查机器是否完好； （2）检查物料中有无金属等掺杂物； （3）先开机空转，确认正常再投料，投料要均匀切忌多加； （4）操作人员不得离岗，发现异常响声立即关机检查；

万能粉碎机（柴田式粉碎机）的结构示意图

万能粉碎机粉碎室主要由带有钢齿的圆盘及环状筛构成。装在主轴上的圆盘齿数较少，固定在密封盖上的圆盘齿数较多，且是不转动的。

转盘（万能）粉碎机 机械式粉碎机 机械式粉碎机 （粉碎室）

流 能 磨 流能磨，系利用高速气体( ⊙ o ⊙ )使药料颗粒之间以及颗粒与器壁之间碰撞而产生强烈的粉碎作用，亦称气流粉碎机，是一种高效的药物粉碎机械装置。 工作原理：物料被压缩空气引射进入磨的下部，压缩空气通过喷嘴进入粉碎室内同时产生超音速的高速气流，物料随即被气流分散、加速，并在粒子与粒子之间、粒子与器壁之间发生高速撞击、冲击、研磨而进行粉碎。

轮胎形流能磨 圆盘形流能磨               

特点：1、可进行粒度要求为3-20微米超微粉碎           2、由于焦耳-汤姆逊冷却效应，故适用于热敏性物料和低熔点物料粉碎           3、设备简单，易于进行无菌处理，可用于无菌粉末的粉碎

粉碎操作注意事项: 1.选择适宜的机械； 2.应先开机空转，待转速稳定后再加物料； 3.粉碎毒性药物或刺激性药物时，注意劳动保护；易燃易爆药物，注意防火防爆； 4.各种粉碎机每次使用完后，应进行设备的清洁与保养； 5.严格遵守操作规程。

筛 分 定义 借助筛网按所要求的颗粒粒径的大小将物料分厂各种力度级别的单元操作。 筛分的目的是为了获得粒度均匀的药粉

规 格 1）筛号：按中国药典，共规定9种筛号 1号筛：筛孔内径最大 2）目数：制药工业上常用目数来表示筛号及粉末 9号筛：筛孔内径最小。 2）目数：制药工业上常用目数来表示筛号及粉末 粗细。 每英寸(2.54cm)长度有多少孔来表示。 目数越大，粉末越细

工业用筛常用“目”表示，目是以一英寸（25.4mm）长度上所含筛孔数目的多少 《中国药典》2005版标准筛规格 筛号 筛孔内径（平均值）μm 目号 一号筛 2000±70 10 二号筛 850 ±29 24 三号筛 355 ±13 50 四号筛 250 ±9.9 65 五号筛 180 ±7.6 80 六号筛 150 ±6.6 100 七号筛 125 ±5.8 120 八号筛 90 ±4.6 150 九号筛 75 ±4.1 200

粉末分等 《中国药典》规定的粉末分等如下： （1）最粗粉：指能全部通过一号筛，但混有能通过三号筛不超过20%的粉末。 　　（1）最粗粉：指能全部通过一号筛，但混有能通过三号筛不超过20%的粉末。 　　（2）粗粉：指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过40%的粉末。 　　（3）中粉：指能全部通过四号筛，但混有能通过五号筛不超过60%的粉末。 　　（4）细粉：指能全部通过五号筛，并含能通过六号筛不少于95%的粉末。 　　（5）最细粉：指能全部通过六号筛，并含能通过七号筛不少于95%的粉末医`学敎育网搜`集整理。 　　（6）极细粉：指能全部通过八号筛，并含能通过九号筛不少于95%的粉末。

筛 分 设 备 1、摇动筛 摇动筛是由将筛网制成的筛面装在机架上并利用曲柄连杆机构使筛面作往复摇晃运动而组成的。筛面上的物料由于筛的摇动而获得惯性力，克服与筛面间的摩擦力，产生与筛面的相对运动，并逐渐向卸料端移动。        摇动筛的特点是：筛箱的振幅和运动轨迹由传动机构确定，不受偏心轴转速和筛上物料质量大小影响，可以避免由于给料过多（或给料不均匀）而降低振幅和堵塞筛孔等现象。        适用对象：振动筛属于慢速筛分机，其处理量和筛分效率都较低，常用于小量生产，也适用于筛毒性、刺激性或轻质的药粉，避免细粉飞扬。

悬挂式偏重筛粉机 1-电机 ；2-主轴；3-轴座； 4-保护罩；5-偏重轮；6-加料口； 7-药筛；8-接收器

操作时，开动电机，带动主轴旋转，偏重轮随即高速旋转，由于偏重轮一侧焊接着偏重铁，使筛的两侧因不平衡而产生振荡。当药粉装入筛子中，细粉很快通过筛网而落入接受器或空桶里。为了防止筛网堵塞，筛内装有毛刷，以便随时将药粉刷过筛网。在偏重轮外有防护罩。振动器振幅小，频率高，药粉在筛网上不但作与筛网平行的相对运动，还发生与筛面成垂直方向的跳动。使药粉按粉末大小在筛面上分层，使细粉顺利通过筛孔，减少了筛孔堵塞，提高了过筛效率。 工作时，在筛网周围应套上布罩，以防粉末飞扬。当不能通过筛网的粗粉增多时，应停止工作，取出粗粉。悬挂式偏重筛粉机是一种结构简单，占地面积小，使用方便，易于操作的筛分设备，适用于矿物药、化学药品和无显著粘性的药粉筛分。

电磁簸动筛粉机 工作时，筛网的一边装有电磁铁，另一边装有弹簧。当弹簧将筛拉紧时，接触器相互接触而通电，使电磁铁产生磁性而吸引衔铁，筛网向磁铁方向移动，此时接触器被拉脱而断电，筛网又重新被弹簧拉回，接触器重新接触而引起第二次电磁吸引，如此连续不停而发生簸动作用。 过筛效率高，适用于黏性较强的药粉。

圆型振荡筛粉机 圆型振荡筛粉机 筛网 上部重锤 弹簧 电机 下部重锤

三、混合技术与设备 混合将两种或两种以上的组分充分混匀的过程。 目的：各组分充分混合、分散均匀、色泽一致，保证剂量的准确，用药的安全有效。 方法： 研磨混合 搅拌混合 过筛混合

旋转型混合机 又称混合筒:用于密度相近的粉末混合 形状：V字形、双圆锥形及正方体形等。 原理:将混合筒装在水平轴上，由传动装置带动

以V形混合筒较为理想

双锥形混合机外观图

V形混合机外观图

槽形搅拌混合机 主要部分：由混合槽、搅拌桨组成。 混合槽 搅拌桨 固定轴

锥形双螺旋混合机 1．结构组成：由锥型容器、螺旋推进器、转臂传动系统、电动机、减速器等部件组成。 2．工作原理：立式锥形容器内安装有螺旋提升机，可将锥形底部物料从容器底提升到上部，螺旋提升机既有自转又绕锥形容器中心轴摆动旋转，故可使螺旋混合作用达到全部物料。 3．设备特点：混合速度快，混合度高，混合效率高；装载系数大；动力消耗小；可密闭操作。 4．适用范围：适合干燥、润湿、粘性的固体药物粉末。

双螺旋锥形混合机

三维运动混合机 1．结构组成：由机座、传动系统、混合筒、电机控制系统、多向运动机构等部件组成。 2．工作原理：三维运动混合机装料的筒体在主动轴的带动下，作周而复始的平移、转动和翻滚等复合运动，促使物料沿着筒体作环向、径向和轴向的三向复合运动，从而实现多种物料的相互流动、扩散、积聚、掺杂，以达到均匀混合的目的。 3．设备特点：混合均匀度高，特料装载系数大，在全密封状态下进行混合，不污染，不积料，易清洗。 4．适用范围：固体物料的混合，也适合密度、形状、粒径差异较大的物料。

第二节 干燥技术与设备 干燥：系利用热能使物料中的湿分（水分或其他溶剂）汽化，并利用气流或真空带走汽化了的湿分，从而获得干燥固体产品的操作。 第二节 干燥技术与设备 干燥：系利用热能使物料中的湿分（水分或其他溶剂）汽化，并利用气流或真空带走汽化了的湿分，从而获得干燥固体产品的操作。 干燥设备的分类        ① 按操作压力可分为常压干燥设备和减压干燥设备。        ② 按操作方式可分为连续式和间歇式。        ③ 按传热方式可分为传导干燥、辐射干燥和对流干燥。        ④ 按被干燥物料的形态可分为块状物料、粒状物料、液体或浆状物料。      

干燥设备性能的基本要求 必须满足干燥产品的质量要求，如达到工艺要求的干燥程度及含水量，不影响产品外观形状和药用价值。 设备生产能力高，热效率高，干燥速度快，时间短。 干燥操作的环境良好，符合GMP对空气洁净度的要求。 工艺科学，经济性好，辅助设备费用低。 操作方便，生产、维护容易。

厢式干燥器 厢式干燥器是一种最简单的干燥器，一般小型的称为烘箱，大型称为烘房。这类干燥器整体呈厢形，外壁包以绝热层，厢内支架上放有许多长方形的料盘，湿物料置于盘中，堆放厚度约为10-100mm，热空气由厢体入口送入，流过盘间物料层表面，对物料进行加热干燥。热空气流动方式可分为水平气流式和穿流式。 厢式干燥器一般为间歇式，其优点是：容易装卸，物料损失小，盘易清洗。因此对于需要经常更换产品、价格高的成品或小批量物料，厢式干燥器的优点十分显著。主要缺点是：物料得不到分散，干燥时间长；若物料量大，所需的设备容积也大；工人劳动强度大，如需要定时将物料装卸或翻动时，粉尘飞扬，环境污染严重；热效率低。 厢式干燥器适用于药材提取物及丸剂、散剂、片剂颗粒、颗粒剂的干燥，亦常用于中药材的干燥。

厢式干燥器示意图

喷雾干燥器 喷雾干燥是以热空气作为干燥介质，采用雾化器将液体物料分散成细小雾滴，当与热气流相遇时，水分迅速蒸发而获得干燥产品的操作方法。此法能直接将液体物料干燥成粉末状或颗粒状制品。 喷雾干燥具有以下特点：①干燥速度快、干燥时间短，具有瞬间干燥的特点；②干燥温度低，避免物料受热变质，特别适用于热敏性物料的干燥；③由液态物料可直接得到干燥制品，省去蒸发、粉碎等单元操作；④操作方便，易自动控制，减轻劳动强度；⑤产品质量良好，多为疏松的空心颗粒或粉末，疏松性、分散性和速溶性均好。⑥因生产过程处在密闭系统，适用于连续化大型生产，并有利于GMP管理。 喷雾干燥的缺点主要是传热系数较低，设备体积庞大，动力消耗多，一次性投资较大，干燥时物料易发生黏壁等。

喷雾干燥工艺流程 http://cms.hzvtc.edu.cn/node/13931

喷雾干燥器的雾化器示意图

沸腾干燥器 沸腾干燥是指湿物料在沸腾状态下进行干燥的方法。将湿物料由加料器送入干燥室中的筛板上，经加热的空气从流床底部吹入与物料接触，使物料呈悬浮状态作上下翻动的过程中得到干燥，干燥后的产品由卸料口排出，废气由干燥室的顶部排出，经袋滤器或旋风分离器回收其中夹带的粉尘后由抽风机排空。  沸腾干燥器构造简单，操作方便，干燥速度快，可减轻劳动强度，适用于热敏性物料；由于在流化状态下湿颗粒不处于紧密状态，可溶性成分迁移机会少，有利于保持含量均匀。但沸腾干燥器不适用于含水量高、易粘结成团的物料，并且要求粒度适宜。

沸腾干燥器特点 1、颗粒与热干燥介质在沸腾状态下进行充分的混合与分散，减少了气膜阻力，而且气固接触面积相当大，其体积传热系数大； 2、由于沸腾室内温度均一并能自由调节，故可得到均匀的干燥产品； 3、物料在床层内的停留时间一般为几分钟至几小时，可任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的物料特别适用； 4、由于体积传热系数大，干燥强度大，故在小装置中可处理大量的物料； 5、结构简单，造价低廉，没有高速转动部件，维修费用低。物料由于流化而输送简便； 6、对于散粒状物料，其粒径与形状有一定的限制，如粒度范围为20-30μm至5-6mm是适宜的，形状以类似球形为佳； 7、沸腾干燥装置密封性能好，传动机械又不接触物料，因此不会有杂质混入。

单室沸腾干燥器

多室沸腾干燥器示意图

冷冻干燥 1、定义        冷冻干燥是含有大量水分的物料预先冻结至冰点以下（通常-10~-40℃）成固体，然后在高真空条件下加热，使水蒸气直接由固体中升华出来而被干燥的方法，也成为升华干燥。

冷冻干燥基本原理       冷冻干燥可用水的三相图加以说明。如下图，图中OA线是冰和水的平衡曲线，在此线上冰、水共存；OB线是水和水蒸气的平衡曲线，在此线上水、汽共存；OC线是冰和水蒸气的平衡曲线，在此线上冰、汽共存；O点是冰、水、汽的平衡点，在这个温度和压力是冰、水、汽共存，这个温度为0.01℃，压力为613.3Pa。从图中可以看出，当压力低于613.3Pa时，不管温度如何变化，只有水的固态和气态存在，液态不存在。固相（冰）受热时不经过液相直接变为汽相；而汽相遇冷时放热直接变为冰。根据平衡曲线OC，对于冰，升高温度或降低压力都可打破汽固平衡，使整个系统朝着冰转变为汽的方向进行。

冷冻干燥过程 冷冻干燥可以分为预冻、升华干燥、载干燥三个阶段。         冷冻干燥可以分为预冻、升华干燥、载干燥三个阶段。         ①预冻阶段：预冻是将溶液中的自由水固化，使干燥后产品与干燥前有相同的形态，防止抽真空干燥时起泡、浓缩、收缩和溶质移动等不可逆变化产生，减少因温度下降引起的物质可溶性降低和生命特性的变化。         ②升华干燥阶段：升华干燥又称为第一阶段干燥。将冻结后的产品置于密封的真空容器中加热，其冰晶就会升华成水蒸气逸出而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始逐步向内推移的，冰晶升华后残留下得空隙变成升华水蒸气的逸出通道。         ③再干燥阶段：又称第二阶段干燥。在第一阶段干燥结束后，在干燥物质的毛细管壁和极性基团上还吸附有一部分水分，这些水分是未被冻结的。第二阶段干燥后，产品内残余水分的含量视产品种类和要求而定，一般在0.5%~4%之间。

适用范围：冷冻干燥适用于热敏性物料（如血清、抗生素等生物制品）、注射用无菌粉末等制剂 优点： 冷冻干燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类，不会发生变性或失去生物活力。 在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行。因此能保持原来的性状。 在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。 由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。 在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护。 干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不变质。

冷冻干燥设备

远红外线干燥 波长在5.6μm～1000μm微米的电磁波在工业上叫做远红外线。以远红外为能量的干燥方法称为远红外干燥。该法是由远红外辐射元件发出的远红外射线照射至湿物料表面，远红外线的能量被物料吸收，水分子和物料分子运动加剧，彼此碰撞摩擦，产生热量，使使湿物料中水分气化而干燥。如振动式远红外干燥机，设备操作简单，适于热敏性物料干燥，尤适用于中药固体粉末、湿颗粒水丸等物料的干燥。其特点是：干燥速率快，热效率较高，成品质量好。隧道式红外干燥机，主要用于口服液指管瓶及注射剂安瓿的干燥。

远红外线干燥机

微波干燥 微波是指频率很高、波长很短，介于无线电波和光波之间的一种电磁波。微波干燥的原理是将湿物料置于高频电场内，湿物料中的水分子在微波电场的作用下，不断地迅速转动，产生剧烈的碰撞与摩擦，部分能量转化为热能，物料本身被加热而干燥。 微波加热是使被加热物体本身成为发热体，称之为整体加热方式，不需要热传导的过程，因此能在短时间内达到均匀加热。这一特点可使热传导较差的物质在短时间内得到加热干燥，能量的利用率得到提高，还可以使加热炉的尺寸比常规加热炉要小。同时，当物料在微波电磁场作用下，物料整体温度上升。此时，由于物料表面水份蒸发，致使表面温度降低；从而造成一个内高外低的温度梯度，这个梯度的方向正好与水份蒸发的方向一致。所以效率极高。