第十一章 固体制剂单元操作

第十一章固体制剂单元操作
第一节粉碎与分级
（一）概述
粉碎（crushing）：借助机械力或其他方法，将大块物料破碎或碾磨成最快、细粉、甚至超细粉的过程
目的：减小粒径，增加物料比表面积
意义：1、减小粒径有助于加快药物的溶出与促进吸收
2、改善剂型的质量
3、有利于制剂中各成分混合均匀
4、有利于从天然药材中提取有效成分，改善中药有效成分的溶解度，提高有效成分
的提取效率
（二）粉碎的原理及过程
1、原理：借助外力破坏分子间内聚力
2、粉碎的能量消耗
1）表面积学说：粉碎需要的能量与表面积增加的能量成正比（最终粉碎）
2）体积学说：粉碎消耗的能量与物料粉碎比的对数成正比（（粉碎开始）
3）裂缝学说：粉碎需要的能量与裂缝长度成正比（粉碎中间阶段）
（三）粉碎方法
选用原则：被粉碎物料的性质、产品粒度要求、物料的多少、粉碎设备
1、开路粉碎：连续供给粉碎机物料和把已分碎物料拿出的操作
特点：操作简单、粒度分散广、适合粗碎和粒度要求不高的粉碎循环粉碎：粉碎后物料通过分级设备使粗粉重新粉碎的操作
特点：动力消耗低、粒度分布窄，适合粒度要求高的粉碎
2、闭路粉碎：粉碎过程中已到达要求的物料不能及时排出，继续粉碎的操作
特点:能量消耗大，适合小规模粉碎
自由粉碎：粉碎过程中已达到要求的物料及时排出的操作
特点：粉碎效率高，适合连续操作
3、单独粉碎：大多数药物都是单独粉碎，氧化性、还原性、刺激性药物必须单独粉碎
混合粉碎：两种及以上的物料一块粉碎的操作
串研法：一般为含糖量较多的中药粉碎，先将其他药材粉研粗粉后加入黏性药材粉碎成粗粉，干燥后再粉碎
串油法：先将药材捣成糊状，后加入其他药材共同粉碎
4、干法粉碎：药物经干燥处理（一般为水分低于5%）后粉碎
特点：粉尘大
湿法粉碎：加入适量液体至药物中研磨粉碎
特点：避免粉尘飞扬，减轻某些药物的毒性或刺激性
5、低温粉碎：利用物料在低温时脆性增加，韧性与延伸性降低的性质，以提高粉碎效率的
方法
特点：适合热敏性的药物、软化温度低而易于成饼的药物
（四）粉碎设备：
1、研钵
2、球磨机：球体和总装量为容量的50~60%时效率最好
缺点：粉碎效率低、粉碎时间长、转筒和转珠的污染
3、冲击式粉碎机：锤击式粉碎机、冲击柱式粉碎机
4、振动磨
5、流能磨：超级粉碎机
6、高压均质机：操作简单，易于大规模生产，粒径分布较窄
二、分级
（一）概述
注意问题：
1、过筛时需不断振动，防止物料堵住筛孔
2、根据所需药物粒径选择合适型号的筛网
3、过筛时保持干燥，若湿度过高会堵住筛网
4、筛分时粉层的厚度应适中
（二）药筛的种类和规格
1、冲眼筛：圆形筛孔，孔坚不易变动
2、编织筛：编织而成，，单位面积筛孔多，筛分效率好
1、颗粒和筛孔形状：圆柱形颗粒过矩形筛网，不规则形颗粒过圆形筛网
2、筛面的开孔率：编织筛的开孔率高于冲眼筛，效率更好
3、筛体的运动状态：回转和振动结合最好
（四）筛分设备
1、摇动筛：小批量
2、振动筛：效率高、单位筛面的处理能力大
3、气流筛：效率高、产量大、细度精确、无粉尘溢散现象，噪声小、能耗低
第二节混合与捏合
一、混合
（一）机制
1、对流混合：指物料中的粒子团从一处转移至另一处产生的总体混合
2、剪切混合：由于颗粒间相对运动，物料不断被分割或粉末在剪切面上流动进行
的局部混合
3、扩散混合：由于粒子的无规则运动，相邻粒子间相互交换位置进行的局部混合
一般为多种混合机制共同作用，开始以对流和剪切混合为主，后来扩散作用增加
（二）影响因素：物料的性质、设备类型、操作条件
（三）混合设备：
混合方法：搅拌混合、研磨混合、过筛混合
1、容器旋转型混合机：回转型混合机、摇摆式混合机、多方向运动混合机
2、容器固定性混合机：搅拌槽式混合机、锥形螺旋混合机
二、捏合
定义：制软材，系指在固体粉末中加入粘合剂制成具一定塑性的物料的操作
意义：便于制粒，利于混合，改善物料的流动性混合压缩成型性
第三节制粒
定义：将粉状、块状、熔融液、水溶液状态的物料经过加工，制成具有一定形状和大小的颗粒状物的操作
意义：改善物料的粉体学性质、提高混合效率、改善含量均匀度
要求：
1、颗粒是最终产品：流动性好、外形美观、均匀
2、颗粒是中间体：流动性好、压缩成型性较好
一、干法制粒和设备
（一）概述
定义：是将药物和辅料的粉末混合均匀、压缩成大片状或板状后粉碎成颗粒的办法（二）制法
1、压片法：利用大压力降物料制成直径为20~50mm、厚度为5~10mm的胚片，然后
破碎成一定大小的颗粒，将颗粒与崩解剂、润滑剂混合利用压片机压片特点：使物料免收湿润及温度的影、所得颗粒密度高；
产量小、生产效率低、工艺可控性差、产生大量粉尘
2、滚压法：粉末被两个旋转方向相反的滚筒压制，光滑滚筒将物料压成片状，有凹槽或
刻痕的将物料压成条状
特点：生产能力大、工艺可操控性强，润滑剂使用量小
二、湿法制粒及设备
（一）概述
定义：是指物料加入润湿剂或液态黏合剂，靠黏合剂的桥架或黏结作用使粉末聚集一起而制备颗粒的办法
优点：制成颗粒流动性好、圆整度高、外形美观、耐磨性较强、压缩成型性好、热稳定性好
（二）机制
1、附着力和黏附力
2、界面作用力：饱和度：液体所占颗粒空隙与总空隙之比，小于等于0.3时呈钟摆
状；在0.3~0.8之间，索带状；大于0.8，毛细管状；大于等于1，
混悬状
3、固体桥
4、引力
5、机械镶嵌
（三）制粒方法和设备
1、剪切制粒：药物粉末和辅料一起放入剪切制粒机内，搅拌混合均匀后加入黏合剂
搅拌而制粒
特点：制粒更简单、操作性强
1）高速剪切制粒：适合缓释和控释，高黏性物料制粒
2）低速剪切制粒
2、转动制粒
3、流化制粒：一步制粒法，容器自上而下的气流使粉末悬浮，喷洒黏合剂溶液使粉
末成粒
4、喷雾制粒：将物料溶液或混悬液喷雾于干燥室内，在热气流作用下使雾滴水分迅速
蒸发获得干燥细颗粒
特点：1）由液体原料直接得到细颗粒2）物料受热时间短，适合热敏性药物3）制得多为中空粒子，流动性、溶解性好
5、其他制粒法：
1）熔融制粒：适合对水敏感的物料，一步制粒无需干燥
2）液相中析晶制粒
第四节干燥
一、概念
定义：利用热能或其他适宜方法除去湿物料中的溶剂而获得干燥固体产品的操作过程目的：使物料便于加工、运输、贮藏和使用；办证药品的质量和提高药物的稳定性改善粉体的流动性和填充性
二、干燥原理和影响因素
（一）干燥原理：热量的传递和质量的传递同时进行
（二）物料中水分的性质
1、平衡水分和自由水分
平衡水分：干燥去除不掉的水分
自由水分：物料中大于平衡水分的游离水分
2、结合水分：以物理化学方式与物料结合，干燥速度缓慢
非结合水：以机械方式与物料结合，干燥速度快
（三）影响干燥的因素
恒温干燥阶段加快干燥措施：
1、提高传热和传质的推动力
2、改善物料和空气的接触情况，提高空气流速，减少传热和传质的阻力
降速干燥阶段
降速干燥阶段加快干燥措施：
1、提高物料温度
2、改善物料分散度，以促进内部水分向表面扩散
三、干燥方法和技术
（一）方法
按操作方式分：间歇式和连续式按操作压力分：常压式和真空式
按加热方式分：对流干燥、热传导干燥、辐射干燥、介电加热干燥
（二）技术
1、流化干燥：适合难以干燥、水分要求低和热敏感物料干燥
2、喷雾干燥：蒸发面积大、干燥时间短
3、微波干燥：加热迅速、均匀、干燥速度快、热穿透能力强、热效率高
成本高，对某些物料稳定性有影响
4、冷冻干燥：生物大分子、水中不稳定和热敏性药物。