第二章_混合与制粒设备课件

第二章 混合与制粒设备 1 混合（mixing）是指两种或两种以上的固体粉料 ，在混合设备中相互分散而达到均一状态的操作 。是片剂、冲剂、散剂、胶囊剂、丸剂等固体制 剂生产中的一个基本单元操作。 混合设备的类型：按照结构和运行特点的差异， 混合设备大致可分为三类：即容器回转式、机械 搅拌式及气流混合式。 2.1 混合 2 混合设备的类型 操作 方式 型 式机型举举例 间间歇 混合 回转转型 V型、S型、立方型、圆圆筒型、双圆锥圆锥 型、水平圆锥圆锥 型、 倾倾斜圆锥圆锥 型 固定型 螺旋浆浆型(垂直、水平)、喷喷流型、搅搅拌釜型 复合型 回转转容器内装有搅搅拌器的型式 连续连续 混合 回转转型水平圆锥圆锥 型、连续连续 V型、水平圆圆筒型 固定型螺旋浆浆型(垂直、水平)、重力流动动无搅搅拌型 复合型回转转容器吹入气流的型式 注：运行时容器可以转动。 运行时容器固定。 具有固定型和回转型的特点。 3 混合机的类 型 4 容器回转型混合机 回转型混合机的特征是有一个可以转动的混合筒。混合 筒安装于水平轴上，形状可以是圆筒形、双圆锥型或V形 等。装料系数30%50%。 工作原理：工作时，混合筒能绕轴旋转，使筒内物料反 复分离与汇合，从而达到混合物料的目的。 特点：结构简单、操作方便、运行和维修费用低等优点 ，缺点是多采用间歇操作，生产能力较小，且加料和出 料时会产生粉尘。 5 回转型混合机及筒体内物料的运动情况 (a) 水平圆筒形混合机(球磨机) (b) 水平六角形混合机 (c) V形混合机 (d) 双锥形混合机 6 V型混合机 7 固定型混合机 固定型混合机的特征是容器内安装有螺旋浆、叶 片等机械搅拌装置。 工作原理：利用搅拌装置对物料所产生的剪切力 使物料混合均匀。 优点：能处理附着性、凝聚性强的物料。装填率 高、占用空间小、操作方便。可设计成密闭式和 安设夹套，所以可用于非常温常压下操作。 缺点：维修困难、故障率高，搅拌机启动时功率 很大。 8 气流式混合机 是以压缩空气为搅拌动力的气流式混合机。主要 由空气压缩机、空气输送槽、空气输送管、压力 调节器、集尘器等组成。间歇操作时，装填率可 达70%左右。 工作原理：利用气流的上升流动或喷射作用，使 粉体达到均匀合一的一种操作方法。 优点：流动性好、物性差异小的粉体间混合。 9 2.1.1 三维运动混合机 是一种新型的容器回转型混 合机。 装料的筒体在主动轴的带动 下，作周而复始的平移、转 动和翻滚等复合运动； 物料沿着筒体作环向、径向 和轴向的三向复合运动，从 而实现多种物料的相互流动 、扩散、积聚、掺杂，以达 到均匀混合的目的。 10 三维运动混合机 混合均匀度高，流动性好， 容载率高。 运动特征：有转动、摇旋 、平移、交叉、颠倒、翻滚 多向混合运动。 多角混合桶同时进行自转与 公转，产生强烈的摇旋滚动 作用，增大物料倾斜角，加 大滚动范围，达到物料混合 要求。 三维运动混合机 主动轴 从动轴 万向节 锥形圆筒 11 槽式混合机 1-混合槽；2-螺带； 3-固定轴；4-机架 2.1.2 槽型混合机 当螺带以一定速度旋转时， 螺带表面推力带动与其接触 的物料沿螺旋方向移动，四 周的物料则向螺带中心运动 ，以填补因物料轴向运动而 产生的“空缺”，结果使混合 槽内的物料上下翻滚，从而 使物料混合均匀。 是机械搅拌型混合机。 主要由混合槽、搅拌器、 机架和驱动装置组成。 搅拌器通常为螺带式，并 水平安装于混合槽内，其 轴与驱动装置相连。 12 槽型混合机的特点 优点：结构简单，操作维修方便。 缺点：混合强度小，混合时间长。此外，当颗 粒密度相差较大时，密度大的颗粒易沉积于底 部，故仅适用于密度相近的物料混合。 13 双螺旋锥形混合机 1-拉杆；2-螺旋杆；3-锥形筒体 4-传动装置；5-减速机； 6-进料口；7-出料口 2.1.3 锥形混合机 是一种新型机械搅拌混合机。 锥形混合机主要由锥形壳体和 传动装置组成，壳体内一般装 有一至两个与锥体壁平行的螺 旋式推进器。 混合过程主要由螺旋的公转和 自转以不断改变物料的空间位 置完成。 由于双螺旋的自转带动物料自下 而上提升，形成两股对称的沿锥 体壁上升的螺柱形物料流。 同时，旋转臂带动螺旋杆公转， 使螺柱体外的物料不断混入螺柱 体内。 整个锥体内的物料不断混掺错位 ，并在锥体中心汇合后向下流动 ，从而使物料在短时间内混合均 匀。 14 锥形混合机的特点 锥形混合机可密闭操作 ，并具有混合效率高、 清理方便、无粉尘等优 点，对大多数粉粒状物 料均能满足其混合要求 ，因而在制药工业中有 着广泛的应用。 15 2.2 制粒设备 制粒是把粉末、熔融液、水溶液等状态的物料经加工制成具 有一定形状与大小粒状物的操作。是使细粒物料团聚为较大 粒度产品的加工过程。所制成的颗粒可能是最终产品如颗粒 剂，也可能是中间体，如用来加工片剂。 造粒过程可在造粒机中完成，制得的颗粒应具有良好的流动 性和可压缩性，并具有适宜的机械强度，能经受住装卸与混 合操作的破坏。 在医药生产中广泛应用的制粒方法可分为三大类，即湿法制 粒、干法制粒、喷雾制粒，其中湿法制粒应用最为广泛。 16 颗粒剂的制备技术工艺流程 主药 辅料 粉 碎 过 筛 混 合 粘合剂 或润湿剂 制 粒 干 燥 整 粒 质量检查 包 衣 分 剂 量 颗粒剂 17 湿法制粒方法及设备 湿法制粒是在药物粉末中加入黏合剂，靠黏合剂的架 桥或黏合作用使粉末聚结在一起而制备颗粒的方法。 湿法制成的颗粒表面润湿，具有颗粒质量好、外形美 观、耐磨性较强、压缩成型性好等优点，在医药工业 中应用最为广泛。 湿法制粒有挤压制粒、转动制粒、流化制粒和搅拌制 粒等。 18 挤压制粒方法与设备 挤压制粒方法：先将药物粉末与处方中的辅料混匀后加入 黏合剂制成软材，然后将软材用强制挤压的方式通过具有 一定大小的筛孔而制粒的方法。 刮刀 模 滚压轮 颗粒 c 摇摆式制粒 环模式辊压挤压制粒 料斗 辊柱 筛网 投料口 转子 19 制粒设备：槽式混合机、摇摆式颗粒机、旋转挤压式制粒 机、螺旋挤压式制粒机 轻握成团 轻压即散 粘合剂或 湿润剂 制软材 湿颗粒 干颗粒 原辅料 挤压过筛 挤压制粒方法与设备 20 挤压制粒方法与设备 21 转动制粒方法与设备 在药物粉末加入一定的量的粘合剂，在转动、摇动、搅 拌等作用下使粉末结聚成具有一定强度的球形粒子的方 法。 22 制粒设备：圆筒旋转制粒机、倾斜转动制粒、糖衣 锅、离心制粒机等 搅拌、转动、摇动 原辅料 粘合剂或 湿润剂 湿颗粒 干颗粒 转动制粒方法与设备 23 高速搅拌制粒方法与设备 高效混合制粒机是通过搅拌器混合及高速制粒刀切割而 将湿物料制成颗粒的装置。 24 制粒设备：高速搅拌制粒机 搅拌桨 切割刀 原辅料 粘合剂或 湿润剂 大颗粒 切成小颗粒 干颗粒 高速搅拌制粒方法与设备 25 干法制粒及设备 干法制粒:是将药物与辅 料的粉末混合均匀后压成 大片状或板状，然后再粉 碎成所需大小的颗粒的方 法。该法不加入任何黏合 剂，靠压缩力的作用使粒 子间产生结合力。不需干 燥的过程，适用于热敏性 物料、遇水易分解的药物 。 26 p喷雾制粒是将药物溶液或 混悬液用雾化器喷于干燥 室内的气流中，使水分迅 速蒸发以制成球状干燥细 颗粒的方法。 p应用：如抗生素粉针的生 产、微型胶囊的制备、固 体分散体的研究以及中药 提取液的干燥等。 喷雾制粒及设备 27 设备: 喷雾干燥器 原辅料 粘合剂或 湿润剂 混合浆 液滴 干颗粒 雾化器 喷雾制粒及设备 28 2.2.1 摇摆式颗粒机 主要由机座、减速器、 加料斗、颗粒制造装置 及活塞式油泵等组成。 原理是强制挤出型的机 理，对物料的性能有一 定的要求，物料必须黏 松恰当，太松太黏都不 利于制粒。1-接收盘；2-刮刀；3-管夹； 4-筛网；5-加料斗；6-滚筒； 7-胶带轮；8-电动机 摇摆式颗粒机的机械原理 电机经过皮带传 动带动减速器蜗 杆，经蜗轮传动 变速； 蜗轮上曲柄的旋 转使齿条做上下 往复运动； 与齿条啮合的齿 轮做摇摆运动； 转筒作正反向转 动。 30 31 摇摆式颗粒机加料斗内 靠下部装有一个可正反 向旋转的滚筒，滚筒上 有七根截面形状为梯形 的“刮刀”（七角滚轮） 。滚筒下面紧贴着筛网 ，筛网由带手轮的管夹 固定。 摇摆式颗粒机挤压原理 摇摆式颗粒机挤压原理 七角滚轮4由于受机械作用 而进行正、反转运动。 当这种运动周而复始地进 行时，被左右夹管3夹紧的 筛网5紧贴在滚轮的边缘上 ，筛网孔内的软材成挤压 状，轮缘将软材挤向筛孔 而将湿物料挤出。 该原理是模仿人工在筛网 上用手搓压，而使软材通 过筛孔而成颗粒的。 33 摇摆式颗粒机的特点 结构简单，生产能力大，安装、拆卸、清理均比较方便等 制得的颗粒粒径均匀，有利于湿粒均匀干燥。 旋转滚筒的转速可以调节，筛网装拆容易，还可适当调节 松紧。 机械传动系统全部密封在机体内，并附有调节系统，提高 了机件的寿命； 成粒过程由滚筒直接压迫筛网而成粒，物料对筛网的挤压 力和摩擦力均较大。用金属筛网时易产生金属屑而污染药 品，用尼龙筛网时易破损需经常更换。 34 2.2.2 高效混合制粒机 高效混合制粒机是通过搅拌器混合及高速制粒刀 切割而将湿物料制成颗粒的装置。是一种集混合 与制粒功能于一体的先进设备。 工作原理：粉体物料与黏合剂在圆筒内由底部搅 拌浆混合成湿润软材，然后由侧面高速粉碎刀片 制成均匀的湿颗粒。 35 高效混合制粒机 由盛料筒、搅拌器、造粒 刀、电动机和控制器等组 成。 工作时，先将原材料加入 盛料筒，并启动搅拌电机 ，待混合均匀后再加入黏 合剂。将变湿的物料再搅 拌45min即成为软材。 启动制粒电机，利用高速 旋转的制粒刀将湿物料切 割成颗粒状。 1-盛料筒；2-搅拌器；3-桶盖； 4-造粒刀；5-控制器；6-造粒电机； 7-搅拌电机；8-传动皮带；9-机座； 10-出料口 36 高效混合制粒机的特点 混合制粒时间短，制得 颗粒大小均匀，质地结 实，烘干后可直接用于 压片； 采用全封闭操作，在同 一容器内混合制粒，工 艺缩减，无污染，无粉 尘飞扬，符合GMP要求 ；节约黏合剂。 37 2.2.3 流化制粒机 又称沸腾制粒机、一步制粒机。 工作原理：用气流将粉末悬浮，即使粉末流态化( 沸腾) ，再喷入黏合剂，使粉末凝结成颗粒。由 于气流的温度可以调节，因此可将混合、制粒、 干燥等操作在一台设备中完成。 38 流化制粒机的结构 流化制粒机由空气预热 器、压缩机、鼓风机 、 流化室、袋滤器等组成 。 流化室常采用倒锥形， 气体分布器为多孔倒锥 体，上面覆盖着60100 目的不锈钢筛网。 流化室上部设有袋滤器 及反冲装置，以防袋滤 器堵塞。 流化造粒机 工作时，经过滤净化后的 空气由鼓风机送至预热器 ，预热至60左右后，从 下部经气体分布器和二次 喷射气流入口进入流化室 ，使物料流化。 随后，将黏合剂喷入流化 室，继续流化、混合数分 钟后，即可出料。湿热空 气经袋滤器出去粉末后排 出。 39 1.反冲装置 2.过滤袋 3.喷嘴 4.喷雾室 5.盛料器 6.台车 7.顶升气缸 8.排水口 9.安全盖 10.排气口 11.空气过滤器 12.加热器 流化制粒机的结构 40 流化制粒机的特点 可在一个台设备内进行混合 、制粒、干燥，甚至包衣等 操作，简化工艺，生产效率 高，生产能力大，容易实现 自动化。 制得的颗粒粒度均匀、流动 性、压缩成形性好。 动力消耗大，要求物料密度 不能相差太大。 41 思 考 题 一、填空： 1.按照结构和运行特点的差异，混合设备大致可分为 、 、 三类。 2.医药生产中常用的制粒方法可分为 、 、