干法制粒专业技术

1、干法制粒技术干法制粒： 它是干粉经挤压、破碎、整粒，制成所需干颗粒的过程。使用的设备就是干法 造粒机。关于干法造粒机的讨论，本楼主查遍了百度、谷歌等网站，未找到类似的阐述干法 造粒机缺陷及改进的文献。究其原因，可能是大家关注的不多，另外，这种设备的使用用户相对也不多。一、干法造粒作业的目的以下几点：1. 将物料制成理想的结构和形状；2. 为了准确定量、配剂和管理；3. 减少粉料的飞尘污染；4. 制成不同种类颗粒体系的无偏析混合体；5. 改进产品外观；6. 防止某些固相物产生过程中的结块现象；7. 改善分离状原料的流动特性；8. 增加粉料的体积质量，便于储存和运输；9降低有毒和腐蚀性物料处理作业

2、过程中的危险性；10. 控制产品的溶解速度；11. 调整成品的空隙率和比表面积；12. 改善热传递效果和帮助燃烧；13. 适应不同的生物过程。二、粉体物料颗粒形状性质在用强压造粒法进行造粒过程中，粉末是在限定的空间中通过施加外力而压紧为 密实状态的。产生稳定团聚的力有絮团的桥连力、 低粘度液体粘结力、表面力和 互聚力。团聚操作的成功与否，一方面取决于施加外力的有效利用和传递，另一方面也取决于颗粒物料的物理性质。颗粒形状是指一个颗粒的轮廓边界或表面上各点所构成的图像。颗粒形状直接影响粉体的其他特性，如流动性、填充性等，亦直接与颗粒在混合、贮存、运输、 烧结等单元过程中的行为有关。工程中，根据不同

3、的使用目的，人们对颗粒的形 状有不同的要求。 例如：高速干压法成型的墙地砖坯粉， 要求在模具中填充迅速、 排气顺畅， 故以球形粒子为宜； 混凝土集料则要求强度高和紧密的填充结构， 因 此碎石的形状希望是正多面体。 反过来， 颗粒形状因形成的过程不同而不同， 例 如，简单摆动式颚式破碎机会产生较多的片状产物； 喷雾干燥制备的粉料则多为 球形颗粒。因此，对各种颗粒形状需要定量加以描述，以示区别。另一方面，在理论研究和工业实际中，往往将形状不规则的颗粒假定为球形， 以方便计算粒径， 实验结果也容易再现。 正因如此， 从而成为理论计算与实际情 况出入很大的主要原因之一。 所以一般需将有关理论公式中的颗

4、粒尺寸乘以表示 外形影响的系数加以修正。自然界中和工业生产中遇到的颗粒并非理想的规则体， 如球形，其形状是千差万 别的：球形 (spherical) 、立方体 (cubical) 、片状 (platy ， discs) 、柱状 (prismoidal) 、鳞状 (flaky) 、粒状 (granular) 、棒状 (rodlike) 、针状 (needle-like ， acicular) 、纤维状 (fibrous) 、树枝状 (dendritic) 、海绵状 (sponge)、块状(blocky)、尖角状(sharp)、圆角状(round)、多孔(porous)、聚 集体(aglomela

5、te)、中空(hollow)、粗糙(rough)、光滑(smooth)、毛绒的 (fluffy ， nappy)。用数学语言描述的几何形状， 除特殊场合需要三种数据以外， 一般至少需要两种 数据及其组合。 通常使用的数据包括三轴方向颗粒大小的代表值， 二维图像投影 的轮廓曲线， 以及表面和体积等立体几何各有关数据。 习惯上将颗粒大小的各种 无因次组合称为形状指数 (shape index) ，立体几何各变量的关系则定义为形状 系数 (shape factor) 。1 形状指数1) 均齐度 (proportion)颗粒两个外形尺寸的比值长短度 (elongation)N 和扁平度(flack i

6、n ess,flat ness)M 可以根据三轴径 L、B> T之间的比值导出：长短度N=长径/短径=L/B ( > 1)扁平度M=短径/厚高度=B/T ( > 1)当L=B=T时，即立方体的上述两指数均等于12) 充满度 (space filling factor)体积充满度Fv,又称容积系数，表示颗粒的外接直方体体积与颗 粒体积V之比，即：Fv=LBT/V( > 1)Fv 的倒数可看作颗粒接近直方体的程度，极限值为 1。面积充满度 Fb,又称外形放大系数，表示颗粒投影面积A与最小外接矩形面积之比，即：Fb=A/LB ( < 1)3) 球形度 (degree o

7、f sphericity)球形度或称真球度，表示颗粒接近球体的程度：书 0=n DV2/S ( < 1)DV=(6V/ n )1/3式中DV表示颗粒的球体积相当经，S为颗粒表面积，V为颗粒的体积。对于形状不规则的颗粒， 当测定其表面积困难时， 可采用实用球形度， 即：书0，二与颗粒投影面积相等的圆的直径/颗粒投影的最小外接圆的直 径(< 1)4) 圆形度 (degree of circularity)圆形度又称轮廓比，表示颗粒的投影与圆接近的程度：书c=n DH/LDH=(4A/n )1/2L表示颗粒投影的周长。5) 圆角度 (roundness)表示颗粒棱角磨损的程度，其定义为：

8、圆角度=Eri/NR ( < 1)式中ri 颗粒轮廓上的曲率半径；R最大内接圆半径；N- 角数。2 形状系数1) 表面积形状系数s=颗粒的表面积/(平均粒径)2=S/dp2 ( > 1)2) 体积形状系数v=颗粒的体积/(平均粒径)3=V/dp3 ( < 1)3) 比表面积形状系数=表面积形状系数/体积形状系数二S/v （ > 1）对于球形颗粒，上述三个形状系数分别为： s= n d02/d02= n v = n do3/6d03= n /6二 s/ v =6 n / n =6必须指出的是， 由于颗粒的粒径表示方法很多， 因此采用不同的粒径表 示方法可以定义出不同的形状

9、系数。 另外，粒径值又与粒径的测量方法有关， 因 此形状系数的数值亦随测量方法不同而异。 所以，在使用形状系数时， 一定要注 意颗粒径的具体表达形式。4）粗糙度系数前述的形状系数是个宏观量。 如果微观地考察颗粒， 会发现粒子表 面往往是高低不平的， 有许多微小裂纹和孔洞。 其表面的粗糙程度用粗糙度系数 R来表示：R = 粒子微观的实际表面积 /表观视为光滑粒子的宏观表面积 （>1）颗粒的粗糙程度直接关系到颗粒间和颗粒与固体壁面间的摩擦、粘 附、吸附性、 吸水性以及孔隙率等颗粒性质， 也是影响造粒操作设备工件被磨损 程度的主要因素之一。因此，粗糙度系数是一个不容忽视的参数。目前干法制粒机进

10、口的主要有日本友谊公司、德国亚历山大、美国 Fitzpatrick 公司等。干法制粒或直接压片， 应选择粘合性和可压性较好的辅料。 这样有利于生产操作 和成品的质量稳定。 乳糖有较好的可压性， 制得片剂外观也好； 蔗糖有较好的可 压性，但可能会吸潮；MCC勺粘合性较好；可压性淀粉，可压性好，流动性也好, 可作为必选；甘露醇的可压性和流动性都一般；糊精的粘合性也不错。建议用可压性淀粉，乳糖，糊精，MCC按照一定的比例组方，当然也要考虑主 药勺性质，估计会有较满意勺结果。干法制粒及粉末直接压片用辅料应有良好的流动性和压缩成型性， 即干燥粘合作 用。（ 1 ）微晶纤维素 也用于湿法制粒的辅料。其喷雾

11、干燥法制成的产品的流动性 较好，药品的容纳量较大 （即加入较多药品不致对其流动性及压缩成型性产生严 重不良影响）。（ 2）预胶化淀粉 部分预胶化的淀粉称为可压性淀粉。 本品是由淀粉加工制成， 其流动性好，休止角 <40°，压缩成型性好，兼有崩解作用，压成之药片崩解快，药物的释放性能好；本品有自身润滑作用，推片力小。用本品压片时，应含有适 量的水分，否则片剂的硬度不足；为改善片剂的外观而加入润滑剂时， 如选用硬 脂酸镁，应尽量减少用量，否则影响片剂的硬度，硬脂酸对片剂的硬度影响较小。 单用本品为稀释剂压成的药片的硬度虽较好，但片剂的脆碎度不太好，如与微晶纤维素配合应用，则效果更好

12、。（3） 乳糖（喷雾干燥品等）、磷酸氢钙、硫酸钙等均可用干法制粒及粉末直 接压片。（4）复合辅料 国外有多种直接压片用的辅料，医学' 教育网搜集整理多数主要 由糖类组成，例如前述的“ Ludipress ”即由乳糖、PVP交联PVP组成，并成细 颗粒状；再如“ Di-Pac ”主要由蔗糖制成：“Soludexl5 ”由麦芽糖糊精等组成：“ EmdeX中含有90%- 92%的葡萄糖及2.25%的麦芽糖。上等复合辅料的休止角 均在30°左右或小于30°，流动性很好，压缩成型性好，片剂的外观、崩解及 药物溶出均较好，可以大幅度地简化片剂生产过程。迄今我国尚无国产优质复合

13、辅料上市，急待填补空白。干法制粒需要注意的几个方面干法制粒的优点：干法制粒一般情况下不需要加入添加剂，直接可 以将干粉制成颗粒，增加堆积密度，改善外观和流动性及可控制崩解度, 便于贮存和运输，较湿法制粒节省能源，改善湿法制粒的多道工序，减 少污染。另对于某些湿热条件下不稳定的药物制粒效果更为明显。干法制粒的适用范围：一般含结晶水的物料、中药提取物，以及含 一定水分（3%-8%左右的物料均可用干法制粒，除少数特殊物料如面粉、 炭黑、石墨之类的物料很难制粒， 还有纯中药粉碎的没经过特殊处理的 也很难造粒，可以考虑加入适当辅料；粉料的细度在80-300目左右较佳，对较粗或较细粉对干粉制粒均有较大影响

14、：对较粗的粉，制粒的颗 粒不均匀，对较细的粉末，在送料和压片时存在一定的难度，会直接影 响颗粒的成品率。干法制粒机的成品率：干法制粒机的原理就是将干粉直接压制成薄 片再进行粉碎和整粒，所以干法制粒中成品率高与低，首先与物料配方有着直接的关系，可压性好的物料成品率要高点； 另与所压的片的强度 及制粒的刀具结构及粉碎速度快慢有很大的关系，压片的强度与压力的大小和送料、压片速度有关，送料过程也是一个预压过程和脱气过程， 如果尽可能的将物料中空气排尽， 并且让物料有一个预停留区，这样压 出的片就不会出现断断续续， 这样在其他情况不变的情况下， 成品率相 对也会提高；制粒的刀具结构会直接影响颗粒的成品率

15、，如果所压的片 在制粒箱体内频率粉碎，这样也会降低成品率，本公司参考国外制粒方 式采用滚压式，使物料很快从筛网中滚压出去，而提高成品率，另粉碎 速度越慢颗粒成品率越高，在不堵网孔的情况下尽可能慢点。国内标准只要成品率达30%干法制粒机已符合要求。（以淀粉为标准20-60目）制 粒过程中物料变色问题：一般物料通过干法制粒后颜色会和原来粉料有 差异，因为粉的表面积比颗粒的表面积大，所以对光线的反射也有所不 同，另经过压制后的颗粒较原粉的堆积密度增加，所以颗粒的颜色也会加深，一般情况下作用的压轮上的压力越大颜色会变得越深，作用在压轮上的压力不仅仅是油泵的压力，还与送料速度和压片速度有关，在压 力和压

16、片速度一定的情况下，送料速度越快，作用在压轮间的压力越大， 反之越小，同样在压力和送料速度一定的情况压片速度越慢，作用在压轮间的压力越大，反之越小。故用户在使用干法制粒机时要根据物料的 实际情况选择一个最佳的压力和速度，这样在保证产品性能基础上提高 产品的一次成品率。干法制粒参数的调整冋题干法制粒机为适用于多种物料，所以干法 制粒机的压力、送料、压片、破碎、整粒速度均可调整，这样对操作干 法制粒机的要求就会高一点，一般出厂前生产厂家会提供一个相对参 数，但在实际使用时要根据物料特性以及所要求的颗粒结实程度、 颗粒 大小进行合理调整，一般对于流动性较好的物料， 送料速度可以较慢一 点，对易成形物料压力可以小一点，对于所做颗粒较大的情况，破碎整 粒速度可以慢一点，只要不堵筛网网孔即可，在调整时，可以将其他参 数不变的情况下，适当改变一个参数进行调节。总之调整参数，只要掌 握每个参数所表示的意义即可，在实际操作时根据具体情况进行调节， 也是靠不断试验总结经验，