第一篇：擠壓制粒法制粒機(jī)理及設(shè)備

擠壓制粒法制粒機(jī)理及設(shè)備

撰稿人：田耀華摘編 發(fā)布時(shí)間：2013年3月25日 閱讀次數(shù)：357 螺旋擠壓造粒機(jī)的制粒機(jī)理

按產(chǎn)生擠壓的結(jié)構(gòu)不同，擠壓造粒機(jī)可分為螺旋擠壓造粒機(jī)、滾輪擠壓造粒機(jī)和漿葉擠壓造粒機(jī)等3種。下面介紹應(yīng)用較廣泛的螺旋擠壓造粒機(jī)。

螺旋擠壓造粒機(jī)是由螺旋推進(jìn)產(chǎn)生擠壓，使物料經(jīng)擠實(shí)后從前端或前部側(cè)壁模孔中擠出，模孔外壁裝有切割裝置，把擠出長(zhǎng)條切割成一定長(zhǎng)度的錠或片，螺旋的后端連接減速裝置和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，上面有加料口。螺旋擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及其內(nèi)部壓力分布如圖4所示。

第二篇：干法制粒

【干貨】干法制粒

2016-02-18丁亞麗藥物一致性評(píng)價(jià)

干法制粒是繼傳統(tǒng)的濕法混合制粒而發(fā)展起來(lái)的一種新的制粒工藝，它是利用物料本身的結(jié)晶水，通過機(jī)械擠壓直接對(duì)原料粉末進(jìn)行壓縮→成型→破碎→造粒的一種制粒工藝。其特點(diǎn)：原料粉末連續(xù)地直接成型、造粒，省略了加濕和干燥工序，節(jié)約了大量的電能；環(huán)保式的制粒工藝，無(wú)需添加粘合劑，既節(jié)能又無(wú)污染。干法制粒機(jī)是一種投入少，效率高，節(jié)省人力、物力、財(cái)力的節(jié)能環(huán)保型設(shè)備。本文通過干法制粒與濕法制粒的比較來(lái)闡述干法制粒的節(jié)能降耗。干法制粒概述

制藥工業(yè)涉及對(duì)各種活性的藥品原料以及一種或多種賦形劑的加工處理，這些原料藥大部分是細(xì)的粉末，且這些粉末粒徑大小不

一、密度不均、流動(dòng)性不好、易于成層。因此，必須經(jīng)過一個(gè)關(guān)鍵的制粒工序，才能進(jìn)行下道壓片、膠囊填充或原料藥以顆粒形式進(jìn)行直接包裝等。而目前的制粒工藝主要有4種：

1.1 傳統(tǒng)的濕法制粒

即槽形混合機(jī)先混合成濕的“軟材”，然后通過搖擺顆粒機(jī)制粒。目前，此種方法還在被一些廠家所沿用，但此類設(shè)備存在著混合不均勻、清洗不干凈、密封不良及漏油等問題。

1.2 新的濕法混合制粒

即高效濕法混合制粒，它是利用混合攪拌漿將粉粒物料與粘合劑攪拌混合成潤(rùn)濕軟料，并由高速破碎刀切割制成濕的“軟材”顆粒，目前此種方法被普遍應(yīng)用。其設(shè)備與工藝不完善之處：需用大量的粘合劑、清洗產(chǎn)生的污水對(duì)環(huán)境造成污染。另外，制出的濕顆粒目數(shù)分布范圍廣而不均勻、細(xì)粉多，一般多用于壓片或膠囊填充。

1.3 一步沸騰制粒

此工藝是將噴霧技術(shù)和流化技術(shù)綜合運(yùn)用，使傳統(tǒng)的混合、制粒、干燥過程在同一密閉容器中一次完成。同樣，其設(shè)備與工藝需用大量的粘合劑，清洗后需污水處理，且制粒時(shí)間偏長(zhǎng)。

1.4 干法制粒

此工藝是利用物料本身的結(jié)晶水，依靠機(jī)械擠壓原理，直接對(duì)原料粉末進(jìn)行壓縮→成型→粗碎→造粒，且能進(jìn)行連續(xù)造粒的一種節(jié)能降耗、操作簡(jiǎn)單方便的工藝。干法制粒與濕法制粒比較

干法制粒與濕法制粒是各有千秋，各有其應(yīng)用。但干法制粒同以上3種濕法制粒相比較，具有以下的優(yōu)勢(shì)：

(1)干法制粒比起濕法制粒投入設(shè)備少、維護(hù)成本低、占地面積少，故其生產(chǎn)成本低。

(2)干法制粒比濕法制粒工藝簡(jiǎn)單，中間環(huán)節(jié)少，既可控制粉塵飛揚(yáng)又減少粉料浪費(fèi)。同時(shí)，無(wú)廢氣排放、減少環(huán)境污染。

(3)干法制粒比起濕法制粒來(lái)，最大的優(yōu)勢(shì)是低能耗，這由于干法制粒無(wú)需加濕再干燥。

(4)干法制粒無(wú)需添加任何粘合劑；有些藥物(抗生素類、熱敏性強(qiáng))以及中藥提取物比重達(dá)不到要求，又不能加粘合劑，必須通過干法制粒工藝來(lái)完成。

(5)干法制粒后成品的粒度均勻，堆積密度增加、流動(dòng)性改善及可控制崩解度，同時(shí)便于后序加工、貯存和運(yùn)輸。3 干法制粒的節(jié)能降耗

節(jié)能是加強(qiáng)用能的管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，盡可能減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源；降耗是減少投入、降低生產(chǎn)中的消耗。本文以生產(chǎn)200 kg/h物料進(jìn)行制粒為例，對(duì)干法制粒與濕法制粒在節(jié)能降耗方面作一比較。

3.1 設(shè)備投資少

濕法制粒投入設(shè)備：(1)SL150型濕法制粒機(jī)1臺(tái)，生產(chǎn)能力50 kg/批，制粒時(shí)間10 min/批左右，加上輔助時(shí)間一般4批/h，即200 kg/h；(2)FG120型沸騰干燥機(jī)1臺(tái)，生產(chǎn)能力(濕料)120 kg/批，干燥時(shí)間15～45 min(約2批/h)，折合成干粉為200 kg/h）；(3)TA120壓縮空氣機(jī)1臺(tái)、YK200搖擺顆粒機(jī)1臺(tái)。總設(shè)備需投入40萬(wàn)～50萬(wàn)元。

干法制粒投入設(shè)備：(1)GL200干法制粒機(jī)1臺(tái)，生產(chǎn)能力200 kg/h；(2)ZL制冷機(jī)1臺(tái)。2臺(tái)設(shè)備可聯(lián)接為一體，需投入35萬(wàn)～40萬(wàn)元。

具體選用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 選用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)表

產(chǎn)品名稱

生產(chǎn)能力

總功率/kW

外形尺寸 /mm 600×1 250×2 700

840×420×820 2 200×1 010×1 460 GL200干法制粒機(jī) 200 kg/h 18.12 制冷機(jī) 5～25 ℃ 0.725 SL150濕法制粒機(jī) FG120沸騰干燥機(jī) TA120壓縮空氣機(jī)

kg/批 120 kg/批 1.5 m3/min 18.5 11 700×2 200×3 130 640×670×1 460 YK200搖擺顆粒機(jī) 300 kg/h 2.2 1 160×470×1 230

產(chǎn)品名稱 GL200干法制粒機(jī)

制冷機(jī) SL150濕法制粒機(jī) FG120沸騰干燥機(jī) TA120壓縮空氣機(jī) YK200搖擺顆粒機(jī)

蒸汽用量 /（kg/h）

/ / / 211 / /

壓縮空氣量 /（m3/min）

/ / 0．5 0．9 / /

備

423.2 空間與廠房需求小

從表1可知：濕法制粒機(jī)所占空間為2 220 mm×1 010 mm×1 460 mm；沸騰干燥機(jī)主機(jī)空間為1 700 mm×2 200 mm×3 130 mm及輔機(jī)、風(fēng)機(jī)及管道空間；壓縮空氣機(jī)所占空間1 640 mm×670 mm×1 420 mm；搖擺顆粒機(jī)所占空間為1 160 mm×470 mm×1 230 mm。把以上設(shè)備進(jìn)行綜合考慮，整套濕法制粒設(shè)備所需廠房為4 m×4 m×4 m、4 m×2.5 m×4 m、4 m×2.5 m×3 m共3間，總面積約36 m2。

干法制粒所占空間為2 600 mm×1 300 mm×2 700 mm（包含制冷機(jī)的空間），考慮到生產(chǎn)時(shí)輔助空間及安全生產(chǎn)所需保證的空間，干法制粒所需廠房為3.6 m×2.5 m×3.2 m，總面積約9 m2 ,其只占濕法的1/4。

3.3 操作人員少

干法制粒只需2名操作工人，而濕法制粒需4～6名操作工人。相應(yīng)工資支出費(fèi)用干法為濕法的1/3。3.4 設(shè)備的維修、保養(yǎng)費(fèi)用低

濕法制粒工藝：加料→加粘合劑混合制粒（包含供壓縮空氣工序）→整粒→沸騰干燥（包含供蒸汽及壓縮空氣工序）→出粒等多道工序。

干法制粒工藝：加料后，連續(xù)地直接壓縮成型、造粒，整個(gè)制粒只有1道工序。

由于每個(gè)加工設(shè)備都需要相應(yīng)的維修、保養(yǎng)，故干法的維修保養(yǎng)成本低。

3.5 能量消耗少

3.5.1 制粒過程的耗電量對(duì)比

干法制粒200 kg的原料需耗電量Q=18.845 kW×1 h=18.845 kW·h；

濕法制粒200 kg的原料需耗電量Q=46.7×1 h=46.7 kW·h。

因此，干法制粒耗電量只占濕法制粒的40.4％。

3.5.2 制粒過程的蒸汽耗量對(duì)比

干法制粒過程不需要蒸汽，濕法制粒蒸汽消耗量為211 Kg/h，而蒸汽量與用電度數(shù)關(guān)系為Q=2.6/3 600×1 000×211=152 kW·h。注：每度電產(chǎn)生的熱能約為3 600 kJ，每g20 ℃水蒸發(fā)為100 ℃的蒸汽需要熱能為：80×4.31J/（kW·h·g）+2 260汽化熱=2 600 J=2.6 kJ。

3.5.3 對(duì)比結(jié)論

二項(xiàng)對(duì)比進(jìn)行綜合分析可知：干法制粒耗電量只占濕法制粒的9.5％，大大地節(jié)省了能耗。同樣，成本支出也大大減少（按1元/ kW·h計(jì)算,生產(chǎn)200 kg的物料就可省電費(fèi)179.9元）。

3.6 無(wú)需消耗粘合劑

干法制粒過程是依靠物料自身的結(jié)晶水，利用機(jī)械擠壓、破碎原理直接造粒，不需要添加粘合劑。濕法制粒的原理就是在藥物粉末中加入液體粘合劑，靠粘合劑的架橋或粘結(jié)作用使粉末聚結(jié)在一起而制備成顆粒。粘合劑一般采用水、糊精、淀粉漿、酒精等等，不同的物料，不同用途粘合劑不同，消耗量也有所不同，一般占物料的5％～30％。

3.7 環(huán)保性

干法制粒過程中壓輪冷卻是利用制冷機(jī)強(qiáng)制循環(huán)冷卻，不但冷卻效果好而且不消耗水資源。因此，制粒過程中無(wú)廢氣、廢水產(chǎn)生。清洗過程工藝簡(jiǎn)單，清洗方便，制粒部件除壓輪外都可拆卸清洗，且生產(chǎn)設(shè)備少，故產(chǎn)生的污水也少。

濕法制粒從準(zhǔn)備加料到整個(gè)制粒過程，應(yīng)始終通氣，故易粉塵飛揚(yáng)。其中，沸騰干燥是利用離心風(fēng)機(jī)使筒體內(nèi)形成高壓、蒸汽經(jīng)過濾純凈后，熱空氣再通過料斗氣體分布板形成沸騰床，對(duì)物料進(jìn)行熱交換，干燥物料同時(shí)也通過捕集裝置排出濕氣流。因此，干燥過程會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣。濕法制粒從加濕到干燥工序多，設(shè)備也多，且需添加粘合劑，故清洗時(shí)需消耗大量的水，產(chǎn)生大量的污水。結(jié)語(yǔ)

綜上所述，干法制粒從設(shè)備投入到產(chǎn)品輸出，無(wú)論它的成本，還是能耗都比濕法制粒低許多。隨著干法工藝的不斷完善，以及能源漸漸緊張，干法制粒工藝將逐步替代濕法制粒流水線的投入。據(jù)德國(guó)客戶反映的信息,目前在固體制劑行業(yè)中，國(guó)外客戶使用干法制粒比例占市場(chǎng)的85%,可見它的優(yōu)點(diǎn)已被國(guó)內(nèi)外大都多藥廠所認(rèn)可。總之，干法制粒機(jī)是投入少，效率高，節(jié)省人力、物力、財(cái)力的節(jié)能環(huán)保型新設(shè)備。

第三篇：濕法制粒

濕法制粒

濕法制粒是在藥物粉末中加入黏合劑，靠黏合劑的橋架或黏結(jié)作用使粉末聚結(jié)在一起而制備顆粒的方法。它包括擠壓制粒、轉(zhuǎn)動(dòng)制粒、流化制粒和攪拌制粒等。濕法制成的顆粒經(jīng)過表面潤(rùn)濕，具有顆粒質(zhì)量好，外形美觀、耐磨性較強(qiáng)、壓縮成型性好等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。

基本信息中文名稱: 濕法制粒

方

法: 藥物粉末中加入黏合劑

包

括: 擠壓制粒、轉(zhuǎn)動(dòng)制粒、流化制粒等 優(yōu)

點(diǎn): 表面潤(rùn)濕，具有顆粒質(zhì)量好 目錄: 1濕法制粒2制粒機(jī)理 濕法制粒

制粒

制粒是把粉末、熔融液、水溶液等狀態(tài)的物料經(jīng)加工制成具有一定形狀與大小粒狀物的操作。幾乎所有的固體制劑的制備過程都離不開制粒過程。所制成的顆粒可能是最終產(chǎn)品，如顆粒劑;也可能是中間產(chǎn)品，如片劑。制粒操作使顆粒具有某種相應(yīng)的目的性，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。如在顆粒劑、膠囊劑中顆粒是產(chǎn)品，制粒的目的不僅僅是為了改善物料的流動(dòng)性、飛散性、黏附性及有利于計(jì)量準(zhǔn)確、保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境等，而且必須保證顆粒的形狀大小均勻、外形美觀等。而在片劑生產(chǎn)中顆粒是中間體，不僅要改善流動(dòng)性以減少片劑的重量差異，而且要保證顆粒的壓縮成型性。制粒方法有多種，制粒方法不同，即使是同樣的處方不僅所得制粒物的形狀、大小、強(qiáng)度不同，而且崩解性、溶解性也不同，從而產(chǎn)生不同的藥效。因此，應(yīng)根據(jù)所需顆粒的特性選擇適宜的制粒方法。

在醫(yī)藥生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的制粒方法可以分為三大類:濕法制粒、干法制粒、噴霧制粒，其中濕法制粒應(yīng)用最為廣泛。此外，還有一種新型制粒法――液相中晶析制粒法。

濕法制粒

濕法制粒機(jī)理 濕法制粒首先是黏合劑中的液體將藥物粉粒表面潤(rùn)濕，使粉粒間產(chǎn)生黏著力，然后在液體架橋與外加機(jī)械力的作用下制成一定形狀和大小的顆粒的方法。經(jīng)干燥后最終以固體橋的形式固結(jié)。

制粒機(jī)理

粒子間的結(jié)合力

制粒時(shí)多個(gè)粒子粘結(jié)而形成顆粒，Rumpf提出粒子間的結(jié)合力有五種不同方式[10]: 固體粒子間引力

固體粒子間發(fā)生的引力來(lái)自范德華力(分子間引力)、靜電力和磁力。這些作用力在多數(shù)情況下雖然很小，但粒徑<50μm時(shí)，粉粒間的聚集現(xiàn)象非常顯著。這些作用隨著粒徑的增大或顆粒間距離的增大而明顯下降，在干法制粒中范德華力的作用非常重要。自由可流動(dòng)液體

(freely movable liquid)產(chǎn)生的界面張力和毛細(xì)管力 以可流動(dòng)液體作為架橋劑進(jìn)行制粒時(shí)，粒子間產(chǎn)生的結(jié)合力由液體的表面張力和毛細(xì)管力產(chǎn)生，因此液體的加入量對(duì)制粒產(chǎn)生較大影響。液體的加入量可用飽和度S表示:在顆粒的空隙中液體架橋劑所占體積(VL)與總空隙體積(VT)之比，即。液體在粒子間的充填方式由液體的加入量決定，參見圖16-25。(A)干粉狀態(tài);(a)S≤0.3時(shí)，液體在粒子空隙間充填量很少，液體以分散的液橋連接顆粒，空氣成連續(xù)相，稱鐘擺狀(pendular state);(b)適當(dāng)增加液體量0.3

(immobile liquid)產(chǎn)生的附著力與粘著力 不可流動(dòng)液體包括高粘度液體和吸附于顆粒表面的少量液體層(不能流動(dòng))。因?yàn)楦哒扯纫后w的表面張力很小，易涂布于固體表面，靠粘附性產(chǎn)生強(qiáng)大的結(jié)合力;吸附于顆粒表面的少量液體層能消除顆粒表面粗糙度，增加顆粒間接觸面積或減小顆粒間距，從而增加顆粒間引力等，如圖16-26A[11]。淀粉糊制粒產(chǎn)生這種結(jié)合力。

粒子間固體橋 粒子間機(jī)械鑲嵌

(mechanical interlocking bonds)機(jī)械鑲嵌發(fā)生在塊狀顆粒的攪拌和壓縮操作中。結(jié)合強(qiáng)度較大(如圖16-26C)，但一般制粒時(shí)所占比例不大。由液體架橋產(chǎn)生的結(jié)合力主要影響粒子的成長(zhǎng)過程，制粒物的粒度分布等，而固體橋的結(jié)合力直接影響顆粒的強(qiáng)度和其它性質(zhì)，如溶解度。濕法制粒首先是液體將粉粒表面潤(rùn)濕，水是制粒過程中最常用的液體，制粒時(shí)含濕量對(duì)顆粒的長(zhǎng)大非常敏感。研究結(jié)果表明，含濕量與粒度分布有關(guān)，即含濕量大于60%時(shí)粒度分布較均勻，含濕量在45%~55%范圍時(shí)粒度分布較寬。科學(xué)家們?yōu)檎业阶钸m宜含濕量的計(jì)算方法作了不少努力，普遍認(rèn)為濕式轉(zhuǎn)動(dòng)制粒時(shí)第一粒子間的液體以毛細(xì)管狀存在。從液體架橋到固體架橋的過渡

在濕法制粒時(shí)產(chǎn)生的架橋液經(jīng)干燥后固化，形成一定強(qiáng)度的顆粒。從液體架橋到固體架橋的過渡主要有以下二種形式: 架橋液中被溶解的物質(zhì)

(包括可溶性粘合劑和藥物)經(jīng)干燥后析出結(jié)晶而形成固體架橋。高粘度架橋劑靠粘性使粉末聚結(jié)成粒

干燥時(shí)粘合劑溶液中的溶劑蒸發(fā)除去，殘留的粘合劑固結(jié)成為固體架橋。

第四篇：干法制粒技術(shù)

干法制粒技術(shù)

干法制粒： 它是干粉經(jīng)擠壓、破碎、整粒，制成所需干顆粒的過程。使用的設(shè)備就是干法造粒機(jī)。關(guān)于干法造粒機(jī)的討論，本樓主查遍了百度、谷歌等網(wǎng)站，未找到類似的闡述干法造粒機(jī)缺陷及改進(jìn)的文獻(xiàn)。究其原因，可能是大家關(guān)注的不多，另外，這種設(shè)備的使用用戶相對(duì)也不多。

一、干法造粒作業(yè)的目的以下幾點(diǎn)： 1.將物料制成理想的結(jié)構(gòu)和形狀； 2.為了準(zhǔn)確定量、配劑和管理； 3.減少粉料的飛塵污染；

4.制成不同種類顆粒體系的無(wú)偏析混合體； 5.改進(jìn)產(chǎn)品外觀；

6.防止某些固相物產(chǎn)生過程中的結(jié)塊現(xiàn)象； 7.改善分離狀原料的流動(dòng)特性；

8.增加粉料的體積質(zhì)量，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸；

9.降低有毒和腐蝕性物料處理作業(yè)過程中的危險(xiǎn)性； 10.控制產(chǎn)品的溶解速度；

11.調(diào)整成品的空隙率和比表面積； 12.改善熱傳遞效果和幫助燃燒； 13.適應(yīng)不同的生物過程。

二、粉體物料顆粒形狀性質(zhì)

在用強(qiáng)壓造粒法進(jìn)行造粒過程中，粉末是在限定的空間中通過施加外力而壓緊為密實(shí)狀態(tài)的。產(chǎn)生穩(wěn)定團(tuán)聚的力有絮團(tuán)的橋連力、低粘度液體粘結(jié)力、表面力和互聚力。團(tuán)聚操作的成功與否，一方面取決于施加外力的有效利用和傳遞，另一方面也取決于顆粒物料的物理性質(zhì)。顆粒形狀是指一個(gè)顆粒的輪廓邊界或表面上各點(diǎn)所構(gòu)成的圖像。顆粒形狀直接影響粉體的其他特性，如流動(dòng)性、填充性等，亦直接與顆粒在混合、貯存、運(yùn)輸、燒結(jié)等單元過程中的行為有關(guān)。工程中，根據(jù)不同的使用目的，人們對(duì)顆粒的形狀有不同的要求。例如：高速干壓法成型的墻地磚坯粉，要求在模具中填充迅速、排氣順暢，故以球形粒子為宜；混凝土集料則要求強(qiáng)度高和緊密的填充結(jié)構(gòu)，因此碎石的形狀希望是正多面體。反過來(lái)，顆粒形狀因形成的過程不同而不同，例如，簡(jiǎn)單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)會(huì)產(chǎn)生較多的片狀產(chǎn)物；噴霧干燥制備的粉料則多為球形顆粒。因此，對(duì)各種顆粒形狀需要定量加以描述，以示區(qū)別。

另一方面，在理論研究和工業(yè)實(shí)際中，往往將形狀不規(guī)則的顆粒假定為球形，以方便計(jì)算粒徑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也容易再現(xiàn)。正因如此，從而成為理論計(jì)算與實(shí)際情況出入很大的主要原因之一。所以一般需將有關(guān)理論公式中的顆粒尺寸乘以表示外形影響的系數(shù)加以修正。

自然界中和工業(yè)生產(chǎn)中遇到的顆粒并非理想的規(guī)則體，如球形，其形狀是千差萬(wàn)別的：球形(spherical)、立方體(cubical)、片狀(platy，discs)、柱狀(prismoidal)、鱗狀(flaky)、粒狀(granular)、棒狀(rodlike)、針狀(needle-like，acicular)、纖維狀(fibrous)、樹枝狀(dendritic)、海綿狀(sponge)、塊狀(blocky)、尖角狀(sharp)、圓角狀(round)、多孔(porous)、聚集體(aglomelate)、中空(hollow)、粗糙(rough)、光滑(smooth)、毛絨的(fluffy，nappy)。

用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的幾何形狀，除特殊場(chǎng)合需要三種數(shù)據(jù)以外，一般至少需要兩種數(shù)據(jù)及其組合。通常使用的數(shù)據(jù)包括三軸方向顆粒大小的代表值，二維圖像投影的輪廓曲線，以及表面和體積等立體幾何各有關(guān)數(shù)據(jù)。習(xí)慣上將顆粒大小的各種無(wú)因次組合稱為形狀指數(shù)(shape index)，立體幾何各變量的關(guān)系則定義為形狀系數(shù)(shape factor)。1 形狀指數(shù) 1)均齊度(proportion)

顆粒兩個(gè)外形尺寸的比值——長(zhǎng)短度(elongation)N和扁平度(flackiness，flatness)M可以根據(jù)三軸徑L、B、T之間的比值導(dǎo)出：

長(zhǎng)短度N=長(zhǎng)徑/短徑=L/B(≥1)

扁平度M=短徑/厚高度=B/T(≥1)

當(dāng)L=B=T時(shí)，即立方體的上述兩指數(shù)均等于1 2)充滿度(space filling factor)

體積充滿度Fv，又稱容積系數(shù)，表示顆粒的外接直方體體積與顆粒體積V之比，即：

Fv=LBT/V(≥1)

Fv的倒數(shù)可看作顆粒接近直方體的程度，極限值為1。

面積充滿度 Fb，又稱外形放大系數(shù)，表示顆粒投影面積A與最小外接矩形面積之比，即：

Fb=A/LB(≤1)

3)球形度(degree of sphericity)

球形度或稱真球度，表示顆粒接近球體的程度：

ψ0=πDV2/S(≤1)DV=(6V/π)1/3

式中DV表示顆粒的球體積相當(dāng)經(jīng)，S為顆粒表面積，V為顆粒的體積。

對(duì)于形狀不規(guī)則的顆粒，當(dāng)測(cè)定其表面積困難時(shí)，可采用實(shí)用球形度，即：

ψ0′=與顆粒投影面積相等的圓的直徑/顆粒投影的最小外接圓的直徑(≤1)

4)圓形度(degree of circularity)圓形度又稱輪廓比，表示顆粒的投影與圓接近的程度： ψc=πDH/L DH=(4A/π)1/2 L表示顆粒投影的周長(zhǎng)。5)圓角度(roundness)

表示顆粒棱角磨損的程度，其定義為：

圓角度=∑ri/NR(≤1)

式中 ri——顆粒輪廓上的曲率半徑；R——最大內(nèi)接圓半徑；N——角數(shù)。

形狀系數(shù)

1)表面積形狀系數(shù)

Фs=顆粒的表面積/(平均粒徑)2=S/dp2(＞1)2)體積形狀系數(shù)

Фv=顆粒的體積/(平均粒徑)3=V/dp3(≤1)3)比表面積形狀系數(shù)

Φ=表面積形狀系數(shù)/體積形狀系數(shù)=Фs/Фv(＞1)

對(duì)于球形顆粒，上述三個(gè)形狀系數(shù)分別為：

Фs=πd02/d02=π

Фv =πdo3/6d03=π/6

Φ=Фs/Фv =6π/π=6

必須指出的是，由于顆粒的粒徑表示方法很多，因此采用不同的粒徑表示方法可以定義出不同的形狀系數(shù)。另外，粒徑值又與粒徑的測(cè)量方法有關(guān)，因此形狀系數(shù)的數(shù)值亦隨測(cè)量方法不同而異。所以，在使用形狀系數(shù)時(shí)，一定要注意顆粒徑的具體表達(dá)形式。4)粗糙度系數(shù)

前述的形狀系數(shù)是個(gè)宏觀量。如果微觀地考察顆粒，會(huì)發(fā)現(xiàn)粒子表面往往是高低不平的，有許多微小裂紋和孔洞。其表面的粗糙程度用粗糙度系數(shù)R來(lái)表示： R = 粒子微觀的實(shí)際表面積/表觀視為光滑粒子的宏觀表面積(＞1)

顆粒的粗糙程度直接關(guān)系到顆粒間和顆粒與固體壁面間的摩擦、粘附、吸附性、吸水性以及孔隙率等顆粒性質(zhì)，也是影響造粒操作設(shè)備工件被磨損程度的主要因素之一。因此，粗糙度系數(shù)是一個(gè)不容忽視的參數(shù)。

目前干法制粒機(jī)進(jìn)口的主要有日本友誼公司、德國(guó)亞歷山大、美國(guó) Fitzpatrick 公司等。

干法制粒或直接壓片，應(yīng)選擇粘合性和可壓性較好的輔料。這樣有利于生產(chǎn)操作和成品的質(zhì)量穩(wěn)定。乳糖有較好的可壓性，制得片劑外觀也好；蔗糖有較好的可壓性，但可能會(huì)吸潮；MCC的粘合性較好；可壓性淀粉，可壓性好，流動(dòng)性也好，可作為必選；甘露醇的可壓性和流動(dòng)性都一般；糊精的粘合性也不錯(cuò)。

建議用可壓性淀粉，乳糖，糊精，MCC，按照一定的比例組方，當(dāng)然也要考慮主藥的性質(zhì)，估計(jì)會(huì)有較滿意的結(jié)果。

干法制粒及粉末直接壓片用輔料應(yīng)有良好的流動(dòng)性和壓縮成型性，即干燥粘合作用。

（1）微晶纖維素 也用于濕法制粒的輔料。其噴霧干燥法制成的產(chǎn)品的流動(dòng)性較好，藥品的容納量較大（即加入較多藥品不致對(duì)其流動(dòng)性及壓縮成型性產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響）。

（2）預(yù)膠化淀粉 部分預(yù)膠化的淀粉稱為可壓性淀粉。本品是由淀粉加工制成，其流動(dòng)性好，休止角<40°，壓縮成型性好，兼有崩解作用，壓成之藥片崩解快，藥物的釋放性能好；本品有自身潤(rùn)滑作用，推片力小。用本品壓片時(shí)，應(yīng)含有適量的水分，否則片劑的硬度不足；為改善片劑的外觀而加入潤(rùn)滑劑時(shí)，如選用硬脂酸鎂，應(yīng)盡量減少用量，否則影響片劑的硬度，硬脂酸對(duì)片劑的硬度影響較小。

單用本品為稀釋劑壓成的藥片的硬度雖較好，但片劑的脆碎度不太好，如與微晶纖維素配合應(yīng)用，則效果更好。

（3）乳糖（噴霧干燥品等）、磷酸氫鈣、硫酸鈣等均可用干法制粒及粉末直接壓片。

（4）復(fù)合輔料 國(guó)外有多種直接壓片用的輔料，醫(yī)學(xué)`教育網(wǎng)搜集整理多數(shù)主要由糖類組成，例如前述的“Ludipress”即由乳糖、PVP、交聯(lián)PVP組成，并成細(xì)顆粒狀；再如“Di-Pac”主要由蔗糖制成：“Soludexl5”由麥芽糖糊精等組成：“Emdex”中含有90%～92%的葡萄糖及2.25%的麥芽糖。上等復(fù)合輔料的休止角均在30°左右或小于30°，流動(dòng)性很好，壓縮成型性好，片劑的外觀、崩解及藥物溶出均較好，可以大幅度地簡(jiǎn)化片劑生產(chǎn)過程。迄今我國(guó)尚無(wú)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)復(fù)合輔料上市，急待填補(bǔ)空白。

第五篇：干法制粒技術(shù)

干法制粒技術(shù)

干法制粒： 它是干粉經(jīng)擠壓、破碎、整粒，制成所需干顆粒的過程。使用的設(shè)備就是干法造粒機(jī)。關(guān)于干法造粒機(jī)的討論，本樓主查遍了百度、谷歌等網(wǎng)站，未找到類似的闡述干法造粒機(jī)缺陷及改進(jìn)的文獻(xiàn)。究其原因，可能是大家關(guān)注的不多，另外，這種設(shè)備的使用用戶相對(duì)也不多。

一、干法造粒作業(yè)的目的以下幾點(diǎn)： 1.將物料制成理想的結(jié)構(gòu)和形狀； 2.為了準(zhǔn)確定量、配劑和管理； 3.減少粉料的飛塵污染；

4.制成不同種類顆粒體系的無(wú)偏析混合體； 5.改進(jìn)產(chǎn)品外觀；

6.防止某些固相物產(chǎn)生過程中的結(jié)塊現(xiàn)象； 7.改善分離狀原料的流動(dòng)特性；

8.增加粉料的體積質(zhì)量，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸； 9.降低有毒和腐蝕性物料處理作業(yè)過程中的危險(xiǎn)性； 10.控制產(chǎn)品的溶解速度； 11.調(diào)整成品的空隙率和比表面積； 12.改善熱傳遞效果和幫助燃燒； 13.適應(yīng)不同的生物過程。

二、粉體物料顆粒形狀性質(zhì)

在用強(qiáng)壓造粒法進(jìn)行造粒過程中，粉末是在限定的空間中通過施加外力而壓緊為密實(shí)狀態(tài)的。產(chǎn)生穩(wěn)定團(tuán)聚的力有絮團(tuán)的橋連力、低粘度液體粘結(jié)力、表面力和互聚力。團(tuán)聚操作的成功與否，一方面取決于施加外力的有效利用和傳遞，另一方面也取決于顆粒物料的物理性質(zhì)。

顆粒形狀是指一個(gè)顆粒的輪廓邊界或表面上各點(diǎn)所構(gòu)成的圖像。顆粒形狀直接影響粉體的其他特性，如流動(dòng)性、填充性等，亦直接與顆粒在混合、貯存、運(yùn)輸、燒結(jié)等單元過程中的行為有關(guān)。工程中，根據(jù)不同的使用目的，人們對(duì)顆粒的形狀有不同的要求。例如：高速干壓法成型的墻地磚坯粉，要求在模具中填充迅速、排氣順暢，故以球形粒子為宜；混凝土集料則要求強(qiáng)度高和緊密的填充結(jié)構(gòu)，因此碎石的形狀希望是正多面體。反過來(lái)，顆粒形狀因形成的過程不同而不同，例如，簡(jiǎn)單擺動(dòng)式顎式破碎機(jī)會(huì)產(chǎn)生較多的片狀產(chǎn)物；噴霧干燥制備的粉料則多為球形顆粒。因此，對(duì)各種顆粒形狀需要定量加以描述，以示區(qū)別。

另一方面，在理論研究和工業(yè)實(shí)際中，往往將形狀不規(guī)則的顆粒假定為球形，以方便計(jì)算粒徑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也容易再現(xiàn)。正因如此，從而成為理論計(jì)算與實(shí)際情況出入很大的主要原因之一。所以一般需將有關(guān)理論公式中的顆粒尺寸乘以表示外形影響的系數(shù)加以修正。

自然界中和工業(yè)生產(chǎn)中遇到的顆粒并非理想的規(guī)則體，如球形，其形狀是千差萬(wàn)別的：球形(spherical)、立方體(cubical)、片狀(platy，discs)、柱狀(prismoidal)、鱗狀(flaky)、粒狀(granular)、棒狀(rodlike)、針狀(needle-like，acicular)、纖維狀(fibrous)、樹枝狀(dendritic)、海綿狀(sponge)、塊狀(blocky)、尖角狀(sharp)、圓角狀(round)、多孔(porous)、聚集體(aglomelate)、中空(hollow)、粗糙(rough)、光滑(smooth)、毛絨的(fluffy，nappy)。

用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的幾何形狀，除特殊場(chǎng)合需要三種數(shù)據(jù)以外，一般至少需要兩種數(shù)據(jù)及其組合。通常使用的數(shù)據(jù)包括三軸方向顆粒大小的代表值，二維圖像投影的輪廓曲線，以及表面和體積等立體幾何各有關(guān)數(shù)據(jù)。習(xí)慣上將顆粒大小的各種無(wú)因次組合稱為形狀指數(shù)(shape index)，立體幾何各變量的關(guān)系則定義為形狀系數(shù)(shape factor)。

形狀指數(shù)

1)均齊度(proportion)

顆粒兩個(gè)外形尺寸的比值——長(zhǎng)短度(elongation)N和扁平度(flackiness，flatness)M可以根據(jù)三軸徑L、B、T之間的比值導(dǎo)出：

長(zhǎng)短度N=長(zhǎng)徑/短徑=L/B(≥1)

扁平度M=短徑/厚高度=B/T(≥1)

當(dāng)L=B=T時(shí)，即立方體的上述兩指數(shù)均等于1

2)充滿度(space filling factor)

體積充滿度Fv，又稱容積系數(shù)，表示顆粒的外接直方體體積與顆粒體積V之比，即：

Fv=LBT/V(≥1)

Fv的倒數(shù)可看作顆粒接近直方體的程度，極限值為1。

面積充滿度 Fb，又稱外形放大系數(shù)，表示顆粒投影面積A與最小外接矩形面積之比，即：

Fb=A/LB(≤1)

3)球形度(degree of sphericity)

球形度或稱真球度，表示顆粒接近球體的程度：

ψ0=πDV2/S(≤1)

DV=(6V/π)1/3

式中DV表示顆粒的球體積相當(dāng)經(jīng)，S為顆粒表面積，V為顆粒的體積。

對(duì)于形狀不規(guī)則的顆粒，當(dāng)測(cè)定其表面積困難時(shí)，可采用實(shí)用球形度，即：

ψ0′=與顆粒投影面積相等的圓的直徑/顆粒投影的最小外接圓的直徑(≤1)

4)圓形度(degree of circularity)

圓形度又稱輪廓比，表示顆粒的投影與圓接近的程度：

ψc=πDH/L

DH=(4A/π)1/2 L表示顆粒投影的周長(zhǎng)。

5)圓角度(roundness)

表示顆粒棱角磨損的程度，其定義為：

圓角度=∑ri/NR(≤1)

式中 ri——顆粒輪廓上的曲率半徑；R——最大內(nèi)接圓半徑；N——角數(shù)。

形狀系數(shù)

1)表面積形狀系數(shù)

Фs=顆粒的表面積/(平均粒徑)2=S/dp2(＞1)

2)體積形狀系數(shù)

Фv=顆粒的體積/(平均粒徑)3=V/dp3(≤1)

3)比表面積形狀系數(shù)

Φ=表面積形狀系數(shù)/體積形狀系數(shù)=Фs/Фv(＞1)

對(duì)于球形顆粒，上述三個(gè)形狀系數(shù)分別為：

Фs=πd02/d02=π

Фv =πdo3/6d03=π/6

Φ=Фs/Фv =6π/π=6

必須指出的是，由于顆粒的粒徑表示方法很多，因此采用不同的粒徑表示方法可以定義出不同的形狀系數(shù)。另外，粒徑值又與粒徑的測(cè)量方法有關(guān)，因此形狀系數(shù)的數(shù)值亦隨測(cè)量方法不同而異。所以，在使用形狀系數(shù)時(shí)，一定要注意顆粒徑的具體表達(dá)形式。

4)粗糙度系數(shù)

前述的形狀系數(shù)是個(gè)宏觀量。如果微觀地考察顆粒，會(huì)發(fā)現(xiàn)粒子表面往往是高低不平的，有許多微小裂紋和孔洞。其表面的粗糙程度用粗糙度系數(shù)R來(lái)表示：

R = 粒子微觀的實(shí)際表面積/表觀視為光滑粒子的宏觀表面積(＞1)

顆粒的粗糙程度直接關(guān)系到顆粒間和顆粒與固體壁面間的摩擦、粘附、吸附性、吸水性以及孔隙率等顆粒性質(zhì)，也是影響造粒操作設(shè)備工件被磨損程度的主要因素之一。因此，粗糙度系數(shù)是一個(gè)不容忽視的參數(shù)。

目前干法制粒機(jī)進(jìn)口的主要有日本友誼公司、德國(guó)亞歷山大、美國(guó) Fitzpatrick 公司等。

干法制粒或直接壓片，應(yīng)選擇粘合性和可壓性較好的輔料。這樣有利于生產(chǎn)操作和成品的質(zhì)量穩(wěn)定。乳糖有較好的可壓性，制得片劑外觀也好；蔗糖有較好的可壓性，但可能會(huì)吸潮；MCC的粘合性較好；可壓性淀粉，可壓性好，流動(dòng)性也好，可作為必選；甘露醇的可壓性和流動(dòng)性都一般；糊精的粘合性也不錯(cuò)。

建議用可壓性淀粉，乳糖，糊精，MCC，按照一定的比例組方，當(dāng)然也要考慮主藥的性質(zhì)，估計(jì)會(huì)有較滿意的結(jié)果。

干法制粒及粉末直接壓片用輔料應(yīng)有良好的流動(dòng)性和壓縮成型性，即干燥粘合作用。

（1）微晶纖維素 也用于濕法制粒的輔料。其噴霧干燥法制成的產(chǎn)品的流動(dòng)性較好，藥品的容納量較大（即加入較多藥品不致對(duì)其流動(dòng)性及壓縮成型性產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響）。（2）預(yù)膠化淀粉 部分預(yù)膠化的淀粉稱為可壓性淀粉。本品是由淀粉加工制成，其流動(dòng)性好，休止角<40°，壓縮成型性好，兼有崩解作用，壓成之藥片崩解快，藥物的釋放性能好；本品有自身潤(rùn)滑作用，推片力小。用本品壓片時(shí)，應(yīng)含有適量的水分，否則片劑的硬度不足；為改善片劑的外觀而加入潤(rùn)滑劑時(shí)，如選用硬脂酸鎂，應(yīng)盡量減少用量，否則影響片劑的硬度，硬脂酸對(duì)片劑的硬度影響較小。單用本品為稀釋劑壓成的藥片的硬度雖較好，但片劑的脆碎度不太好，如與微晶纖維素配合應(yīng)用，則效果更好。

（3）乳糖（噴霧干燥品等）、磷酸氫鈣、硫酸鈣等均可用干法制粒及粉末直接壓片。（4）復(fù)合輔料 國(guó)外有多種直接壓片用的輔料，醫(yī)學(xué)`教育網(wǎng)搜集整理多數(shù)主要由糖類組成，例如前述的“Ludipress”即由乳糖、PVP、交聯(lián)PVP組成，并成細(xì)顆粒狀；再如“Di-Pac”主要由蔗糖制成：“Soludexl5”由麥芽糖糊精等組成：“Emdex”中含有90%～92%的葡萄糖及2.25%的麥芽糖。上等復(fù)合輔料的休止角均在30°左右或小于30°，流動(dòng)性很好，壓縮成型性好，片劑的外觀、崩解及藥物溶出均較好，可以大幅度地簡(jiǎn)化片劑生產(chǎn)過程。迄今我國(guó)尚無(wú)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)復(fù)合輔料上市，急待填補(bǔ)空白。

干法制粒需要注意的幾個(gè)方面

干法制粒的優(yōu)點(diǎn)：干法制粒一般情況下不需要加入添加劑，直接可以將干粉制成顆粒，增加堆積密度，改善外觀和流動(dòng)性及可控制崩解度，便于貯存和運(yùn)輸，較濕法制粒節(jié)省能源，改善濕法制粒的多道工序，減少污染。另對(duì)于某些濕熱條件下不穩(wěn)定的藥物制粒效果更為明顯。

干法制粒的適用范圍：一般含結(jié)晶水的物料、中藥提取物，以及含一定水分(3%-8%)左右的物料均可用干法制粒，除少數(shù)特殊物料如面粉、炭黑、石墨之類的物料很難制粒，還有純中藥粉碎的沒經(jīng)過特殊處理的也很難造粒，可以考慮加入適當(dāng)輔料；粉料的細(xì)度在80-300目左右較佳，對(duì)較粗或較細(xì)粉對(duì)干粉制粒均有較大影響：對(duì)較粗的粉，制粒的顆粒不均勻，對(duì)較細(xì)的粉末，在送料和壓片時(shí)存在一定的難度，會(huì)直接影響顆粒的成品率。干法制粒機(jī)的成品率：干法制粒機(jī)的原理就是將干粉直接壓制成薄片再進(jìn)行粉碎和整粒，所以干法制粒中成品率高與低，首先與物料配方有著直接的關(guān)系，可壓性好的物料成品率要高點(diǎn)；另與所壓的片的強(qiáng)度及制粒的刀具結(jié)構(gòu)及粉碎速度快慢有很大的關(guān)系，壓片的強(qiáng)度與壓力的大小和送料、壓片速度有關(guān)，送料過程也是一個(gè)預(yù)壓過程和脫氣過程，如果盡可能的將物料中空氣排盡，并且讓物料有一個(gè)預(yù)停留區(qū)，這樣壓出的片就不會(huì)出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)，這樣在其他情況不變的情況下，成品率相對(duì)也會(huì)提高；制粒的刀具結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響顆粒的成品率，如果所壓的片在制粒箱體內(nèi)頻率粉碎，這樣也會(huì)降低成品率，本公司參考國(guó)外制粒方式采用滾壓式，使物料很快從篩網(wǎng)中滾壓出去，而提高成品率，另粉碎速度越慢顆粒成品率越高，在不堵網(wǎng)孔的情況下盡可能慢點(diǎn)。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)只要成品率達(dá)30%干法制粒機(jī)已符合要求。(以淀粉為標(biāo)準(zhǔn)20-60目)制粒過程中物料變色問題：一般物料通過干法制粒后顏色會(huì)和原來(lái)粉料有差異，因?yàn)榉鄣谋砻娣e比顆粒的表面積大，所以對(duì)光線的反射也有所不同，另經(jīng)過壓制后的顆粒較原粉的堆積密度增加，所以顆粒的顏色也會(huì)加深，一般情況下作用的壓輪上的壓力越大顏色會(huì)變得越深，作用在壓輪上的壓力不僅僅是油泵的壓力，還與送料速度和壓片速度有關(guān)，在壓力和壓片速度一定的情況下，送料速度越快，作用在壓輪間的壓力越大，反之越小，同樣在壓力和送料速度一定的情況壓片速度越慢，作用在壓輪間的壓力越大，反之越小。故用戶在使用干法制粒機(jī)時(shí)要根據(jù)物料的實(shí)際情況選擇一個(gè)最佳的壓力和速度，這樣在保證產(chǎn)品性能基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的一次成品率。

干法制粒參數(shù)的調(diào)整問題干法制粒機(jī)為適用于多種物料，所以干法制粒機(jī)的壓力、送料、壓片、破碎、整粒速度均可調(diào)整，這樣對(duì)操作干法制粒機(jī)的要求就會(huì)高一點(diǎn)，一般出廠前生產(chǎn)廠家會(huì)提供一個(gè)相對(duì)參數(shù)，但在實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)物料特性以及所要求的顆粒結(jié)實(shí)程度、顆粒大小進(jìn)行合理調(diào)整，一般對(duì)于流動(dòng)性較好的物料，送料速度可以較慢一點(diǎn)，對(duì)易成形物料壓力可以小一點(diǎn)，對(duì)于所做顆粒較大的情況，破碎整粒速度可以慢一點(diǎn)，只要不堵篩網(wǎng)網(wǎng)孔即可，在調(diào)整時(shí)，可以將其他參數(shù)不變的情況下，適當(dāng)改變一個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。總之調(diào)整參數(shù)，只要掌握每個(gè)參數(shù)所表示的意義即可，在實(shí)際操作時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，也是靠不斷試驗(yàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到最佳效果。

干法制粒顆粒的圓整度：對(duì)于干法制粒的顆粒的圓整度相對(duì)于濕法制粒要稍差，但干法制粒的圓整度與片的厚薄以及制粒刀具的形式有一定關(guān)系，(除物料本身原因外)可以通過改變片的厚度來(lái)提高顆粒的圓整度，一般可以根據(jù)顆粒大小來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)所壓的片的厚薄，這樣經(jīng)整粒后顆粒的圓整度要好一點(diǎn)，另改進(jìn)整粒刀的結(jié)構(gòu)，也能提高顆粒的圓整度。總之，希望客戶在選擇干法制粒機(jī)之前，最好能給我們寄點(diǎn)物料，先做一下試驗(yàn)，看所做的顆粒是否能滿足客戶的需要，因?yàn)槊恳环N料，每一個(gè)配方都會(huì)有不同的結(jié)果，這樣讓客戶能選擇到更合適的設(shè)備。