固体制剂的单元操作

17
18
粉碎设备
球磨机（ball mill） 冲击式粉碎机 气流式粉碎机（流能磨、射流磨） 胶体磨（colloid mill） 滚压粉碎（roller mill）
19
球磨机（ball mill） 德国飞驰公司 （FRITSCH）
小型行星式球磨机
20
粉碎效果与圆筒的转速、球与物料的装量、球的大 小与重量等有关。
粉碎较大颗粒时，粒径受粉碎装置的特性以及 外力的施加方式的影响较大；粉碎细粒时，粒 径受物质本身性质的影响较大。
7
粉碎能量
粉碎过程在粉体过程中是能量消耗最大的单元操 作。主要消耗在以下几个方面： ①粒子破碎时新增加的表面能； ②未粉碎粒子的变形； ③粉碎室内的粒子的移动； ④粒子间和粒子与粉碎室间的摩擦； ⑤振动与噪音； ⑥设备转动等。
8
粉碎操作的能量利用率非常低，因此如何提高粉 碎的有效能量是粉碎操作研究的主攻方向之一。
介绍三个著名的能量学说。
9
Rittinger学说：是在1867年提出，“粉碎所 需的能量与表面积的增加成正比”， Rittinger学说适用于数十μ m～数百μ m粒度 范围的细颗粒粉碎，因为其表面积的增加比较 显著。而且适用于脆弱的物料的粉碎。
11
对整个粉碎过程来讲，开始阶段由于体积的减 少更为显著而遵循Kick法则，而最终阶段细粉 碎过程中表面积的增加更为突出而遵循 Rittinger法则，中间阶段遵循Bond法则。
功指数：将粒度为无穷大（D1=∞）的粒子粉碎 成D2=100μ m时所需的能量。
功指数在一定程度上表示粉碎物料的难易程度，
功指数小的物料可碎性或可磨性较高。近年来，
功指数成了比较粉碎操作效率的最有用方法之
一。功指数可由实验测定。
12
粉碎方式
单独粉碎和混合粉碎Βιβλιοθήκη 单独粉碎：单一物料进行粉碎。
混合粉碎：两种以上的物料掺和一起进行的粉碎。
【比较】单独粉碎便于各种物料在不同制剂中的配 伍使用；混合粉碎可避免一些黏性物料或热塑性物 料单独粉碎时的困难，而且将粉碎和混合操作同时 进行，还可提高粉碎的效果。
14
低温粉碎
低温条件下，物料脆性增加、韧性和延伸性降低， 这样可提高粉碎的效果。 常用的方法有： （1）物料先冷却，迅速通过高速锤击粉碎机粉碎； （2）粉碎机壳通低温冷却水，物料在冷却下粉碎； （3）将干冰或液氮与物料混合后粉碎； （4）组合上述冷却方法粉碎；
15
闭塞粉碎和自由粉碎
闭塞粉碎：是在粉碎过程中，已达到粉碎要求的粉 末不能及时排出而继续和粗粒一起重复粉碎的操作。 这种操作，粉末成了粉碎过程的缓冲物或“软垫”， 影响粉碎效果，能量消耗比较大，常用于小规模的间 歇操作。 自由粉碎：是在粉碎过程中已达到粉碎粒度要求的 粉末能及时排出而不影响粗粒的继续粉碎的操作。这 种操作，粉碎效率高，常用于连续操作。
圆筒转速过小时，球 随罐体上升至一定高 度后往下滑落，这时 物料的粉碎主要靠研 磨作用，效果较差。
21
转速过大时，球与物料 靠离心力作用随罐体旋 转，失去物料与球体的 相对运动，失去对物料 的粉碎作用。
22
当转速适宜时，除一小 部分球泄落外大部分球 随罐体上升至一定高度， 并在重力与惯性力作用 沿抛物线抛落，此时物 料的粉碎主要靠冲击和 研磨的联合作用，粉碎 效果最好。
16
开路粉碎和循环粉碎
开路粉碎：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。即 物料只通过一次粉碎机完成粉碎的操作。该法操作 简单，粒度分布宽，适合于粗碎或粒度要求不高的 粉碎。 循环粉碎：经粉碎机粉碎的物料通过筛子或分级 设备使粗颗粒重新返回到粉碎机反复粉碎的操作。 本法操作的动力消耗相对低，粒度分布窄，适合于 粒度要求比较高的粉碎。
第十八章 固体制剂的单元操作
江苏大学药学院 朱源
固体制剂的制备工艺流程
2
第一节 药物的粉碎
粉碎 借助机械力将固体物料碎成微粉的操作过程。
机械力
冲击力（impact） 压缩力（compression）
研磨力（rubbing） 剪切力（shear/cutting）
3
粉碎的目的
有利于提高难溶性药物的溶出速度以及生物利 用度；
5
粉碎机理
粉碎过程主要依靠外加机械力的作用破坏物质分子 间的内聚力来实现的。被粉碎的物料受到外力的作 用后在局部产生很大应力或形变。开始表现为弹性 变形，当施加应力超过物质的屈服力时物料发生塑 性变形，当应力超过物料本身的分子间力时即可产 生裂隙并发展成为裂缝，最后则破碎或开裂。
6
被处理物料的性质、粉碎程度不同，所需施加 的外力也不同。冲击、压碎和研磨作用对脆性 物质有效，纤维状物料有剪切方法更有效；粗 碎以冲击力和压缩力为主，细碎以剪切力、研 磨力为主；要求粉碎产物能产生自由流动时， 用研磨法较好。
【注意】氧化性药物与还原性药物必须分开，单独
粉碎，避免爆炸。
13
干法粉碎和湿法粉碎
干法粉碎：物料处于适当干燥状态（含水量<5％） 下粉碎的操作，常用。 湿法粉碎：药物中加入适量水或其他液体研磨粉碎 的方法。
【比较】湿法粉碎可以减少粉尘飞扬，刺激性和有 毒药物的粉碎多用此法，且液体状态可减少物料的 黏附性，提高粉碎的效果。
Bond学说：是在1952年提出，“粉碎所需的能 量与颗粒中裂缝的长度成正比”，或者说粉碎 所需的能量与粒径的平方根成反比。
10
Kick学说：是在1885年提出，“粉碎所需的能 量与粒子体积的减少成正比”，Kick方程适用 于数mm～数十mm粒度范围的粗碎中，因为粗碎 时体积的变化较为显著。此时的能量消耗只与 粉碎比（D1/D2）有关，与粒径大小无关。即， 粒径为600mm的粒子粉碎成300mm的粒径所需的 能量与粒径为200mm的粒子粉碎成100mm的粒径 所需的能量相同。
有利于固体制剂中各成分的混合均匀，混合度 与各成分的粒径有关；
有利于提高固体药物在液体、半固体、气体中 的分散性，并以提高制剂质量与药效，如混悬 剂、软膏剂、气雾剂等；
有助于从天然药物中提取有效成分等；
4
不良影响：如晶型转变、热分解、粘附与凝聚性的 增大、堆密度的减少、粉末表面上吸附的空气对润 湿性的影响，粉尘污染、爆炸等。