物料预处理设备-粉碎及设备（生物制药设备课件）

任务二粉碎设备一、万能粉碎机结构图特点：应用较广泛，其粉碎的作用力是撞击、撕裂或研磨。易发热。适用范围：适用于多种结晶性和纤维性等脆性、韧性物料以及各种不同细度要求的粉碎外形图工作原理：球磨机要有适当的转速才能使球达到一定高度并在重力和惯性力的作用下呈抛物线抛下而产生撞击和研磨的联合作用，粉碎效果最好。二、球磨机

特点：球磨机结构简单、密闭操作，粉尘少应用范围：毒性药物、刺激性药物、贵重药物或吸湿性药物的粉碎。外形图三、胶体磨原理：带斜槽的锥形转子和定子组成的磨碎面适用范围：常用于制备混悬液、乳浊液、胶体溶液。四、高压均质机1.高压均质机结构高压均质机由高压泵和均质头两部分组成

高压泵一般采用柱塞式往复泵，由活塞柱、进料阀和排料阀等部件组成，其结构与一般柱塞泵相同。均质头的结构均质头

均质头由手柄、调节弹簧、均质阀三部分组成，其中均质阀的组成部件有阀杆、阀座、撞击环。

均质阀安装在细胞悬浮液的排出管路上，阀杆与阀座间形成狭缝，构成悬浮液流动通道。2.高压均质机工作原理

破碎后的悬浮液沿阀座与阀杆之间的环形缝隙再次撞击到撞击环上，随后从细胞匀浆排料口排出。

细胞悬浮液被高压泵吸入后获得很高的静压力，在高压泵的作用下，以100～400m/s的速度直接冲击到阀杆上。

细胞悬浮液在两次撞击和经过环形缝隙时，将从柱塞泵获得的静压能转换成了动能，因而流动速度快。在高速通过时，细胞悬浮液承受了强大的撞击力、剪切作用力和空穴爆破力，细胞被拉伸延长而变形，随后被破碎。

在细胞破碎过程中，由于各种力的作用产生了热效应，随着细胞悬浮液温度升高，生物活性成分受热失去活性，因而需要冷却。通常在高压均质机的均质头设计有循环冷却装置，以保证破碎过程中活性成分的活性。注意细胞的破碎率可通过生物染色法确定3.高压均质机的特点细化作用更为强烈相对于离心式分散乳化设备物料的发热量较小，可保持物料的性能基本不变。均质机能定量输送物料均质机耗能较大，易损件较多，维护工作量较大，不适合于黏度很高的物料。4.高压均质机的应用及选型

提高产品的均匀度和稳定性；增加保质期；减少反应时间从而节省大量催化剂或添加剂；改变产品的稠度改善产品的口味和色泽等等。（1）均质机的作用制药行业主要应用抗生素，抗酸剂，液浆制剂，静脉乳剂等产品生产。

（2）均质机选型一是原料本身的性质，黏度、热敏性等。另一个是能耗问题，压力越高，运行费用越大。原则

在达到经济破碎效果的前提下，使用压力越小越好。在使用压力选定后，再根据制造商提供的设备性能参数表，选择标定的额定压力大于使用压力的设备即可。5.高压均质机的使用与维护（1）高压均质机不得空转，启动前应先接通冷却水。（2）启动后调整压力到预定值，工作时要注意观察压力表，保证压力处于正常工作范围内。在压力稳定之前流出的料液回流，以保证均质的质量。（3）机体连接轴处要有润滑油，以免机体前端的填料缺油。（4）柱塞密封圈处于高温和压力周期性变化的条件下，很容易损坏，应保证柱塞冷却水的连续供应，以降低柱塞密封圈的温度，延长其使用寿命。五、珠磨机1.珠磨机的结构和工作原理

珠磨机由研磨室、搅拌轴、环形振动狭缝珠液分离器、研磨剂、循环水冷却系统等部件组成，其中，研磨剂是直径小于1mm的玻璃珠、钢珠、石英砂、氧化铝等。

工作流程

细胞悬浮液与研磨剂一起搅拌或研磨，研磨剂与细胞之间的剪切、碰撞使细胞破碎，并释放出内含物。在环形振动狭缝珠液分离器的协助下，珠子被滞留在研磨室内，浆液则循流道流出。循环水冷却系统可将破碎中产生的热量带走。

实验室规模的细胞破碎设备有Mickle高速组织捣碎机、Braun匀浆器；中试规模的细胞破碎可采用胶质磨；工业上采用高速珠磨机。2.使用珠磨机需要注意的事项1.珠磨机的缺点破碎期间样品温度迅速升高。2.增加搅拌速度能提高破碎效率，但过高的速度反而会使破碎率降低，能量消耗增大，所以搅拌转速应适当。3.珠磨法的破碎率一般控制在80%以下。粉碎基本知识任务一一、粉碎的含义与目的

借机械力将大块固体物破碎成适宜程度碎块或细粉的操作过程。

①增加表面积②多种给药途径的应用③有利于浸出④有利于制备其他剂型粉碎度粉碎合并d0

d1

粉碎度（n）=d0

d1

粒度：物料颗粒的大小，表征粉碎程度。物体的形成依赖于分子间的内聚力，物体因内聚力的不同显示出不同的硬度和性质，因此，粉碎过程就是借助于外力来部分地破坏物质分子间的内聚力，达到粉碎目的的过程，即将机械能转变成表面能的过程。二、粉碎基本原理

粉碎合并d0

d1

粉碎前粉碎后

力

机械力内聚力表面积

小远远大自由能

小非常大稳定性

好

差三、粉碎作用力

劈裂力剪切力裁截力研磨力撞击力四、粉碎方法

循环粉碎

物料→粉碎机→筛析→产品

开路粉碎

物料→粉碎机→产品混合粉碎提高粉碎效率单独粉碎