第二章、制剂生产中的单元操作

自冷式涡轮粉碎机
涡轮式粉碎机特点： • 粉碎效率高； • 粉碎粒度60～320目； • 除用于粉碎一般物料外，还用于粉碎纤维类物料（中
草药如甘草、大黄等）和有机化合物。
关于几种粉碎机的比较（了解）
二、筛分
1、概述
借助筛网将粗细物 料进行分离的方法
筛分
获得较均匀的粒子群
筛 分 的 目 的
可将粉碎的物料分等级
一号筛
二号筛
2000±70
850 ±29
目号 10 24
三号筛
四号筛 五号筛 六号筛 七号筛 八号筛
355 ±13
250 ±9.9 180 ±7.6 150 ±6.6 125 ±5.8 90 ±4.6
50
65 80 100 120 150
九号筛
75 ±4.1
200
粉末的分等级
全部通过5 号筛，能 通过6号筛 不少于95%
回转型混合机
回转型混合机
（V型）
（双锥型）
（2）三维运动混合机： • 结构：混合容器和机身两部分
• 混合筒多方向运动，既有公转，又有自转和翻转，各组分
可有悬殊的重量比。物料无离心力作用，混合均匀度高， 处理量大，是目前各种混合机中较理想产品。
特点：主轴转动一周时混合容器在两空间交叉轴上、下颠例4次，容器在空间 既有公转又有自转和翻转。物料在容器内除被抛落，平移外还作翻倒运动， 进行有效的对流混合，剪切混合和扩散混合，使混合在没有离心力作用下 进行。
• 旋转筛操作方便，适应 性广，筛网更换容易， 对中药细粉筛分效果较 好。
筛分产品不合格的理论原因
☆粉末吸潮 ☆筛分时药筛处于静止 ☆筛内的药粉太厚
三、混合的基本理论知识
1、概述 是将两种以上组 分的物质均匀混 在一起的操作
混合
2、混合机理 （1）对流混合：固体粒子在机械转动的作用下，在设备内形 成固体循环流的过程，粒子群产生较大的位置移动所达到的总 体混合。 （2）剪切混合：在不同组成的界面间发生剪切作用而产生滑 动平面。
物料的粉碎主要是研磨作用。
• 转速提高后，一部分磨球随罐体上升至更高的高度，然后 沿抛物线抛落，此时物料的粉碎是冲击和研磨联合作用 。
• 若球罐转速过慢或过快均会减弱甚至失去粉碎作用 • 罐内磨球的运动以泻落与抛落为主。 • 磨球直径一般使用 D20～100mm。 • 罐内磨球充填率一般为 28％--35％（干法粉碎）或40％-
可提高粉碎效率
能起到混合作用
2、药筛： 指按药典规定，全国统一用于药剂生产的筛，又称为标准 药筛。
1、编织筛 2、冲制筛
按制筛方法分
药筛的种类：
1、药典标准筛
2、工业标准筛
按规格分
工业用筛常用“目”表示，目是以一英（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
50％（湿法粉碎），罐内加料体积以充满球间空隙为宜。
球磨机及内球运动情况
（2）锤击式粉碎机
• 属于机械式粉碎设备
• 由高速旋转的活动锤击件与固定圈间的相对运动，对药物 进行粉碎的机器。 • 锤击件对物料主要作用以冲击力，物料受到锤击、碰撞、 磨擦等而粉碎 。 锤式粉碎机 1．圆盘； 2．锤头； 3.衬板；
磨擦达到粉碎的机器。
• 特点是粉碎过程温度不升高，故适合于热敏性物料的超 细碎，其缺点是动力消耗较大。
高压空气由喷嘴以超音速喷入粉碎室，物料由加料口经空气引射进入粉碎室， 被高速气流加速到50～300m/s。
粒子间的碰撞及高速气流的剪切作用而粉碎 。
细粒被空气夹带通过分级涡由下部的wenku.baidu.com管出料。
产品出口 加料斗
剪切
弯曲
研磨
☆以撞击作用为主的粉碎器械：如万能粉碎机、锤击式粉碎机。
锤击式粉碎机
万能粉碎机
• 物料性质与粉碎难易（介绍）： 1）极性晶形：具脆性，沿晶体结合面碎裂。较易粉碎， 如生石膏 2）非极性晶体：脆性差，粉碎时易变形。如樟脑、冰片的粉碎方法？
可加入少量挥发性液体，降低分子间 内聚力，使晶体易从裂隙处分开。 3）非晶形：具有弹性，分子排列不规则。 如树脂、树胶等，粉碎时一部分机械能用于引起弹性变形，最后变为热 能，因而降低粉碎效率，可低温粉碎.（0℃）
的粉碎。
返料
粉碎的方法 (a)开路粉碎 （b）循环粉碎 •
3
干法粉碎与湿法粉碎
• （1）干法粉碎：物料处于干燥状态下进行粉碎的操作。 药品生产多产用干法粉碎。 • （2）湿法粉碎：加入适当的水或其他液体进行研磨粉碎。
选用液体的原则：物料遇湿不膨胀、不起变化不妨碍药
效的发挥。
湿法粉碎
药物 水 极细粉 粉碎 干燥 细湿粉 沉 降 合并
（1）摇动筛
• 由摇动装置和药筛两部分组成。
（2）振动筛
• 筛箱的振动是采用两端不同质量的偏心块，产生离心、 纵向、横向的复合作用。 • 物料在筛面上既有纵向弹跳，又有由筛面中心向外发 散的抛射运动。
筛网 上部重锤
弹簧 电机
下部重锤
振动筛粉机结构示意图
（3）旋转筛
• 常用于粉碎后中药材的筛分。
散剂 颗粒剂 片 剂 胶囊剂 丸 剂
第一节 粉碎、筛分与混合
一、粉碎的基本理论知识
☆1、粉碎：系指借机械力将大块固体物料破碎成适宜程度的 碎块或细粉的操作过程。
减少粒径，增加药物比表面积
促进药物溶解，提高生物利用度
加速药材中有效成分的浸出
便于各成分混合均匀，制备多种剂型 便于适应多种给药途径的应用
（3）扩散混合：颗粒无规则运动时，相邻粒子间相互交换位
置产生的局部混合。
3、混合的方法与设备：
搅拌混合 混 和 方 法
研磨混合 过筛混合
混合设备
• 1、容器旋转型混合机
（1）回转型混合机：圆形、方形、V字形等
原理：转动，产生剪切力 装料系数：30%——50% 适用：比重相近，粒径分布窄的固体物料。
• 防止粉末飞扬和器壁上黏附。
• 调整堆密度，改善溶解性能。 • 使压片过程中压力的传递均匀。 • 便于服用，携带方便。
制粒方法
湿法制粒 制粒方法 干法制粒 喷雾制粒
二、湿法制粒及其设备 在原材料粉末中加入粘合剂，靠粘合剂的粘结作用使 粉末聚结在一起而制备颗粒的方法。 由于湿法制粒的产物具有外形美观、流动性好、耐磨 性较强、压缩成形性好等优点，在医药工业中的应用最为 广泛。 挤压制粒 旋转制粒
第二章 制剂生产中基本的单元操作
学习目标
1、掌握粉碎的概念、机理、粉碎方式和了解常用粉碎机械 的构造。 2、掌握筛分的概念和筛分设备选用。 3、掌握混合的概念、机理和常用的混合设备。 4、掌握制粒的概念、目的、方法，并了解制粒的设备。 5、掌握干燥的概念、基本原理及影响因素，了解干燥设备。
适用的岗位群
5
混合粉碎
定义：两种以上物料同时粉碎的操作。 • 混合物料的硬度、密度等需相对接近。
• 避免黏性或热塑性物料单独粉碎时粘壁。
• 粉碎和混合同步进行。
☆ 4、粉碎的设备
• 按设备结构分类：
研磨式粉碎机械、机械式粉碎机械、气流式粉碎机械、低 温式粉碎机械。
（1）球磨机
• 属于研磨式粉碎机械，是以磨球为研磨介质的机器，磨球 多为瓷质，密度约为2.4g/cm3。 • 若球罐缓慢转动时，各层磨球有相对运动，称为滑落。 • 球罐转速的增加，表层球沿着外层球向下泻落，泻落时对
4．筛板；
5．加料器
• 适用于大多数药物，但不适宜于高硬度物料及粘性物料。
• 筛孔的形状多为人字形，适用于结晶状物料的粉碎，但不
适于纤维状物料。圆形筛孔适用于纤维状物料。
（3）振动球磨机
• 一种超细粉碎机械。
• 电机旋转时，振动块的离心力使罐内磨球产生比一般球 磨机大6～10倍的冲击加速度，磨球及物料在罐内呈悬浮
• 特点：效率高、适于较大规模的连续操作。
2
开路粉碎与循环粉碎
• （1）开路粉碎:只通过一次粉碎机完成粉碎操作 • 特点：操作简单、粒度分布宽，适于粗粒或粒度要求不高 的粉碎。 • （2）循环粉碎:经粉碎机粉碎的物料通过分级设备使粗粒 重新返回到粉碎机反复粉碎的操作。
• 特点：动力消耗低、粒度分布窄，适于或粒度要求比较高
上清液
研 磨
倾 出
混悬液
细粉漂浮于水面 或混悬于水中
粗粉
混悬液
研磨 倾出 较细粗粉
水
4
低温粉碎
• 定义：将物料或粉碎机进行冷却的粉碎方法。 • 方法：1）物料先冷却，迅速通过高速撞击式粉碎机粉碎， 停留时间短。
2）粉碎机壳通入低温冷却水。
3）将干冰或液氮与物料混合后粉碎。 4）组合上述冷却方法进行粉碎。
粉 碎 度 n
是粉碎前半径D与粉碎后半径d的比值
粉碎度用来表示固体药物粉碎后的程度。 粉碎度与粉碎后的药物颗粒平均直径成反比，即粉碎度愈大，颗 粒愈小。
☆2、粉碎机理 粉碎过程主要是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。 粉碎过程常用外力有：冲击、压缩、剪切、弯曲和研磨。
冲击
压缩
从狭义上讲，制粒是“把粉末聚结成具有一定形状与大小的颗粒的操作”。
小量生产，用手压或搓过筛网 制粒操作作为粒子的加工过程，几乎与所有的固体制剂相关，且关系固 大量生产，用制粒机 体制剂的质量。
一、制粒的目的：
• 改善药物的流动性,一般颗粒状粒径大，每个粒子间的接触少，从
而大大改善颗粒的流动性。 • 防止由于粒度、密度差异而引起离析现象，使各组分混合均匀。
混合槽 搅拌桨 固定轴
槽型混合机
• （2）锥形垂直螺旋混合机（单、双） 结构：锥形容器部分、转动部分。 物料流动方式：自转、公转、自由落体 特点：搅拌作用力中等、密封式操作。
适用：固-固、固-液混合
减速器 转臂 加料口 锥形筒体 螺旋杆部件
出料口
双螺旋锥型混合机
第二节 制粒
一、概述
制粒定义
把粉末、块状物、溶液、熔融液等状态的物料进行加工，制得 的软材以适宜的方式通过适宜的筛(10～14目),制成均匀的颗粒。
状态，磨球在罐内产生抛射、冲击及旋转运动，物料受
到冲击、研磨而粉碎。 • 振动球磨机具有生产能力高、粉碎时不发热、结构紧凑 等优点。可将物料粉碎至微米级 。
ZM型振动超微粉碎机 1.球罐；2．电机及振动块
（4）气流式粉碎机
• 气流式粉碎机是通过粉碎室内的喷嘴，把压缩空气形成 的气流束变成速度能量，促使药物之间产生强烈冲击、
4）植物药材：性质复杂。 含水分(约为9％—16％)，具有韧性则难以粉碎。 所含水分越少，越有利于粉碎； （1）薄壁组织的药材，如花、叶易于粉碎； （2）木质及角质结构的药材不易粉碎。 （3）含粘性或油性药材都需适当处理（脱脂或混合粉碎）才能粉碎。
☆ 3、粉碎的方式
1 闭塞粉碎、自由粉碎
2
开路粉碎与循环粉碎
3
干法粉碎与湿法粉碎
4
低温粉碎
5
单独粉碎与混合粉碎
1
闭塞粉碎、自由粉碎
• （1）闭塞粉碎：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操作。 • 特点：操作简单、效率低、适于小规模的间歇操作。 • （2）自由粉碎：在粉碎过程中，已达到粉碎要求的粉未
能及时排出而不影响粗粒继续粉碎操作。
全部通过6 号筛，能 全部通过8 通过7号筛 号筛，能 不少于95% 通过9号筛 不少于95%
最粗粉
粗粉 中粉
全部通过 1号筛， 能通过3 号筛不超 过20%
细粉
全部通过2 号筛，能 通过4号筛 不超过40% 全部通过4 号筛，能 通过5号筛 不超过20%
最细粉
极细粉
3、筛分设备 • 筛分系借助于筛网将粒度不均匀的松散物料分离为二种 或二种以上粒级的操作。 • 根据筛网面的运动方式分为：旋转筛、摇动筛、旋动筛 以及振动筛。
三维运动混合机优点： 混合均匀度高、物料装载系数大，特别是对物粒间密
度、形状、粒径差异较大时，得到很好的混合效果。
占地面积和空间高度小,上料和出料方便,容器和机身 可用隔墙隔开,符合GMP要求。
• 2、容器固定型混合机 （1）搅拌槽型混合机
结构：混合筒、搅拌桨
原理：以机械方法产生剪切力 适用：固-固、固-液混合
流 能 磨 粉碎室 空气 喷嘴
（5）内分级涡轮式粉碎机
• 由高速旋转的涡轮叶片与固定齿圈的相对运动，对药物 进行粉碎 。 • 涡轮高速旋转（ 3000～4000r／min) 由强大气流产生 涡流以及由此产生的超声高频压力振动，并有冲击、剪 切、研磨作用。 • 由于机械和气流的双重作用使物料得到均匀良好的粉碎， 细粉经筛网分出。
• 圆形筛筒固定于筛箱内，筛筒表面统有筛网，主轴上固
定有刷板和打板 • 打板起分散和推进物料的作用
• 刷板起清理筛网和促进筛分作用。
• 物料由推进器从筛筒一端进人，粗粉和细粉分别收集， 筛网目数20～200目。
图11—17 FTS型旋转筛 1．筛筒；2．刷板；3．主轴；4.打板
• 振动筛具有密闭操作， 粉尘飞扬少；物料分道 筛出，操作方便；振动 噪声低的优点。