1、,制药设备与工程设计,2,第六章 混合与制粒设备,3,主要内容,6.1混合设备6.2制粒装备,6.1 混合设备,混合的概念 用机械或其他方法，使两种或多种物料相互分散而达到一定均匀程度的单元操作。,由于需要混合的物料粒度小，密度小，附着性、凝聚性、分散性强等特点，给混合操作带来一定的难度。混合效果直接影响制剂的外观质量及内在质量。如在片剂生产中，混合不好，片剂会出现斑点，崩解时限、强度不合格等，从而影响药效。特别是含量非常低的毒性药物、长期连续服用的药物、中毒浓度接近的药物等情况。,混合机理,对流混合 粒子由一个空间位置向另一个空间位置的运动，两种或两种以上组分在相互占有的空间内发生运动，以期
2、达到各组分的均布。剪切混合(紊流扩散) 由于物料群体中的粒子相互间形成剪切面的滑移和冲撞作用，引起局部混合，称为剪切混合。对于高粘稠度流变物料如面团和糖蜜等，主要是依靠剪切混合，一般称为捏和。捏和机工作部件对物料产生的剪切力，使物料拉成愈来愈薄的料层，料层表面出现裂纹，产生层流流动，达到局部混合，谓之剪切混合。挤压膨化机和绞肉机中的物料在螺杆作用下也产生剪切混合。扩散混合 对于互溶性组分如固体与液体，液体与气体，液体与液体组分等，在混合过程中，以分子扩散形式向四周作无规律运动，从而增加了两个组分间的接触面积和缩短了扩散平均自由程达到均匀分布状态。对于互不相溶性组分的粉粒子，在混合过程中以单个粒
3、子为单元向四周移动，类似气体和液体分子的扩散，使各组分的粒子先在局部范围内扩散，达到均匀分布，称为扩散混合。,混合度,混合度的概念 混合度是衡量混合过程中物料混合均匀程度的指标。 混合度可用混合前后的颜色、示踪剂、粒度分布等各种物理量的变化来判断。均一的混合物是指在混合物中任一点检出的主要成分的概率都相等，称为统计上的完全混合状态。,影响混合的因素,物料的粉体性质 粒径、粒子形态、密度等存在差异时，混合后容易发生离析现象。一般来说粒径的影响最大，密度的影响在流态化操作中比粒径更显著。设备类型 混合机内部形状及尺寸，材料表面等情况。操作条件 物料的充填量、装料方式、混合比、混合机的转动速度及混合
4、时间等影响混合效果。,混合设备,混合设备分类 根据容器是否运动大致可分为两大类：容器旋转型和容器固定型。 根据分期施加的动能，可以分为容器回转式、机械搅拌式、气流式以及这几种类型的组合形式。,混合设备,混合设备分类 根据容器是否运动大致可分为两大类：容器旋转型和容器固定型。 根据分期施加的动能，可以分为容器回转式、机械搅拌式、气流式以及这几种类型的组合形式。,容器旋转型 这类混合机械结构简单，混合速度慢，混合度较高，混合机内部清扫容易。适用于物性差异小、流动性好的粉体间的混合。但不适用于含有水分、附着性强的粉体混合。转速和混合时间对混合效果影响显著！ 典型代表：V型混合机和三维运动混合机,V型
5、混合机,V型混合机,本机适用于制药、化工、食品的干粉状、颗粒状物料的混合。该机混料筒结构独特，混合均匀，效率高，不积料。整机结构简单，操作容易。外表面和物料接触部分均采用优质不锈钢制造，造型美观，维护、清洗方便。,工作原理 随着混合室的旋转，粉粒体在V型圆筒内连续反复地分割、合并。反复进行剪切和扩散运动，同时粒子之间产生滑移，进行空间多次叠加。粒子不断分布在新产生的表面上，当容器围绕转轴旋转一周时，容器内的物料一合一并，容器不停转动时物料多次的分开与混合，从而达到混合效果。,特点 具有筒体无死角，不积料，速度快，混合时间短的特点，筒体及外观部位采用不锈钢材料制成，快接独特设计，可快速更换，清洗
6、方便。,三维运动混合机,该机用于制药、化工、食品、轻工、电子、机械、矿冶、国防工业以及科研单位的粉状、颗粒状物料的高均匀度混合,三维运动混合机,工作原理 在运行中，由于混合桶体具有多方向运转动作，使各种物料在混合过程中，加速了流动和扩散作用，同时避免了一般混合机因离心力作用所产生的物料比重偏析和积累现象，混合无死角，能有效确保混合物料的最佳品质结构： 由机座、传动系统、电器控制系统，多向运动工机构，混合桶等部件组成，与物料直接接触的混合桶采用不锈钢材料制造，桶体内外壁均经抛光。,特点 物料在容器内除被抛落、平移外，还作翻倒运动，进行有效的对流混合、剪切混合和扩散混合，使混合在没有离心力作用下进
7、行，故具有混合均匀程度高、物料装载系数大的特点，特别是物料间密度、形状、粒径差异较大时能够得到很好的混合效果。,6.2 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态与大小的粒状物的操作。 颗粒剂分类,制粒的目的 (1) 提高药物在混合物中的分散均匀度。 (2) 药物粉碎后，由于粒径变小，表面积增大，易相互黏结，影响粉末流动性，而制粒后颗粒体积增大，粒径分布均匀，流动性明显提高，有利于控制压片操作。 (3) 制粒后黏合剂在颗粒中分散均匀，粉末的可压性和黏着性得到改善。,制粒的方法和原理,目前制粒方法可以分为三大类：,其中湿法制粒应用最为广泛，此外，还有一种新型制粒法,
8、湿法制粒、,干法制粒、,和喷雾制粒，,液相中晶析制粒法。,湿法制粒,什么是湿法制粒？ 湿法制粒是在药物粉末中加入黏合剂，依靠黏合剂的架桥或黏结作用使粉末聚结在一起而制备颗粒的方法。湿法制粒由混合，制湿粒和干燥三部分组成。,湿法制粒的原理,黏合剂中的液体将药物粉粒表面润湿，使粉粒间产生黏着力，然后在液体架桥与外加机械力作用下制成一定形状和大小的颗粒的方法，经干燥后最终以固体桥的形式固结。,干法制粒,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。,干法制粒,压片法：将固体粉末首先在重型压片机上压实，
9、制成直径为20-25 mm的胚片，然后再破碎成所需大小的颗粒。,滚压法：利用转速相同的两个滚动圆筒之间的缝隙，将药物粉末滚压成片状物，然后通过颗粒机破碎制成一定大小颗粒的方法。,27,6.2 制粒设备,1）摇摆式颗粒机,1）摇摆式颗粒机,29,1）摇摆式颗粒机,图6-9 摇摆式颗粒机结构示意图1底座；2电机；3传动皮带；4蜗轮蜗杆；5齿条；6七角滚轮；7料斗；8转轴齿轮；9挡块,30,（2）高效混合制粒机,通过搅拌器混合及高速造粒刀切割而将湿物料制成颗粒的装置，是一种集混合与造粒功能于一体的先进设备，在制药工业中有着广泛的应用。,32,6.2 制粒设备,图6-10 高效混合造粒机结构示意图1盛
10、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,33,（3）流化制粒机,34,6.2 制粒设备,图6-11 流化制粒机结构示意图1粘合剂输送泵；2压缩机；3袋滤器；4流化室；5鼓风机；6空气预热器；7二次喷射气流入口；8气体分布器,35,思考题,常用固体混合机有哪几种形式？三维混合机的主要特性是什么?自动提升料斗混合机的特点是什么？是否符合GMP的要求？什么叫制粒？制粒的目的是什么？常见的湿法制粒设备有哪几种？摇摆式颗粒机制粒的原理是什么？主要结构由那些部件组成？高效混合制粒机的原理是什么？与摇摆式颗粒机相比有何优点？流化制粒机有何特点？说明其工作原理。,谢谢大家！,
