《制药设备与工艺设计》第1章

1第1章粉碎及分级设备1.1粉碎设备1.2分级设备1.3均化设备21.1粉碎设备基础知识粉碎的定义粉碎的目的破碎比粉碎机理粉碎机械锤式破碎机球磨机振动磨气流磨小型高速粉碎机3粉碎的定义固体物料在外力的作用下，克服物料的内聚力，使大颗粒破碎成小颗粒的过程。4粉碎的目的1.降低固体药物的粒径，增大表面积，增大与液体分散媒体的接触面，可以加快药物的溶出速度，提高药物利用率。2.使几种不同的固体物料混合均匀，提高主药在颗粒中的分散均匀性，提高着色剂或其他辅料成分的分散性。5破碎比表示固体物料的粉碎效果；定义：粉碎前后固体物料的颗粒直径之比。破碎机，破碎比3~30。粉磨机，破碎比40~450或更大。6平均破碎比、公称破碎比平均破碎比粉碎前后物料颗粒直径的平均比值及粒度变化程度。公称破碎比破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度的比值。7多段破碎举例粒径400mm的大块固体物料，破碎至0.4mm以下的粒径的破碎比？多段破碎：连续使用几台粉碎机的破碎过程。破碎段数：破碎机串联的台数。总破碎比：原料尺寸与最终破碎产品尺寸之比，等于各段破碎比的乘积。8粉碎机理当粉碎机械施于被粉碎物料的作用力等于或超过其凝聚力时，物料便被粉碎。破碎的施力种类9粉碎机理脆性材料：压缩力和冲击力韧性材料：剪切力或快速冲击力粗碎、中碎：压缩和冲击力为主超细粉碎：摩擦力和剪切力为主10粉碎机械的分类粉碎机械的分类1.按破碎施力：挤压、剪切、切断、冲击和研磨等机械；2.按粉碎机作用件的运动方式：旋转、振动、搅拌、滚动式以及由流体引起的加速等；3.按操作方式：干磨、湿磨、间歇和连续操作。4.按粉碎后的颗粒度11粉碎机械的分类4.按粉碎后的颗粒度破碎机粗碎粉碎后的颗粒达到数厘米至数毫米以下中碎细碎磨碎机粗磨数百微米至数十微米以下细磨超细粉碎机将1mm以下的颗粒粉碎至数微米以下13粉碎机械锤式破碎机球磨机振动磨气流磨14锤式破碎机环锤式破碎机锤式破碎机15锤式破碎机的工作原理带有锤子的转子。锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎16锤式破碎机的类型锤式破碎机的类型按结构特征单转子锤式破碎机双转子锤式破碎机按转子回转方向可逆式不可逆式按锤子排数单排式多排式按锤子在转子上的连接方式固定锤式活动锤式17锤式破碎机的特点破碎比大（i=10~50）；单位产品的能量消耗低；体积紧凑；构造简单并有很高的生产能力。对筛条或研磨板进行调节18锤式破碎机的应用各种中硬度以下、且磨蚀性弱的物料。破碎含有水分及油质的有机物。适用于药剂、染料、化妆品、糖、碳块等多种物料的粉碎。19球磨机球磨机用钢球卧式球磨机立式球磨机20球磨机的工作原理研磨介质密闭圆筒转动装置回转运动冲击和研磨作用21球磨机的特点适应性强，生产能力大，能满足工业大生产需要；粉碎大，粉碎物细度可根据需要进行调整；既可干法也可湿法作业，亦可将干燥和磨粉操作同时进行，对混合物的磨粉还有均化作用；系统封闭，可达到无菌要求；结构简单，运行可靠，易于维修。22球磨机的特点工作效率低、单位产量能耗大；机体笨重，噪声较大；需配置昂贵的减速装置。23球磨机的应用细磨机械；结晶性药物、易融化的树脂、树胶、非组织的脆性药物；刺激性的药物；吸湿性浸膏；挥发性药物及其他细料药；瓷制球磨机粉碎与铁易起反应的药物。24振动磨超微粉碎振动磨振动磨，旋振磨25振动磨的工作原理利用振动原理来进行固体物料粉磨的设备，能有效地进行细磨和超细磨。组成研磨介质的运动抛射运动-破碎同向自转-研磨公转运动-均匀26振动磨的特点1.较高的研磨介质装填系数，研磨效率高；2.较窄的粒度分布；3.研磨工序连续化；4.封闭式操作；5.可以用以易燃、易爆、易于氧化的固体物料的粉碎；5.粉碎温度易调节；6.占地面积小，操作方便，维修管理容易；7.运转时产生噪音大。27振动磨的应用脆性物料的粉碎；纤维状、高韧性、高硬度或有一定含水率的物料的粉碎；花粉及其他孢子植物等要求破碎细胞壁的物料；粒径为5微米的粉碎要求干法和湿法粉碎。28气流磨气流磨29气流磨的粉碎原理气流粉碎机、流能磨；超细粉碎设备；利用高速弹性气流喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的固体颗粒在自撞中(80%)或与冲击板、器壁撞击中发生变形、破裂，而最终获得超粉碎。30气流磨的特点粉碎强度大、产品粒度微细；颗粒规整、表面光滑；产品粒度分布窄，单一颗粒成分多；产品纯度高，设备简单，易于清理；粉碎磨料为硬质合金等莫氏硬度大于9的坚硬物料；适用于粉碎热敏性及易燃易爆物料；实现粉碎与干燥、粉碎与混合、粉碎与化学反应等联合作业；能量利用率高。31气流磨的特点辅助设备多、一次性投资大；影响运行的因素多；粉碎成本高；噪声较大；倒料现象，喷出大量粉尘，恶化操作环境。321.2分级设备基础知识颗粒分级药筛分级设备摇动筛振动筛圆振筛33颗粒分级颗粒分级是将颗粒按粒径大小分成两种或两种以上颗粒群的操作过程；机械筛分与流体分级两大类。34机械筛分借助具有一定孔眼或缝隙的筛面，使物料颗粒在筛面上运动，不同大小颗粒的物料在不同的筛孔（缝隙）处落下，完成物料颗粒的分级。筛分的物料颗粒范围：100~0.05mm。1mm以下细粒，筛分效率很低。35流体分级将颗粒群分散在流体介质中，利用重力场或离心力场中，不同粒度颗粒的运动速度差或运动轨迹的不同而实现按粒度分级的操作。细颗粒粉体或超细粉体的分级。36筛分和流体分级的性能比较筛分和流体分级的性能比较37机械筛分的筛面的排列方式同时筛分成2个以上的等级。水平式垂直式（实际生产中采用的较多）混合式38机械筛分的目的筛除粗粒或异物,如固体制剂的原辅料等；筛除细粉或杂质,如中药材的筛选、去除碎屑及杂质等；整粒,筛除粗粒及细粉以得到粒度均一的产品，如冲剂等；粉末分级,满足丸剂、散剂等制剂要求。39药筛药筛分等和粉末分等40分级设备常用的机械筛分设备摇动筛振动筛41摇动筛的工作原理组成筛网、机架、曲柄连杆机构。工作原理筛面上的物料由于筛的摇动而获得惯性力，克服与筛面间的摩擦力产生与筛面相对运动，并逐渐向卸料端移动。42摇动筛动画43摇动筛分类摇动筛分类单箱式双箱式（效率提高）44摇动筛的特点、适用范围特点可以避免由于给料过多或给料不均匀而降低振幅和堵塞筛孔等现象。适用范围常用于小量生产，适用于筛毒性、刺激性或质轻的药粉，避免细粉飞扬。45振动筛高频振筛机振动筛46振动筛圆形筛分机47振动筛的工作原理采用激振装置（电磁振动或机械振动）使筛箱带动筛面或直接带动筛面产生振动，促使物料在筛面上不断运动，防止筛孔堵塞，提高筛分效率。48振动筛的类型根据筛箱的运动轨迹不同，振动筛分为：圆运动振动筛（单轴惯性振动筛）直线运动振动筛（双轴惯性振动筛）三维振动圆筛三维旋振筛49振动筛-旋振筛的操作与演示50宝林振动安装调试动画511.3均化设备均化的定义均质机胶体磨52均化定义制备乳状物或悬浮液的操作称为均化。将一种液滴或固体颗粒粉碎成为极细微粒或小液滴分散在另一种液体之中，使混合液成为稳定的悬浮液。应用混悬型液体乳剂、乳浊型液体药剂、乳浊型注射剂、乳膏剂等的制造均化和粉碎、混合的区别表现出粉碎、混合操作的特征。混合程度和粉碎粒度更高。（粒径在0.1~10um或0.01~0.1um）53制备乳剂机械设备的分类1.机械搅拌2.均质机3.超声波均质机4.胶体磨54ZJR-真空均质乳化机动画55均质机实验室用高压均质机匀浆机(匀浆器、高速分散机、均质机)56均质机互不相溶液体中的液-液和固-液混合粉碎和混合双重功能，将一种液滴或固体颗粒粉碎成为极细微粒或小液滴分散在另一种液体之中，使混合液成为稳定的悬浮液高压均质机组成：高压泵和均质头（均质阀、压力调节装置）57均质机原理物料在柱塞作用下进入可调节压力大小的阀组中经过特定宽度的限流缝隙后，瞬间失压的物料以极高的流速（1000～1500米/秒）喷出，碰撞在碰撞阀组件之一的冲击环上，产生三种效应：空穴效应、撞击效应、剪切效应，经过这三种效应处理过后，物料粒径可均匀细化到100nm以下，破碎率大于95%58胶体磨卧式胶体磨59胶体磨的基本工作原理粉碎研磨依靠磨盘齿形斜面的相对运动而成，其中一个高速旋转，另一个静止使物料通过齿形斜面之间的物料受到极大的高速剪切力和摩擦力，同时又在高频震动和高速旋涡等复杂力的作用下使物料的研磨、乳化、粉碎、混合、分散和均质，从而得到精细超微粒粉碎的较高效益旋叶刀片动磨盘静磨盘60作业固体药物粉碎的目的是什么？颗粒分级的含义、分类以及它们的分级原理是什么？气流磨粉碎物料的原理是什么？适宜粉碎哪些粒径范围内的物料？