1、第五章 粉碎、筛析、混合第一节 粉 碎含义粉碎是借机械力将大块的固粉碎是借机械力将大块的固体物料碎成规定细度的操作体物料碎成规定细度的操作过程。过程。借助其他方法将固体药物碎借助其他方法将固体药物碎成一定粒度的粉体的操作。成一定粒度的粉体的操作。粉碎的目的便于中药中有效成分的浸出。粉碎的越便于中药中有效成分的浸出。粉碎的越细有效成分越容易浸出。细有效成分越容易浸出。便于各种剂型的制备。中药的原药材有便于各种剂型的制备。中药的原药材有些体积太大,只有粉碎后才能使用。些体积太大,只有粉碎后才能使用。便于调剂和使用。中药房中处方的调配便于调剂和使用。中药房中处方的调配需要小粒度的药材,大的无法进行。
2、需要小粒度的药材,大的无法进行。可以增加药物的表面积,有利于药物的可以增加药物的表面积,有利于药物的溶解与吸收,进而提高疗效。溶解与吸收,进而提高疗效。有利于药物的干燥与贮存有利于药物的干燥与贮存粉碎的基本原理 药物的弹性药物的弹性、水分、水分、晶、晶体药物体药物、非、非晶体药物晶体药物粉碎的粉碎的过程过程 物料性物料性质与粉质与粉碎难易碎难易的关系的关系 物料密度物料密度对粉碎的对粉碎的影响影响提高粉碎提高粉碎效率的方效率的方法法(自由粉自由粉碎碎)(一)粉碎的过程1)外界机械力破坏物料分子间内)外界机械力破坏物料分子间内聚力聚力2)表面积与表面能增大,机械能)表面积与表面能增大,机械能转化
3、为表面能转化为表面能(二)物料性质与粉碎难易关系 较易粉碎,较易粉碎,如生石膏如生石膏1)极性晶形:具脆性,沿晶体结合面碎裂。)极性晶形:具脆性,沿晶体结合面碎裂。如樟脑、冰片如樟脑、冰片。可加入少量挥发性液体,降低分子间内聚力,使晶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。体易从裂隙处分开。2)非极性晶体:脆性差,粉碎时易变形。)非极性晶体:脆性差,粉碎时易变形。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,可为热能,因而降低粉碎效率,可低温粉碎低温粉碎.(0)3)非晶形:具有
4、弹性,分子排列不规则。)非晶形:具有弹性,分子排列不规则。含水分含水分(约为约为916),具有韧性则难以粉碎。,具有韧性则难以粉碎。所含水分越少,越有利于粉碎;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;)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。)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。)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。4)植物药材:性质复杂。)植物药材:性质复杂。(三)物料密度与粉碎可利用粗细粉粒重差粉碎与分离:可利用粗细粉粒重差粉碎与分离:水飞法:不溶于水的药物
5、如珍珠在水中利水飞法:不溶于水的药物如珍珠在水中利用粉粒的重量不同,细粒悬浮而粗粒下沉用粉粒的重量不同,细粒悬浮而粗粒下沉分离,可得极细粉。分离,可得极细粉。(四)提高粉碎效率的方法自由粉碎自由粉碎为使机械能有效为使机械能有效地用于粉碎,将已地用于粉碎,将已达到要求细度的粉达到要求细度的粉末随时分离移去,末随时分离移去,使粗粒有充分机会使粗粒有充分机会接受机械能。接受机械能。缓冲粉碎缓冲粉碎 若细粉始终保若细粉始终保留,在粗粒间留,在粗粒间起缓冲作用,起缓冲作用,消耗大量机械消耗大量机械能,影响粉碎能,影响粉碎效率,并产生效率,并产生大量不需要的大量不需要的过细粉末,过细粉末,在粉碎过在粉碎过
6、程中必须程中必须将细粉吹将细粉吹出使粉出使粉碎能顺利碎能顺利进行进行.粉碎的方法干法粉碎湿法粉碎低温粉碎超微粉碎粉碎的方法干法粉碎干法粉碎 单独粉碎单独粉碎:将一味药料单独进行粉碎处理。将一味药料单独进行粉碎处理。氧化性药物与还原性药物氧化性药物与还原性药物 质地坚硬或细小种子类质地坚硬或细小种子类 含有胶树脂药物含有胶树脂药物 贵重、毒性、刺激性药物,贵重、毒性、刺激性药物,混合粉碎混合粉碎 串油串油 串料串料 蒸罐蒸罐粉碎的方法湿法粉碎湿法粉碎 系指在药物中加入适量水或其他液体一起系指在药物中加入适量水或其他液体一起研磨粉碎的方法,研磨粉碎的方法,即加液研磨法:选用的即加液研磨法:选用的液
7、体以药物遇湿不膨胀,两者不起变化,液体以药物遇湿不膨胀,两者不起变化,不妨碍药效为原则。不妨碍药效为原则。目的:液体分子可降低物料分子间引力。目的:液体分子可降低物料分子间引力。对刺激性或有毒药物可避免粉尘飞扬对刺激性或有毒药物可避免粉尘飞扬粉碎的方法低温粉碎低温粉碎 指利用低温时物料脆性增加,易于粉碎的特性进行的粉碎。指利用低温时物料脆性增加,易于粉碎的特性进行的粉碎。特点:特点:1)适用于常温下粉碎困难的物料,即软化点、熔点低的及适用于常温下粉碎困难的物料,即软化点、熔点低的及热可塑性物料,如树脂、树胶等;热可塑性物料,如树脂、树胶等;2)也适用于富含糖分粘性的药物;也适用于富含糖分粘性的
8、药物;3)可获更细的粉末;可获更细的粉末;4)能保留挥发性成分。能保留挥发性成分。低温粉碎方法:低温粉碎方法:1)物料先行冷却或在低气温条件下,迅速通过粉碎机粉碎物料先行冷却或在低气温条件下,迅速通过粉碎机粉碎 2)机壳通入低温冷却水,在循环冷却下进行粉碎;机壳通入低温冷却水,在循环冷却下进行粉碎;3)物料与干冰或液化氮气混合后进行粉碎;物料与干冰或液化氮气混合后进行粉碎;4)组合应用上述冷却法进行粉碎。组合应用上述冷却法进行粉碎。粉碎的方法超微粉碎超微粉碎 将粉料磨碎到粒径为微米级以下的操作将粉料磨碎到粒径为微米级以下的操作 微米级(微米级(1m)亚微米级(亚微米级(0.11m)纳米级(纳米
9、级(1100 nm)作用:增加药物吸收率,提高药物生物利作用:增加药物吸收率,提高药物生物利用度,有利于提高药效,便于剂型改造。用度,有利于提高药效,便于剂型改造。粉碎原则粉碎后应该保证药物的组成和药理作用不变粉碎后应该保证药物的组成和药理作用不变;根据应用目的和药物剂型控制适当的粉碎根据应用目的和药物剂型控制适当的粉碎程度程度;粉碎的过程中应该及时过筛粉碎的过程中应该及时过筛;药材必须全部粉碎应用药材必须全部粉碎应用常规粉碎设备柴田式粉碎机(万能粉碎机)万能磨粉机 球磨机流能磨振动磨柴田式粉碎机:万能粉碎机,粉碎能力大物料在粉碎室打板的物料在粉碎室打板的剪剪切和冲击切和冲击作用下粉碎。作用下
10、粉碎。粗细物料在气流作用下粗细物料在气流作用下分开,细粉收集,粗粉分开,细粉收集,粗粉自动回收粉碎。自动回收粉碎。适用于适用于黏软、纤维、坚黏软、纤维、坚硬的中药,硬的中药,不适于油性不适于油性物料。物料。2万能磨粉机万能磨粉机 组成:两个带钢齿圆盘组成:两个带钢齿圆盘,环形筛板。环形筛板。两个钢齿盘分别为定子两个钢齿盘分别为定子和转子,相互交错,高和转子,相互交错,高速旋转时,药料在钢齿速旋转时,药料在钢齿间被粉碎。间被粉碎。应用时,先打开机器空应用时,先打开机器空转,待高速转动再加入转,待高速转动再加入药料,以免阻塞于钢齿药料,以免阻塞于钢齿间而增加电动机起动时间而增加电动机起动时的负荷。
11、的负荷。图图1a 机械式粉碎机机械式粉碎机 图图1b 机械式粉碎机机械式粉碎机(粉碎室)(粉碎室)万能磨粉机适用范围万能磨粉机适用范围 如中草药的根、茎、皮及干浸膏等。如中草药的根、茎、皮及干浸膏等。不宜用于腐蚀性药、毒剧药及贵重药。不宜用于腐蚀性药、毒剧药及贵重药。由于在粉碎过程中发热,故也不宜于粉由于在粉碎过程中发热,故也不宜于粉碎含有大量挥发性成分和软化点低且粘碎含有大量挥发性成分和软化点低且粘性较高的药物。性较高的药物。3球磨机球磨机 主要部分:一个或几个不锈主要部分:一个或几个不锈钢或瓷制成的圆形球罐。钢或瓷制成的圆形球罐。球罐的轴固定在轴承上。球罐的轴固定在轴承上。罐内装有物料及钢
12、制或瓷制罐内装有物料及钢制或瓷制的圆球。的圆球。当罐转动时,物料借圆球落当罐转动时,物料借圆球落下时的撞击劈裂作用及球与下时的撞击劈裂作用及球与罐壁间、球与球之间的研磨罐壁间、球与球之间的研磨作用而被粉碎。作用而被粉碎。影响粉碎效率的因素:影响粉碎效率的因素:(1)适当的转速以获得良好的粉碎效能:)适当的转速以获得良好的粉碎效能:罐的转速过小:主要发生研磨作用。罐的转速过小:主要发生研磨作用。球罐的转速适中:球的上升角随之增大。粉碎效果好。球磨机球罐的转速适中:球的上升角随之增大。粉碎效果好。球磨机的转速一般采用临界转速的的转速一般采用临界转速的75。球罐的转速过大:则离心力可能超过球的重力,
13、球紧贴于罐壁球罐的转速过大:则离心力可能超过球的重力,球紧贴于罐壁,不能粉碎物料,不能粉碎物料(2)圆球大小、重量)圆球大小、重量 圆球直径:不小于圆球直径:不小于65mm,大于物料,大于物料49倍倍 足够的重量与硬度足够的重量与硬度 (3)圆球数量:装填圆球的总体积占球罐全容积的)圆球数量:装填圆球的总体积占球罐全容积的3035。(4)物料量:)物料量:1/2球罐总容量球罐总容量图图4 球磨机(转速示意图)球磨机(转速示意图)(动画动画)(a)转速太慢(b)转速适当球磨机球磨机应用:应用:用于干法粉碎如结晶性、树胶、用于干法粉碎如结晶性、树胶、树脂、浸提物树脂、浸提物可防吸潮、挥发、贵重药损
14、失。可防吸潮、挥发、贵重药损失。亦可用于湿法粉碎与无菌粉碎。亦可用于湿法粉碎与无菌粉碎。4.流能磨流能磨 系利用高速弹性流体系利用高速弹性流体(空气、空气、蒸气或惰性气体蒸气或惰性气体)使药物的颗使药物的颗粒之间以及颗粒与器壁之间碰粒之间以及颗粒与器壁之间碰撞产生强烈的粉碎作用。撞产生强烈的粉碎作用。气流在粉碎室中膨胀产生冷却气流在粉碎室中膨胀产生冷却效应,被粉碎物料的温度不升效应,被粉碎物料的温度不升高。高。适用于抗生素、酶、低适用于抗生素、酶、低熔点等热敏药物的粉碎熔点等热敏药物的粉碎:粉碎同时进行了分级:粉碎同时进行了分级,可得均匀微粉,可得均匀微粉椭圆形流能磨(椭圆形流能磨(动画动画)
15、分级器产品出口加料斗粉碎室空气喷嘴空气室空气室喷嘴喷嘴粉碎室粉碎室分级涡分级涡 圆盘形流能磨圆盘形流能磨5.振动磨振动磨 利用研磨介质在振动磨筒体内作高频振动利用研磨介质在振动磨筒体内作高频振动产生冲击、摩擦、剪切等作用,使物料粉产生冲击、摩擦、剪切等作用,使物料粉碎的一种设备。碎的一种设备。比球磨机效率高,时间短。比球磨机效率高,时间短。粉碎器械的使用保养注意安全对于高速旋转粉碎机一定要先开机然后待转速稳定后再加入药材,防止烧毁电机。在粉碎前应该消除混入药材中的金属、石头等比较坚硬的杂质。清洁、防尘与干燥第二节 筛析 筛析筛析 是将固体药物粉末按粗细不同进行分离的技术。是将固体药物粉末按粗细
16、不同进行分离的技术。筛筛 过筛,即通过一定大小孔径的网孔将药物的粗粉与细粉过筛,即通过一定大小孔径的网孔将药物的粗粉与细粉分离的操作;分离的操作;析析 离析,是将粉碎后的药物粉末借助外力(通常为空气、离析,是将粉碎后的药物粉末借助外力(通常为空气、流动的水或离心力等)作用使药物的粗粉与细粉分离的流动的水或离心力等)作用使药物的粗粉与细粉分离的操作。操作。筛析的目的筛析的目的将粉碎好的颗粒或粉末分成不同将粉碎好的颗粒或粉末分成不同等级等级对粉末起混合作用,保证均一性对粉末起混合作用,保证均一性避免过度粉碎和减少能量消耗,避免过度粉碎和减少能量消耗,提高粉碎效率。提高粉碎效率。筛的种类筛的种类 种
17、类种类(冲眼筛、(冲眼筛、编编织织筛)筛)大小大小(9种筛号)种筛号)粉末粉末的分等的分等(1)最粗粉:指能全部通过一号筛,但混有能通过三号)最粗粉:指能全部通过一号筛,但混有能通过三号筛不超过筛不超过20的粉末。的粉末。(2)粗粉:指能全部通过二号筛,但混有能通过四号筛)粗粉:指能全部通过二号筛,但混有能通过四号筛不超过不超过40的粉末。的粉末。(3)中粉:指能全部通过四号筛,但混有能通过五号筛)中粉:指能全部通过四号筛,但混有能通过五号筛不超过不超过60的粉末。的粉末。(4)细粉:指能全部通过五号筛,并含能通过六号筛不)细粉:指能全部通过五号筛,并含能通过六号筛不少于少于95的粉末。的粉末
18、。(5)最细粉:指能全部通过六号筛,并含能通过七号筛)最细粉:指能全部通过六号筛,并含能通过七号筛少于少于95的粉末。的粉末。(6)极细粉:指能全部通过八号筛,并含能通过九号筛)极细粉:指能全部通过八号筛,并含能通过九号筛不少于不少于95的粉末。的粉末。过筛器械过筛器械 手摇筛手摇筛 振动筛振动筛 悬挂式偏重筛悬挂式偏重筛 电磁簸动筛粉机电磁簸动筛粉机 手摇筛:手摇筛:多为实验室或小批量生产时使用。适用于多为实验室或小批量生产时使用。适用于少量药物粉末、毒性、刺激性或质地轻的药少量药物粉末、毒性、刺激性或质地轻的药物粉末的过筛,可以避免细粉飞扬。物粉末的过筛,可以避免细粉飞扬。振动筛粉机振动筛
19、粉机 适用于黏性不强的各类药物粉末(包适用于黏性不强的各类药物粉末(包括毒性、刺激性和易风化或易潮解的括毒性、刺激性和易风化或易潮解的药物粉末)药物粉末)圆型振动筛粉机圆型振动筛粉机 筛网筛网上部重锤上部重锤弹簧弹簧电机电机下部重下部重锤锤悬挂式偏重筛粉机悬挂式偏重筛粉机 构造简单,效率高、构造简单,效率高、适用于矿物药、化学适用于矿物药、化学药等无粘性药物药等无粘性药物偏重轮偏重轮加粉口加粉口筛子筛子接收器接收器电磁簸动筛粉机电磁簸动筛粉机 具有较强的振荡性能,故适应筛粘性较强的药粉具有较强的振荡性能,故适应筛粘性较强的药粉如含糖或树脂的药粉等如含糖或树脂的药粉等注意注意 振动振动药粉应该干
20、燥药粉应该干燥药粉厚度要适中药粉厚度要适中 离析器械离析器械 旋风式分离器旋风式分离器 袋滤器袋滤器第三节混合 混合的目的混合的目的 两种以上固体粉末的相互均匀分散的过程与操作两种以上固体粉末的相互均匀分散的过程与操作多组分物质含量均匀一致多组分物质含量均匀一致混合的机理混合的机理切变混合切变混合 对流混合对流混合扩散混合扩散混合混合的方法混合的方法 研磨混合法研磨混合法 搅拌混合法搅拌混合法 过筛混合法过筛混合法 混合的器械混合的器械 槽形混合机槽形混合机 混合筒(混合筒(V形混合机形混合机)(三维运动混三维运动混合机合机)双螺旋锥形混合机双螺旋锥形混合机槽形混合机混合筒(V形混合机)三维运
21、动混合机 双螺旋锥形混合机混合的影响因素混合的影响因素 组分药物比例量(等量递增法)组分药物比例量(等量递增法)组分药物的密度组分药物的密度 组分药物的色泽(打底套色法)组分药物的色泽(打底套色法)组分药物的粉体性质(粒径、形态、粘组分药物的粉体性质(粒径、形态、粘附性)附性)第四节 粉体学理论在药剂中的应用粉体的概念粉体的概念 细小固体粒子的集合体细小固体粒子的集合体“粉粉”(100m)流动性较好)流动性较好粉体学:粉体学:研究粉体的基本性质及其应用的科学研究粉体的基本性质及其应用的科学粉体的特性粒子的大小粒子的大小 几何学的粒径几何学的粒径(定向径、定方向等分径、外接圆径定向径、定方向等分
22、径、外接圆径)有效粒径有效粒径(球相当径、沉降法)(球相当径、沉降法)比表面积径比表面积径(吸附法、透过法)(吸附法、透过法)粒径测定方法显微镜显微镜筛分法筛分法沉降法沉降法小孔法小孔法激光衍射法激光衍射法粒子的形态粒子的形态 测定其长、宽、高等,并利用三者的关系表示。测定其长、宽、高等,并利用三者的关系表示。如扁平度(宽如扁平度(宽/长)、延伸度(长长)、延伸度(长/宽)表示。宽)表示。微粉的比表面积微粉的比表面积 定义:单位重量或容量粉体所具有的总的表面积定义:单位重量或容量粉体所具有的总的表面积测定方法测定方法 吸附法吸附法 透过法透过法 密度密度(测定体积不同分为)(测定体积不同分为)
23、真密度真密度 粒密度粒密度 堆密度堆密度(松密度)(松密度)孔隙率孔隙率 微粒中孔隙及微粒间的空隙所占的微微粒中孔隙及微粒间的空隙所占的微粉容积之比粉容积之比微粉的流动性微粉的流动性 休止角休止角 流速流速 单位时间微粉由一定孔径的孔或管中流出的量单位时间微粉由一定孔径的孔或管中流出的量 微粉的润湿性与测定方法(微粉的润湿性与测定方法(接触角)接触角)润湿性:是指固体界面由固润湿性:是指固体界面由固-气界面变成固气界面变成固-液界面液界面的现象的现象接触角:接触角:吸湿性吸湿性 吸湿平衡时的相对湿度称为临界相对湿度(吸湿平衡时的相对湿度称为临界相对湿度(Critical Relative Hu
24、midity,CRH)大于大于CRH的湿度,引起显著吸湿的湿度,引起显著吸湿 37C时的时的CRH:水溶性:水溶性 混合物混合物 CRHAB=CRHA CRHB 乳糖乳糖 96.9%;蔗糖;蔗糖84.5%蔗糖和乳糖蔗糖和乳糖 84.5 96.9=82 水不溶性药物混合物水不溶性药物混合物 CRHAB=CRHA+CRHB微粉化技术微粉化技术 目的目的 加快药物溶解的速度加快药物溶解的速度 方法方法流能磨、球磨机流能磨、球磨机 结晶法、溶剂转换法、固体分散法结晶法、溶剂转换法、固体分散法 微粉学在药剂中的应用 微粉的理化特性对制剂工艺的影响微粉的理化特性对制剂工艺的影响 对混合的影响对混合的影响 对分剂量的影响对分剂量的影响 片剂压片的影响片剂压片的影响 片剂、丸剂、胶囊剂的片剂、丸剂、胶囊剂的崩解崩解溶出溶出 对混悬型液体药剂的影响对混悬型液体药剂的影响微粉的理化特性对制剂疗效的影响微粉的理化特性对制剂疗效的影响