濕法制粒設(shè)備綜述

1、濕法制粒設(shè)備綜述班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名：摘要：所有的固體制劑的制備過程幾乎都離不開制粒過程。而制粒方法大體分兩 大類，濕法制粒和干法制粒。傳統(tǒng)的濕法制粒是目前制粒的主要方法。濕法制粒設(shè)備主要有這幾種：擠壓式制粒機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)、高速攪拌制粒裝 置、流化床制粒機(jī)、噴霧制粒機(jī)、復(fù)合型制粒機(jī)等。關(guān)鍵字：濕法制粒，濕法制粒設(shè)備，制粒機(jī)，復(fù)合型制粒設(shè)備制粒是把粉末、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?？赡苁亲罱K產(chǎn)品，如顆粒劑；也可能是中間產(chǎn)品，如片劑。而制粒方法大 體分兩大類，濕法制粒和干法制粒。傳統(tǒng)的濕法制粒是

2、目前制粒的主要方法。目前，常用的濕法制粒設(shè)備有擠壓式制粒機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)、高速攪拌制粒機(jī)、 流化床制粒機(jī)、噴霧制粒機(jī)。此外，對(duì)制粒技術(shù)及產(chǎn)品的要求越來越高，為了發(fā) 揮流化床制粒的優(yōu)勢(shì)，出現(xiàn)了一系列以流化床為母體的多功能的新型復(fù)合制粒設(shè) 備。1. 擠壓式制粒機(jī)擠壓式制粒機(jī)是將藥物粉末與處方中的輔料混合均勻后加入黏合劑制軟材，然后將軟材用強(qiáng)制擠壓的方式過篩制粒。這種制粒設(shè)備有螺旋擠壓式、旋轉(zhuǎn)式擠壓式、搖擺擠壓式等。特點(diǎn)：1） 顆粒的大小由篩網(wǎng)的孔徑大小調(diào)節(jié)，可制得粒徑范圍在0.330mm做左右，粒度分 布較窄，粒子形狀多為圓柱狀、角柱狀；2）顆粒的松軟程度可用不同黏合劑及其加入量調(diào)節(jié)，以適應(yīng)壓片的需

3、要；3）制粒前必須混合、制軟材等，程序多、勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合大批量和連續(xù)生產(chǎn)；4）制備小粒徑顆粒時(shí)篩網(wǎng)的壽命短。在擠壓制粒過程中，制軟材（捏合）是關(guān)鍵步驟，黏合劑用量過多時(shí)軟材被擠壓成條狀， 并重新黏合在一起。黏合劑用量過少時(shí)不能制成完整的顆粒，而成粉狀。因此，在制軟材的過程中選擇適宜黏合劑及適宜用量是非常重要的。從制粒機(jī)頂端加料口加擠壓式制粒機(jī)的工作原理以哈爾濱科海制藥設(shè)備廠出售的這一款制粒機(jī)為例做介紹。 粉末物料經(jīng)配料混合后，由專用加料機(jī)（氣動(dòng)上料或機(jī)動(dòng)上料） 入料倉內(nèi)，送料倉上下端各配有一套料位計(jì)，根據(jù)物料加入量的變 化自動(dòng)加料，粉末物料經(jīng)一根橫向螺旋送料漿將物料推送入另一根 樅向螺旋送

4、料漿，將物料擠壓入下部的壓輥間擠壓成型，當(dāng)粉末物 料通過這兩段橫向縱向螺旋送料漿時(shí)，由于兩根漿葉的直徑和轉(zhuǎn)速 不同，粉末與物料會(huì)形成預(yù)擠壓，在物料擠壓過程中，如果物料中 的空氣沒有經(jīng)過有效的去除，那么壓合成型的物料會(huì)出現(xiàn)開裂和破 碎，碎片和細(xì)粉量將會(huì)大大增加。故本機(jī)另配有真空脫氣系統(tǒng)，真 空除氣裝置會(huì)去除物料中含有的空氣量， 從而有效的解決這一問題。 在某些案例中，可以使產(chǎn)量提高 4-5倍，壓合效率提高 40%。擠壓成型的片狀物料向下掉落進(jìn)入下部的二級(jí)或多級(jí)整粒機(jī)中，制成所需目數(shù)的顆粒， 并可根據(jù)用戶生產(chǎn)要求配套篩粉機(jī)， 經(jīng)整粒后的顆粒直接進(jìn)入下部的篩分機(jī)中， 篩選出合格顆粒，篩 分出不合格顆

5、粒可經(jīng)由自動(dòng)上料系統(tǒng)再進(jìn)入進(jìn)料倉中循環(huán)制粒。整個(gè)生產(chǎn)過程可通過PLC人機(jī)操作界面設(shè)定，達(dá)到無人看守工作，實(shí)現(xiàn)全密閉生產(chǎn)。2. 轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)將藥粉加黏合劑，在轉(zhuǎn)動(dòng)、搖動(dòng)、攪拌等作用聚結(jié)為球形粒子。以經(jīng)典的容器造粒機(jī)（即圓筒旋轉(zhuǎn)造粒機(jī)、 傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)鍋）為例。這種轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)多用于藥 丸的生產(chǎn)，可制備 23mm以上大小的藥丸。 但由于粒度分布較寬，在使用中受到一定的限 制。操作多為憑經(jīng)驗(yàn)控制。其工作原理是：藥物粉末和黏合劑在轉(zhuǎn)動(dòng) 制粒機(jī)中經(jīng)歷母核形成， 母核成長，壓實(shí)三個(gè) 階段。母核形成階段：在粉末中噴入少量液 體使其潤濕，在滾動(dòng)和搓動(dòng)作用下使粉末聚集在一起形成大量母核，在中藥生產(chǎn)中叫起模；母核

6、成長階段：母核在滾動(dòng)時(shí)進(jìn)一步壓實(shí)， 并在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中向母核表面將一定量的水和藥粉均勻噴撒，使藥粉層積于母核表面， 如此反復(fù)多次，可得一定大小的藥丸，在中藥生產(chǎn)中稱此未為泛制；壓實(shí)階段：在此階段停止加 入液體和藥粉，在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中顆粒內(nèi)多余的液體被擠出表面或充分潤濕的表蹭中，從而顆粒被壓實(shí)形成一定機(jī)械強(qiáng)度的微丸。近年來出現(xiàn)的離心轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)，亦稱離心制粒機(jī)。在固定的容器內(nèi)，物料在高速旋轉(zhuǎn)大 的圓盤作用下受到離心作用而向器壁靠攏并旋轉(zhuǎn)，物料被從圓盤周邊吹出的空氣流帶動(dòng)，在向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)在重力的作用下往下滑動(dòng)落入圓盤中心，落下的粒子重新受到圓盤的離心旋轉(zhuǎn)作用，從而使物料不停地做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有利于形成球狀

7、顆粒。黏合劑向物料層斜面上部的表面定量噴霧，靠顆粒的激烈運(yùn)動(dòng)使顆粒表面均勻潤濕，并使散布的藥粉或輔料均勻附著在顆粒表面層層包裹，如此反復(fù)操作可得所需大小的球形顆粒。調(diào)整在圓盤周邊上升的氣流溫度可對(duì)顆粒進(jìn)行干燥。3. 高速攪拌制粒機(jī)高速攪拌制粒機(jī)：將藥物粉末和輔料加入于高速攪拌制粒機(jī)的容器內(nèi)攪拌均勻后加入黏 合劑高速攪拌制粒。這類設(shè)備同時(shí)具有混合、 捏合、制粒過程，節(jié)省工序、操作簡單、快速, 應(yīng)用廣泛?？芍苽渲旅?、高強(qiáng)度的適于膠囊劑的顆粒，也可制備松軟的適合壓片的顆粒。右圖為西安市國中制藥機(jī)械生產(chǎn)有限公司生產(chǎn)的一款高速攪拌制粒機(jī)。以此來介紹這類設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)。型號(hào)KJZ-10容積 10立升

8、制粒目數(shù)1080目制粒速度1.5 3kg/5 10min攪拌電機(jī)1.1/1.3kw/380V制粒電機(jī)0.7/1.1kw/380V攪拌槳葉轉(zhuǎn)速:慢速470/分快速720/分1造粒刀轉(zhuǎn)速慢速1440/分快速2780/分技術(shù)參數(shù)如下:高速攪拌制粒機(jī)又稱為三相制粒機(jī)，是20世紀(jì)80年代以后發(fā)展起來的集混合與制粒一體的設(shè)備。在高速攪拌制粒機(jī)上制備一批顆粒所需時(shí)間公8-10min，且制得顆粒粒徑范圍為20-80目，烘干后可以直接用二壓片。該機(jī)設(shè)備主要由制粒筒、攪拌槳、切割刀和動(dòng)力系統(tǒng)組成。當(dāng)原料、輔料和黏合劑進(jìn)入制粒筒并蓋封后，啟動(dòng)電源，大攪拌槳的小切割刀就按各自的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大攪拌槳主要使物料上下左

9、右翻動(dòng)并進(jìn)行均勻混合。小切割發(fā)則將物料切割成粒均勻的顆粒。由于高效混合制粒機(jī)制粒速度迅速且準(zhǔn)確，只需將電流表或電壓表與小切割刀連接，根據(jù)電流或決壓讀數(shù)即能精確控制粒終點(diǎn)。它與傳統(tǒng)的制粒工藝相比黏合劑用量可節(jié)約15%-25%高速攪拌制粒機(jī)采用全封閉操作，在同一容器內(nèi)混合制粒，工藝縮減，無粉 塵飛揚(yáng)，符合GMF要求。特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：1 ）混合均勻，在主藥和輔料比重差異上較大的情況下能達(dá)到良好的混合效果，所制成的顆粒粒度均勻，快速攪拌混合、切割制粒二道工序一步完成，與老工藝相比效率提高4-5倍，無污染，符合 GMP規(guī)范和勞動(dòng)保護(hù)要求；2 ）顆粒效果好，所制成的顆粒粒度均勻，片子硬度，釋放度，片子光潔

10、度方面都有優(yōu) 于傳統(tǒng)工藝制成的顆粒。3 ）低消能，能控制制粒全過程，減小黏合劑用量的15%左右，并減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。4. 流化床制粒機(jī)流化床制粒機(jī)：在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)可完成混合、制粒、干燥過程，又稱一步制粒。可包衣。常用于沖劑、片劑、膠囊顆粒的生產(chǎn)和緩釋顆粒的生產(chǎn)。（左圖為流化床制粒機(jī)示意圖）主要結(jié)構(gòu)由容器、氣體分布裝置（如篩板等）、噴 嘴、氣固分離裝置、空氣進(jìn)口和出口、物料排出口等 組成。下圖為重慶力譜制藥機(jī)械有限公司生產(chǎn)的FL系列沸騰制粒干燥機(jī)。FL系列沸騰制粒干燥機(jī)是利用高速熱氣流使粉 料在流化床內(nèi)形成流化態(tài)，在經(jīng)過霧化液滴的黏合作 用下，黏結(jié)成粒。其粒子大小主要通過容器內(nèi)溫度、 霧化氣體壓力及輸

11、液量大小進(jìn)行調(diào)整。氣流分布板有 兩種：孔板和渦旋板，可根據(jù)不同的用途選擇?？装?用于一般制粒，渦旋板用于精確制粒及包衣。特點(diǎn)：在熱氣流的作用下使霧滴中的1）集制粒、混合、干燥為一體，減少工藝步驟及污染環(huán)節(jié)， 節(jié)約時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2）制得的顆粒為多孔性柔軟顆粒，密度小，強(qiáng)度小，且顆 粒的粒度分布均勻、流動(dòng)性、壓縮成形性好。用這種顆粒制得的 顆粒劑速溶、沖劑易于溶出、片劑易于崩解。3）設(shè)備于密閉負(fù)壓下工作，內(nèi)表面光潔，無死角，利于清 洗，符合“ GMP要求。5. 噴霧干燥制粒機(jī)噴霧干燥制粒機(jī)：將藥物溶液或混懸液噴霧于干燥室內(nèi),水分迅速蒸發(fā)以直接獲得球狀干燥細(xì)顆粒。下圖為噴霧制粒的流程圖。原料液

12、由貯槽7進(jìn)入霧化器1噴成液滴分散于熱氣流中，空 氣經(jīng)蒸汽加熱器5及電熱器6加熱后沿切線方向進(jìn)入干燥室 2與液滴接觸，野地中的水分迅 速蒸發(fā)，液滴經(jīng)干燥后形成固體粉末落于器底， 干品可連續(xù)或間歇出料， 廢氣由干燥器下方的 出口流入旋風(fēng)分離器 3,進(jìn)一步分離固體粉末， 然后經(jīng)風(fēng)機(jī)4和袋濾器后放空。 原料液的噴霧 靠霧化器來完成，因此霧化器、是噴霧干燥制 粒機(jī)的關(guān)鍵零件。常用霧化器有三種型式，即 壓力式霧化器、氣流式霧化器、離心式霧化器。噴霧制粒法的特點(diǎn)是： 由液體原料直接 得到粉狀固體顆粒；熱風(fēng)溫度高，霧滴比表 面積大，干燥速度非?？欤ㄍǔＶ恍钄?shù)秒至數(shù) 十秒），物料的受熱時(shí)間極短，干燥物料的溫 度

13、相對(duì)低，適合于熱敏性物料的制粒；粒度 范圍約在30數(shù)百微米，堆積密度約在0.20.6g/cm 3的中空球狀粒子較多， 具有良好的溶 解性、分散性和流動(dòng)性。缺點(diǎn)是：設(shè)備高大、氣化大量液體，因此設(shè)備費(fèi)用高、能量消耗大、操作費(fèi)用高；黏性 較大料液易黏壁使其使用受到限制，需用特殊噴霧干燥設(shè)備。下面是由重慶恒通干燥設(shè)備廠生產(chǎn)的1PGL系列噴霧干燥制粒機(jī)的介紹。PGL系列噴霧干燥制粒機(jī)工作原理：在料中先將一定量的種子 （干粉母體）：通熱風(fēng)，使種子沸騰干燥；通過霧化器加浸 膏液體；繼續(xù)通熱風(fēng)，邊沸騰邊干燥，邊造粒，直到停止加入浸膏，顆粒達(dá)到干燥要求 為止。這款制粒機(jī)的特點(diǎn)如下：1、 采用噴霧工藝，特別適用微

14、輔料，熱敏性物料，功效比FL沸騰制 粒機(jī)高1 2倍；2、集混合、噴霧干燥、制粒、顆粒包衣多功能于一體；3、可進(jìn)行微輔料、小劑量、低糖或無糖制劑的造粒；4、產(chǎn)品終水份可達(dá) 0.1%,配備返粉裝置，成粒率95%,可制0.2-2mm 顆粒；5、制出的顆粒速溶、沖劑易于溶出、片劑易于崩解；6、利用液態(tài)物料作為潤濕黏合劑、可節(jié)約大量酒精；7、設(shè)備于密閉負(fù)壓下工作，內(nèi)表面光潔、無死角、符合“ GMP要求;8、自動(dòng)化程得到進(jìn)一步的提高，操作簡便，可有效保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性;9、改進(jìn)設(shè)計(jì)的內(nèi)混式多流體霧化器，可處理浸膏比重達(dá)1.3g / cm36. 復(fù)合型制粒機(jī)復(fù)合型制粒機(jī)是攪拌制粒、轉(zhuǎn)動(dòng)制粒、流化床制粒等各

15、種制粒技能結(jié)合在一起，使混合、捏合、制粒、干燥、包衣等多個(gè)單元操作在一個(gè)機(jī)器內(nèi)進(jìn)行的新型設(shè)備。這種方法綜合了各種設(shè)備的機(jī)能特點(diǎn)， 取長補(bǔ)短，功能多，占地面積小，省功省力在自動(dòng)化的實(shí)施中具有無可 估量得價(jià)值。復(fù)合型制粒方法以流化床為母體進(jìn)行多種組合，即攪拌和流化床組合的攪拌流化床型， 轉(zhuǎn)盤和流化床組合的轉(zhuǎn)動(dòng)流化床型， 攪拌、轉(zhuǎn)動(dòng)和流化床組合在一起的攪拌轉(zhuǎn)動(dòng)流化床型等。 攪拌轉(zhuǎn)動(dòng)流化制粒機(jī)綜合了攪拌、 轉(zhuǎn)動(dòng)、 流化制粒的特征， 容器的下部設(shè)有部分開孔的 碟狀旋轉(zhuǎn)盤， 其上部裝有能獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的攪拌槳和切割刀， 上升氣流由旋轉(zhuǎn)盤上的通氣孔和盤 外周邊的間隙進(jìn)入容器內(nèi)使床層流化， 噴槍安裝于流化層上部或側(cè)

16、面， 容器頂部設(shè)有高壓逆 洗式圓筒狀袋濾器。攪拌轉(zhuǎn)動(dòng)流化制粒機(jī)具有四種不同功能：a）離心轉(zhuǎn)動(dòng)：轉(zhuǎn)盤的離心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以獲得高密度的球形制粒物；b）懸浮運(yùn)動(dòng)：從轉(zhuǎn)盤的氣孔和周邊縫隙上升的氣流使物料懸浮，使顆粒松軟、堆積密度小；c）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：由攪拌槳的轉(zhuǎn)動(dòng)使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在轉(zhuǎn)盤的離心力和空氣流的懸浮等混合作用下使物料產(chǎn)生高濃度的均勻的流動(dòng)狀態(tài)， 可進(jìn)行精密制粒、 包衣、干燥等過程；d）整粒作用：對(duì)吸濕性較強(qiáng)的粉體進(jìn)行制粒時(shí)易出現(xiàn)結(jié)塊。欲制備致密的球形顆粒時(shí)， 以攪拌制粒、 轉(zhuǎn)動(dòng)制粒為主體， 靠機(jī)械作用產(chǎn)生粒子的自轉(zhuǎn)、 公轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)； 欲制備輕質(zhì)的不規(guī)則顆粒時(shí)， 以流化床為主體， 靠流動(dòng)空氣產(chǎn)生物

17、料的懸浮運(yùn) 動(dòng)。在制粒時(shí)， 應(yīng)按照所制顆粒的具體要求選擇合適的制粒機(jī)。 當(dāng)需要大批量和連續(xù)生產(chǎn)時(shí)， 不適宜選用擠壓式制粒機(jī)； 當(dāng)制備藥丸的原料藥顆粒時(shí)刻選擇使用轉(zhuǎn)動(dòng)制粒機(jī)； 當(dāng)制備致密、 高強(qiáng)度的適于膠囊劑的顆粒， 也可制備松軟的適合壓片的顆粒時(shí)刻選用高速攪拌制粒機(jī)，也可用流化床制粒機(jī)； 流化床制粒機(jī)也可用于緩釋顆粒的生產(chǎn)。 而復(fù)合型制粒機(jī)適用于大部分 顆粒的生產(chǎn)， 但由于這類設(shè)備的技術(shù)還未成熟， 具有很大的發(fā)展空間， 需要我們?cè)谖磥淼娜?子里進(jìn)一步開發(fā)其應(yīng)用，完善這一技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，為人們提供更實(shí)惠的服務(wù)。參考文獻(xiàn)：【1】楊葉紅 一種搖擺式制粒機(jī)P，安徽，安徽同泰藥業(yè)有限公司, CN201020279737.9【2】