第4章制剂工程原理
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第4章制剂工程原理
在药物合成和制剂过程中，存在着分子、纳米/微米、 颗粒（含气泡、液滴）、聚团（非均匀结构）、设备和工 厂在内的六种尺度。 分子尺度：微观混合，因分子碰撞、成核和速度的涨落而 引起的分相，分子碰撞产生的传递（生物或化学反应所需） 设备尺度：将引起分相的多态行为和突变，通过返混、扩 散和分级实现传递，流动引起的径向和轴向非均匀分布 对纳米和微米的研究涉及：微孔微隙的吸附与固着，纳米 和微米的团、簇分相，微孔微隙中的物质交换引起的传递， 小尺度流动。
第4章制剂工程原理
v 任何一个微观混合过程，必须经过各种尺度的调控，才能 在设备尺寸上达到理想的均一性。
v 对药物制剂的混合过程的任何调控通常都在设备尺度上进 行，然后，通过多尺度过程将这一调控的作用传递到微观 尺度水平上，才能最终对混合过程施加影响。
第4章制剂工程原理
第四章 制剂工程原理
v 4.1 粉体的流动与混合 v 4.2 流体的流动与混合 v 4.3 药品的冻干
第4章制剂工程原理
2 流速
流速是指单位时间内粉粒由一定孔径的孔或管中流出的 速度。
W——流速 ρb——粉粒的堆密度 D0——孔的直径 α——休止角
tanα=H/r
•休止角测定方法
Βιβλιοθήκη Baidu第4章制剂工程原理
休止角的测定方法
① 固定漏斗法：将漏斗固定于水平放置的坐标纸上的适宜 高度，使漏斗下口距坐标纸的距离为H，小心将粉粒倒入 漏斗中，直到漏斗下形成的圆椎体的尖端接触漏斗的出 口为止，圆柱的半径可由坐标纸测出(图4-2a)。
② 固定圆椎底法：将圆椎体底部的直径固定，例如可由适 宜大小的圆盘接受由漏斗流下的粉粒。漏斗中连续地注 入粉粒，直到得到最高的四椎体为止 (图4-2b)。
v 药物剂型按形态分有固体剂型、半固体剂型（软膏剂、糊 剂等）、液体剂型和气体剂型。
v 药物制剂过程涉及混合、制粒和过滤分离等单元操作，这 些单元操作涉及流体的流动、界面形成与扩散、结晶过程 与控制、胶体以及粉体的分散与黏附等行为，它们的集合 构成了药物制剂的工程原理。
v 药物制剂关键过程有：混合、溶解、制粒
第4章制剂工程原理
二、粉体的流动性
粉粒的流动性取决于物质本身的特性(如粒子大小、孔隙率、 密度、形态等)以外，还受很多因素的影响： ①形态不规则的粒子间的机械力； ②粒子间作相对运动时产生摩擦力； ③粒子间因摩擦等而产生静电，载荷不同的电荷的粒子间的吸引 力； ④粒子表面吸附着一层水，因此而有表面张力以及毛细管引力； ⑤粒子间的距离近时的分子间引力(范德华力)。
第4章制剂工程原理
4.1.1 粉体及其流动
一、粉体及其流体
“自由流体”粉末：具有平滑的运动平面而可以自由运动。缺 点是分散不稳定，组分容易分离。湿法制粒，一方面可是难 溶性药物颗粒表面产生亲水性，一方面可使粉末处于冷冻状 态而具有良好均匀性，从从而改善药物溶出度和生物利用度。
“黏性流体”粉末：表面不规则而无法自由运动，在“黏性流 体”混合粉末的加工中，其“黏性流体”混合粉末的固有结 构必须要被破坏，这样微粒个体才有机会迁移而使混合均匀。
在药剂学中最常用的有休止角和流速等描述粉体流动性质。
第4章制剂工程原理
1 休止角 (Angle of repose)
休止角(α)是表示粉 粒流动性的最常用的方 法之一。方法是使粉粒 堆成尽可能陡的堆(圆 椎状)，堆的斜边与水 平线的夹角即为休止角。 测定时，可将粉粒置漏 斗中，使流下并堆成堆， 如果形成的堆高为H， 底部的半径为r，则:
第4章制剂工程原理
•休止角的测定方法
③ 倾斜箱法：将粉粒小心地装入矩形的盘中并铺平， 但不得加压，将盒的一端抬起使倾斜，直到粉粒开始流 动为止，盒的底与水平的夹角即为休止角 (图4-2c)。用 此法测定的角又称为滑角或摩擦角(Angle of friction)。 ④ 转动圆柱体法：在一圆柱体中装入粉粒使半满，将 圆柱体在水平方向缓缓转动，粉粒表面与水平的夹角， 即为休止角(图4-2d)。 一般认为当粉粒的休止角小于30°时，其流动性良好， 休止角大于40°的流动性不好。
第4章制剂工程原理
4.1 粉体的流动与混合
v 药物粉体的混合是药物制剂工程的重要单元操作，通过机 械的或流体的方法使得不同物理性质(如粒度、密度等)和 化学性质(如成分等)的颗粒在宏观上分布均匀。
v 虽然在药物加工过程中的各粉末组分的重量是固定的，但 是，可以通过改变组分的形态从而改变其流变学性质，并 将影响药物的一些性能。
第4章制剂工程原理
v 在典型的固体制剂生产各环节中都运用到了粉末技术，生 产过程经历了制粒，整粒和成型。
v 在固体制剂流程中运用粒子化技术的操作步骤包括：配制、粒子的悬 浮和溶解、结晶、半连续结晶、粉碎、过筛、流化床干燥、喷雾干燥、 颗粒包衣、湿法制粒、熔化制粒、干混、团块的分散、粉末和颗粒的 转运、滚轮的压制、压片、胶囊填充、片或胶囊的包衣。
第4章制剂工程原理
2020/11/26
第4章制剂工程原理
•Chapter 4 制剂工程原理
第4章制剂工程原理
Why and Know How
v 药剂生产为什么是分批的？ 药品质量的稳定是如何实现 的？
v 固体药剂和液体药剂是如何完成处方配料的？ v 药物混配结束后，取样分析结果会有很大的差异，这是为
❖液体制剂过程相对简单一些，主要是药物的溶液的配制，且基本离不开混合和 溶解以及过滤；中药制剂通常需要有浸出提取工序。
第4章制剂工程原理
v 现代固体制剂过程还必须关注：微晶结构物质的制造，对 它们性质的了解和控制，将它们制成带有特定的微观和宏 观结构的产品的技术方法，生产含有微量高效化合物的纳 米药物技术运用，以及药物分子效用及对受体靶向性等等
什么？如何解决？ v 不同的粉体混合后堆放过程中会出现变化吗？ v 固体药物通常是要通过混合制粒，为什么？液体药物在灌
注的同时，其贮存罐内物料是在循环的，为什么？ v 冻干过程中有预冻，为什么？ v 如何保证热水喷淋或水浴灭菌的均匀性？
第4章制剂工程原理
v 药物制剂过程就是将原料药与各种辅料的混合物经过物理 形态等转变为药剂。
在药物合成和制剂过程中，存在着分子、纳米/微米、 颗粒（含气泡、液滴）、聚团（非均匀结构）、设备和工 厂在内的六种尺度。 分子尺度：微观混合，因分子碰撞、成核和速度的涨落而 引起的分相，分子碰撞产生的传递（生物或化学反应所需） 设备尺度：将引起分相的多态行为和突变，通过返混、扩 散和分级实现传递，流动引起的径向和轴向非均匀分布 对纳米和微米的研究涉及：微孔微隙的吸附与固着，纳米 和微米的团、簇分相，微孔微隙中的物质交换引起的传递， 小尺度流动。
第4章制剂工程原理
v 任何一个微观混合过程，必须经过各种尺度的调控，才能 在设备尺寸上达到理想的均一性。
v 对药物制剂的混合过程的任何调控通常都在设备尺度上进 行，然后，通过多尺度过程将这一调控的作用传递到微观 尺度水平上，才能最终对混合过程施加影响。
第4章制剂工程原理
第四章 制剂工程原理
v 4.1 粉体的流动与混合 v 4.2 流体的流动与混合 v 4.3 药品的冻干
第4章制剂工程原理
2 流速
流速是指单位时间内粉粒由一定孔径的孔或管中流出的 速度。
W——流速 ρb——粉粒的堆密度 D0——孔的直径 α——休止角
tanα=H/r
•休止角测定方法
Βιβλιοθήκη Baidu第4章制剂工程原理
休止角的测定方法
① 固定漏斗法：将漏斗固定于水平放置的坐标纸上的适宜 高度，使漏斗下口距坐标纸的距离为H，小心将粉粒倒入 漏斗中，直到漏斗下形成的圆椎体的尖端接触漏斗的出 口为止，圆柱的半径可由坐标纸测出(图4-2a)。
② 固定圆椎底法：将圆椎体底部的直径固定，例如可由适 宜大小的圆盘接受由漏斗流下的粉粒。漏斗中连续地注 入粉粒，直到得到最高的四椎体为止 (图4-2b)。
v 药物剂型按形态分有固体剂型、半固体剂型（软膏剂、糊 剂等）、液体剂型和气体剂型。
v 药物制剂过程涉及混合、制粒和过滤分离等单元操作，这 些单元操作涉及流体的流动、界面形成与扩散、结晶过程 与控制、胶体以及粉体的分散与黏附等行为，它们的集合 构成了药物制剂的工程原理。
v 药物制剂关键过程有：混合、溶解、制粒
第4章制剂工程原理
二、粉体的流动性
粉粒的流动性取决于物质本身的特性(如粒子大小、孔隙率、 密度、形态等)以外，还受很多因素的影响： ①形态不规则的粒子间的机械力； ②粒子间作相对运动时产生摩擦力； ③粒子间因摩擦等而产生静电，载荷不同的电荷的粒子间的吸引 力； ④粒子表面吸附着一层水，因此而有表面张力以及毛细管引力； ⑤粒子间的距离近时的分子间引力(范德华力)。
第4章制剂工程原理
4.1.1 粉体及其流动
一、粉体及其流体
“自由流体”粉末：具有平滑的运动平面而可以自由运动。缺 点是分散不稳定，组分容易分离。湿法制粒，一方面可是难 溶性药物颗粒表面产生亲水性，一方面可使粉末处于冷冻状 态而具有良好均匀性，从从而改善药物溶出度和生物利用度。
“黏性流体”粉末：表面不规则而无法自由运动，在“黏性流 体”混合粉末的加工中，其“黏性流体”混合粉末的固有结 构必须要被破坏，这样微粒个体才有机会迁移而使混合均匀。
在药剂学中最常用的有休止角和流速等描述粉体流动性质。
第4章制剂工程原理
1 休止角 (Angle of repose)
休止角(α)是表示粉 粒流动性的最常用的方 法之一。方法是使粉粒 堆成尽可能陡的堆(圆 椎状)，堆的斜边与水 平线的夹角即为休止角。 测定时，可将粉粒置漏 斗中，使流下并堆成堆， 如果形成的堆高为H， 底部的半径为r，则:
第4章制剂工程原理
•休止角的测定方法
③ 倾斜箱法：将粉粒小心地装入矩形的盘中并铺平， 但不得加压，将盒的一端抬起使倾斜，直到粉粒开始流 动为止，盒的底与水平的夹角即为休止角 (图4-2c)。用 此法测定的角又称为滑角或摩擦角(Angle of friction)。 ④ 转动圆柱体法：在一圆柱体中装入粉粒使半满，将 圆柱体在水平方向缓缓转动，粉粒表面与水平的夹角， 即为休止角(图4-2d)。 一般认为当粉粒的休止角小于30°时，其流动性良好， 休止角大于40°的流动性不好。
第4章制剂工程原理
4.1 粉体的流动与混合
v 药物粉体的混合是药物制剂工程的重要单元操作，通过机 械的或流体的方法使得不同物理性质(如粒度、密度等)和 化学性质(如成分等)的颗粒在宏观上分布均匀。
v 虽然在药物加工过程中的各粉末组分的重量是固定的，但 是，可以通过改变组分的形态从而改变其流变学性质，并 将影响药物的一些性能。
第4章制剂工程原理
v 在典型的固体制剂生产各环节中都运用到了粉末技术，生 产过程经历了制粒，整粒和成型。
v 在固体制剂流程中运用粒子化技术的操作步骤包括：配制、粒子的悬 浮和溶解、结晶、半连续结晶、粉碎、过筛、流化床干燥、喷雾干燥、 颗粒包衣、湿法制粒、熔化制粒、干混、团块的分散、粉末和颗粒的 转运、滚轮的压制、压片、胶囊填充、片或胶囊的包衣。
第4章制剂工程原理
2020/11/26
第4章制剂工程原理
•Chapter 4 制剂工程原理
第4章制剂工程原理
Why and Know How
v 药剂生产为什么是分批的？ 药品质量的稳定是如何实现 的？
v 固体药剂和液体药剂是如何完成处方配料的？ v 药物混配结束后，取样分析结果会有很大的差异，这是为
❖液体制剂过程相对简单一些，主要是药物的溶液的配制，且基本离不开混合和 溶解以及过滤；中药制剂通常需要有浸出提取工序。
第4章制剂工程原理
v 现代固体制剂过程还必须关注：微晶结构物质的制造，对 它们性质的了解和控制，将它们制成带有特定的微观和宏 观结构的产品的技术方法，生产含有微量高效化合物的纳 米药物技术运用，以及药物分子效用及对受体靶向性等等
什么？如何解决？ v 不同的粉体混合后堆放过程中会出现变化吗？ v 固体药物通常是要通过混合制粒，为什么？液体药物在灌
注的同时，其贮存罐内物料是在循环的，为什么？ v 冻干过程中有预冻，为什么？ v 如何保证热水喷淋或水浴灭菌的均匀性？
第4章制剂工程原理
v 药物制剂过程就是将原料药与各种辅料的混合物经过物理 形态等转变为药剂。