制药设备与工程设计课件

1、制药设备与工程设计 第第5章章 粉碎及分级设备粉碎及分级设备 l5.1 粉碎设备粉碎设备 l5.2 分级设备分级设备 l5.3 均化设备均化设备 制药设备与工程设计 5.1 粉碎设备粉碎设备 l基础知识基础知识 l粉碎的定义粉碎的定义 l粉碎的目的粉碎的目的 l破碎比破碎比 l粉碎机理粉碎机理 l粉碎机械粉碎机械 l锤式破碎机锤式破碎机 l球磨机球磨机 l振动磨振动磨 l气流磨气流磨 小型高速粉碎机 制药设备与工程设计 粉碎的定义粉碎的定义 l固体物料在外力的作用下，克服物料的固体物料在外力的作用下，克服物料的内聚力内聚力， 使大颗粒破碎成小颗粒的过程。使大颗粒破碎成小颗粒的过程。 制药设备与

2、工程设计 粉碎的目的粉碎的目的 l 降低固体药物的粒径，增大表面积，增大与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，液体分散媒体的接触面，可以加快药物的溶可以加快药物的溶 出速度，提高药物利用率出速度，提高药物利用率。 l 使几种不同的固体物料混合均匀，提高主药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，在颗粒中的分散均匀性，提高着色剂或其他提高着色剂或其他 辅料成分的分散性辅料成分的分散性。 制药设备与工程设计 破碎比破碎比 l表示固体物料的粉碎效果表示固体物料的粉碎效果； l定义：粉碎前后固体物料的颗粒直径之比。定义：粉碎前后固体物料的颗粒直径之比。

3、l破碎机，破碎比破碎机，破碎比 330。 l粉磨机，破碎比粉磨机，破碎比 40450或更大。或更大。 制药设备与工程设计 平均破碎比、公称破碎比平均破碎比、公称破碎比 l平均破碎比平均破碎比 l粉碎前后物料颗粒粉碎前后物料颗粒直径的平均比值直径的平均比值及粒度变及粒度变 化程度。化程度。 l公称破碎比公称破碎比 l破碎机的破碎机的最大进料口宽度最大进料口宽度与最大出料口宽度与最大出料口宽度 的比值。的比值。 制药设备与工程设计 多段破碎多段破碎 l举例举例 l粒径粒径400mm的大块固体物料，破碎至的大块固体物料，破碎至 0.4mm以下的粒径的破碎比？以下的粒径的破碎比？ l多段破碎：连续使用

4、几台粉碎机的破碎过多段破碎：连续使用几台粉碎机的破碎过 程。程。 l破碎段数：破碎机串联的台数。破碎段数：破碎机串联的台数。 l总破碎比：原料尺寸与最终破碎产品尺寸总破碎比：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。之比，等于各段破碎比的乘积。 制药设备与工程设计 粉碎机理粉碎机理 l当粉碎机械施于被粉碎物料的当粉碎机械施于被粉碎物料的作用力作用力等于等于 或超过其或超过其凝聚力凝聚力时，物料便被粉碎。时，物料便被粉碎。 l破碎的施力种类破碎的施力种类 制药设备与工程设计 粉碎机理粉碎机理 l脆性材料：压缩力和冲击力脆性材料：压缩力和冲击力 l韧性材料：剪切力或快速冲击力韧性材料

5、：剪切力或快速冲击力 l粗碎、中碎：压缩和冲击力为主粗碎、中碎：压缩和冲击力为主 l超细粉碎：摩擦力和剪切力为主超细粉碎：摩擦力和剪切力为主 制药设备与工程设计 粉碎机械的分类粉碎机械的分类 l粉碎机械的分类粉碎机械的分类 l按按破碎施力破碎施力：挤压、剪切、切断、冲击和研：挤压、剪切、切断、冲击和研 磨等机械；磨等机械； l按按粉碎机作用件的运动方式粉碎机作用件的运动方式：旋转、振动、：旋转、振动、 搅拌、滚动式以及由流体引起的加速等；搅拌、滚动式以及由流体引起的加速等； l按按操作方式操作方式：干磨、湿磨、间歇和连续操作。：干磨、湿磨、间歇和连续操作。 l按按粉碎后的颗粒度粉碎后的颗粒度

6、制药设备与工程设计 粉碎机械的分类粉碎机械的分类 l按按粉碎后的颗粒度粉碎后的颗粒度 破碎机破碎机粗碎粗碎粉碎后的颗粒达到粉碎后的颗粒达到 数数厘米厘米至数至数毫米毫米以以 下下 中碎中碎 细碎细碎 磨碎机磨碎机粗磨粗磨数百数百微米微米至数十微至数十微 米以下米以下 细磨细磨 超细粉碎机超细粉碎机 将将1mm以下的颗粒以下的颗粒 粉碎至数粉碎至数微米微米以下以下 制药设备与工程设计 粉碎机械选用原则粉碎机械选用原则 l掌握物料性质和对粉碎的要求；掌握物料性质和对粉碎的要求； l粉碎物料的形状、大小、硬度、可磨性等；粉碎物料的形状、大小、硬度、可磨性等； l粉碎产品的粉碎产品的粒度大小及分布粒度

7、大小及分布等。等。 l合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械；合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械； l采用粉碎级数、开式或闭式、干法或湿法等。采用粉碎级数、开式或闭式、干法或湿法等。 l周密的系统设计。周密的系统设计。 l主体机构主体机构 l配套设施，如分级装置、粉尘及产品收集等。配套设施，如分级装置、粉尘及产品收集等。 l微负压。微负压。 制药设备与工程设计 粉碎机械粉碎机械 l锤式破碎机锤式破碎机 l球磨机球磨机 l振动磨振动磨 l气流磨气流磨 制药设备与工程设计 锤式破碎机锤式破碎机 环锤式破碎机环锤式破碎机 锤式破碎机 制药设备与工程设计 锤式破碎机的工作原理锤式破碎机的工作原理 l带有锤子的

8、带有锤子的转子。转子。 l锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎 制药设备与工程设计 锤式破碎机的类型锤式破碎机的类型 l锤式破碎机的类型锤式破碎机的类型 l按按结构特征结构特征 l单转子锤式破碎机单转子锤式破碎机 l双转子锤式破碎机双转子锤式破碎机 l按按转子回转方向转子回转方向 l可逆式可逆式 l不可逆式不可逆式 l按按锤子排数锤子排数 l单排式单排式 l多排式多排式 l按按锤子在转子上的连接方式锤子在转子上的连接方式 l固定锤式固定锤式 l活动锤式活动锤式 制药设备与工程设计 锤式破碎机的特点锤式破碎机的特点 l破碎比大（破碎比大（i=1050）；）

9、； l单位产品的能量消耗低；单位产品的能量消耗低； l体积紧凑；体积紧凑； l构造简单并有很高的生产能力。构造简单并有很高的生产能力。 l对筛条或研磨板进行调节对筛条或研磨板进行调节 制药设备与工程设计 锤式破碎机的应用锤式破碎机的应用 l各种中硬度以下、且各种中硬度以下、且磨蚀性弱的物料磨蚀性弱的物料。 l破碎含有水分及油质的破碎含有水分及油质的有机物有机物。 l适用于药剂、染料、化妆品、糖、碳块等多适用于药剂、染料、化妆品、糖、碳块等多 种物料的粉碎。种物料的粉碎。 制药设备与工程设计 球磨机球磨机 球磨机用钢球 卧式球磨机 立式球磨机 制药设备与工程设计 球磨机的工作原理球磨机的工作原理

10、 l研磨介质研磨介质 l密闭圆筒密闭圆筒 l转动装置转动装置 l回转运动回转运动 l冲击和研磨作用冲击和研磨作用 制药设备与工程设计 球磨机的特点球磨机的特点 l适应性强，生产能力大，能满足适应性强，生产能力大，能满足工业大生工业大生 产产需要；需要； l粉碎大，粉碎大，粉碎物细度粉碎物细度可根据需要进行调整；可根据需要进行调整； l既可干法也可既可干法也可湿法作业湿法作业，亦可将干燥和磨，亦可将干燥和磨 粉操作同时进行，对混合物的磨粉还有均粉操作同时进行，对混合物的磨粉还有均 化作用；化作用； l系统封闭，可达到系统封闭，可达到无菌要求无菌要求； l结构简单，运行可靠，易于维修。结构简单，运

11、行可靠，易于维修。 制药设备与工程设计 球磨机的特点球磨机的特点 l工作效率低、单位产量能耗大；工作效率低、单位产量能耗大； l机体笨重，噪声较大；机体笨重，噪声较大； l需配置昂贵的减速装置。需配置昂贵的减速装置。 制药设备与工程设计 球磨机的应用球磨机的应用 l细磨机械；细磨机械； l结晶性药物、易融化的树脂、树胶、非组织的结晶性药物、易融化的树脂、树胶、非组织的 脆性药物脆性药物； l刺激性的药物；刺激性的药物； l吸湿性浸膏；吸湿性浸膏； l挥发性药物挥发性药物及其他细料药；及其他细料药； l瓷制球磨机粉碎与铁易起反应的药物。瓷制球磨机粉碎与铁易起反应的药物。 制药设备与工程设计 振动

12、磨振动磨 超微粉碎振动磨 振动磨，旋振磨 制药设备与工程设计 振动磨的工作原理振动磨的工作原理 l利用振动原理来进行固体物料粉磨的设备，能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。有效地进行细磨和超细磨。 l组成组成 l研磨介质的运动研磨介质的运动 l抛射运动抛射运动-破碎破碎 l同向自转同向自转-研磨研磨 l公转运动公转运动-均匀均匀 制药设备与工程设计 振动磨的特点振动磨的特点 l较高的研磨介质较高的研磨介质装填系数装填系数，研磨效率高研磨效率高； l较窄的粒度分布；较窄的粒度分布； l研磨工序研磨工序连续化；连续化； l封闭式操作；封闭式操作； l可以用以易燃、易

13、爆、易于氧化的固体物料的可以用以易燃、易爆、易于氧化的固体物料的 粉碎粉碎 ； l粉碎温度易调节；粉碎温度易调节； l占地面积小，操作方便，维修管理容易；占地面积小，操作方便，维修管理容易； l运转时产生噪音大。运转时产生噪音大。 制药设备与工程设计 振动磨的应用振动磨的应用 l脆性物料的粉碎；脆性物料的粉碎； l纤维状、高韧性、高硬度或有一定含水率的物纤维状、高韧性、高硬度或有一定含水率的物 料的粉碎；料的粉碎； l花粉及其他孢子植物等要求破碎细胞壁的物料；花粉及其他孢子植物等要求破碎细胞壁的物料； l粒径为粒径为5微米的粉碎要求微米的粉碎要求 l干法和湿法粉碎。干法和湿法粉碎。 制药设备与

14、工程设计 气流磨气流磨 气流磨 制药设备与工程设计 气流磨的粉碎原理气流磨的粉碎原理 l气流粉碎机、流能磨；气流粉碎机、流能磨； l超细粉碎设备超细粉碎设备； l利用利用高速弹性气流高速弹性气流喷出时形成的强喷出时形成的强 烈多相紊流场，使其中的固体颗粒烈多相紊流场，使其中的固体颗粒 在自撞中在自撞中(80%)或与冲击板、器壁或与冲击板、器壁 撞击中发生变形、破裂，而最终获撞击中发生变形、破裂，而最终获 得超粉碎。得超粉碎。 制药设备与工程设计 气流磨的特点气流磨的特点 n粉碎强度大、产品粒度微细；粉碎强度大、产品粒度微细； n颗粒规整、表面光滑；颗粒规整、表面光滑； n产品粒度分布窄，单一颗

15、粒成分多；产品粒度分布窄，单一颗粒成分多； n产品纯度高，设备简单，易于清理；产品纯度高，设备简单，易于清理； n粉碎磨料为硬质合金等粉碎磨料为硬质合金等莫氏硬度大于莫氏硬度大于9的坚硬物料；的坚硬物料； n适用于粉碎适用于粉碎热敏性热敏性及及易燃易爆易燃易爆物料；物料； n实现粉碎与干燥、粉碎与混合、粉碎与化学反应实现粉碎与干燥、粉碎与混合、粉碎与化学反应 等联合作业；等联合作业； n能量利用率高。能量利用率高。 制药设备与工程设计 气流磨的特点气流磨的特点 l辅助设备多、一次性投资大；辅助设备多、一次性投资大； l影响运行的因素多；影响运行的因素多； l粉碎成本高；粉碎成本高； l噪声较大

16、；噪声较大； l倒料现象，喷出大量粉尘，恶化操作环境。倒料现象，喷出大量粉尘，恶化操作环境。 制药设备与工程设计 5.2 分级设备分级设备 l基础知识基础知识 l颗粒分级颗粒分级 l药筛药筛 l分级设备分级设备 l摇动筛摇动筛 l振动筛振动筛 圆振筛 制药设备与工程设计 颗粒分级颗粒分级 l颗粒分级是将颗粒按粒径大小分成颗粒分级是将颗粒按粒径大小分成两种或两种两种或两种 以上颗粒群以上颗粒群的操作过程；的操作过程； l机械筛分机械筛分与与流体分级流体分级两大类。两大类。 制药设备与工程设计 机械筛分机械筛分 l借助具有一定借助具有一定孔眼或缝隙的筛面孔眼或缝隙的筛面，使物料颗粒，使物料颗粒 在

17、筛面上运动，不同大小颗粒的物料在不同的在筛面上运动，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。筛孔（缝隙）处落下，完成物料颗粒的分级。 l筛分的物料颗粒范围：筛分的物料颗粒范围：1000.05mm。 l1mm以下细粒，筛分效率很低。以下细粒，筛分效率很低。 制药设备与工程设计 流体分级流体分级 l将颗粒群分散在流体介质中，利用将颗粒群分散在流体介质中，利用重力场或离重力场或离 心力场心力场中，不同粒度颗粒的运动速度差或运动中，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。轨迹的不同而实现按粒度分级的操作。 l细颗粒粉体细颗粒粉体或或超细粉体超细粉体

18、的分级。的分级。 制药设备与工程设计 筛分和流体分级的性能比较筛分和流体分级的性能比较 l筛分和流体分级的性能比较筛分和流体分级的性能比较 制药设备与工程设计 机械筛分的筛面的排列方式机械筛分的筛面的排列方式 l同时筛分成同时筛分成2个以上的等级。个以上的等级。 l水平式水平式 l垂直式（实际生产中采用的较多）垂直式（实际生产中采用的较多） l混合式混合式 制药设备与工程设计 机械筛分的目的机械筛分的目的 l筛除粗粒或异物筛除粗粒或异物, 如如固体制剂固体制剂的原辅料等；的原辅料等； l筛除细粉或杂质筛除细粉或杂质,如如中药材中药材的筛选、去除碎屑及的筛选、去除碎屑及 杂质等；杂质等； l整粒

19、整粒, 筛除粗粒及细粉以得到粒度均一的产品，筛除粗粒及细粉以得到粒度均一的产品， 如如冲剂冲剂等等 ； l粉末分级粉末分级, 满足满足丸剂、散剂丸剂、散剂等制剂要求等制剂要求 。 制药设备与工程设计 药筛药筛 l药筛分等和粉末分等药筛分等和粉末分等 制药设备与工程设计 分级设备分级设备 l常用的机械筛分设备常用的机械筛分设备 l摇动筛摇动筛 l振动筛振动筛 制药设备与工程设计 摇动筛的工作原理摇动筛的工作原理 l组成组成 l筛网、筛网、机架、机架、曲柄连杆机构。曲柄连杆机构。 l工作原理工作原理 l筛面上的物料由于筛的摇动而获得惯性力，克服与筛筛面上的物料由于筛的摇动而获得惯性力，克服与筛 面

20、间的摩擦力产生与筛面相对运动，并逐渐向面间的摩擦力产生与筛面相对运动，并逐渐向卸料端卸料端 移动。移动。 制药设备与工程设计 摇动筛动画摇动筛动画 制药设备与工程设计 摇动筛分类摇动筛分类 l摇动筛分类摇动筛分类 l单箱式单箱式 l双箱式（效率提高）双箱式（效率提高） 制药设备与工程设计 摇动筛的特点、适用范围摇动筛的特点、适用范围 l特点特点 l可以避免由于给料过多或给料不均匀而降低振幅和堵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。塞筛孔等现象。 l适用范围适用范围 l常用于小量生产，常用于小量生产， l适用于筛毒性、刺激性或质轻的药粉，避免细粉飞扬。适用于筛毒性、刺激性

21、或质轻的药粉，避免细粉飞扬。 制药设备与工程设计 振动筛振动筛 高频振筛机 振动筛振动筛 制药设备与工程设计 振动筛振动筛 圆形筛分机 制药设备与工程设计 振动筛的工作原理振动筛的工作原理 l采用采用激振装置激振装置（电磁振动或机械振动）使（电磁振动或机械振动）使筛箱筛箱带动带动筛筛 面面或直接带动筛面产生振动，促使物料在筛面上不断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。运动，防止筛孔堵塞，提高筛分效率。 制药设备与工程设计 振动筛的类型振动筛的类型 l根据根据筛箱的运动轨迹筛箱的运动轨迹不同，振动筛分为：不同，振动筛分为： l圆运动振动筛（单轴惯性振动

22、筛）圆运动振动筛（单轴惯性振动筛） l直线运动振动筛（双轴惯性振动筛）直线运动振动筛（双轴惯性振动筛） l三维振动圆筛三维振动圆筛 三维旋振筛 制药设备与工程设计 l振动筛振动筛-旋振筛的操作与演示旋振筛的操作与演示 制药设备与工程设计 l宝林振动安装调试动画宝林振动安装调试动画 制药设备与工程设计 5.3 均化设备均化设备 l均化的定义均化的定义 l均质机均质机 l胶体磨胶体磨 制药设备与工程设计 均化均化 l定义定义 l制备制备乳状物乳状物或或悬浮液悬浮液的操作称为均化。的操作称为均化。 l将一种液滴或固体颗粒粉碎成为极细微粒或将一种液滴或固体颗粒粉碎成为极细微粒或 l小液滴分散在另一种液

23、体之中，使混合液成为稳定的悬浮液。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。 l应用应用 l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 制造制造 l均化和粉碎、混合的区别均化和粉碎、混合的区别 l表现出粉碎、混合操作的特征。表现出粉碎、混合操作的特征。 l混合程度和粉碎粒度更高。（粒径在混合程度和粉碎粒度更高。（粒径在0.110um或或0.010.1um） 制药设备与工程设计 制备乳剂机械设备的分类制备乳剂机械设备的分类 l机械搅拌机械搅拌 l均质机均质机 l超声波均质机超声波均质机 l胶体磨胶体磨 制药设备与工程设计 lZJR-真空均质乳化机动画真空均质乳化机动画 制药设备与工程设计 均质机均质机 实验室用高压均质机 匀浆机(匀浆器、高速分散机、均质机) 制药设备与工程设计 均质机均质机 l互不相溶液体中的液互不相溶液体中的液-液和固液和固-液混合液混合 l粉碎粉碎和和混合混合双重功能，将一种液滴或固体颗粒粉碎成双重功能，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液成为稳定的悬浮液 l高压均质机高压均质机组成组成：高压泵和均质头（均质阀、压力调：高压泵和