【学习目标】
知识目标
掌握物料制粒方法和相应制粒设备的名称。
熟悉湿法制粒典型设备、流化制粒典型设备的结构特点及工作原理。
了解干法制粒设备结构及工作原理。
能力目标
熟练应用本模块基本知识,学会正确操作使用湿法制粒典型设备,学会典型设备的操作使用、维护保养,为以后从事片剂岗位操作奠定良好基础。
为改善粉末流动性而使较细颗粒团聚成粗粉团粒的工艺,称为制粒。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状与大小粒状物的操作。几乎所有固体制剂的制备过程都离不开制粒过程。所制成的颗粒可能是最终产品,如颗粒剂;也可能是中间产品,如片剂。
为改善物料的流动性和可压性,药粉一般需制成颗粒。物料制颗粒的目的在于:①增加物料的流动性,使片重和含量准确;②避免粉末分层,保证片剂含量均匀;③减少细粉中吸附和容存的空气,避免片剂松裂;④避免细粉飞扬及黏冲、拉模等现象。
1.挤压制粒法 将干燥浸膏粉末或黏稠浸膏与适宜辅料混匀后,加润湿剂(常用90%乙醇)制成软材后,将软材挤压通过一定大小的筛孔而成粒,常用摇摆式制粒机。
(1)影响挤压制粒的因素 ①黏合剂或润湿剂的选择与用量。如黏合剂过多,软材太湿,制成的颗粒过硬,且多长条;黏合剂太少,则细粉多,导致颗粒的粒度不合格。正常的软材在混合机中能“翻滚成浪”,并“握之成团,触之即散”。②混合时间也对颗粒质量产生影响。混合时间越长,物料的黏性越大,制成的颗粒越硬。③筛网规格的选择直接影响颗粒的粒度,应根据工艺要求选用适宜的筛网,以保证粒径范围符合要求。
(2)挤压制粒的特点 颗粒的粒度由筛网的孔径大小调节,粒子形状为圆柱形,粒度分布较窄;挤压压力不大,可制成松软颗粒,较适合压片;制粒过程经过混合、制软材等过程,程序较多,劳动强度大。
2.高速搅拌制粒 系将经粉碎与过筛后的药料、辅料及黏合剂或润湿剂置于密闭的制粒容器内,利用高速旋转的搅拌桨与制粒刀的切割作用,使物料混合、制软材、切割制粒与滚圆一次完成的制粒方法,生产上常用高速搅拌制粒机。
(1)影响高速搅拌制粒的因素 ①黏合剂的种类。应根据药物粉末的润湿性、溶解性进行选择。②黏合剂的加入量。实际生产中,黏合剂的恰当用量需要在生产实践中摸索。③黏合剂的加入方法。黏合剂可一次加入或分次加入;既可以溶液状态加入(液体黏合剂),也可呈粉末状态加入(固体黏合剂)。④物料的粒度。原料粉粒越小,越有利于制粒,特别是结晶性的物料。⑤搅拌速度。物料加入黏合剂后,开始以中、高速搅拌,制粒后期可用低速搅拌。搅拌速度大,粒度分布均匀,但平均粒径有增大的趋势。
(2)高速搅拌制粒的特点 与传统的挤压制粒相比较,具有省工序、操作简单、快速等优点;通过改变搅拌桨的结构、调节黏合剂用量及操作时间,可制得致密、强度高的适合用于胶囊剂的颗粒,也可制成松软的适合压片的颗粒;物料混合均匀,制成的颗粒圆整均匀,流动性好。
3.流化喷雾制粒法 又称“沸腾制粒法”或“一步制粒法”。将药粉和辅料的混合物置沸腾干燥制粒机的流化室内,利用热气流使其悬浮呈流化态,再喷入润湿剂或黏合剂,使粉末黏结成颗粒。此法所制得的颗粒均匀,圆整,但往往较松,且密度相差较大的物料制得的颗粒均匀度较差。适于对湿热敏感的药物制粒。
4.喷雾干燥制粒法 将中药浓缩液经离心式雾化器雾化成大小适宜的液滴喷入干燥室中,并在热气流中干燥得到近于球形的细小颗粒。此法制粒效率较高,速度较快,制成的干颗粒可直接压片或再经喷雾转动制粒。
干法制粒法系指不用润湿剂或液态黏合剂而制成颗粒,适用于对湿热敏感,又易变质的药物。此法优点在于:物料未经湿热处理,能提高对湿热敏感产品的质量,且可缩短工时;不用或少用干燥黏合剂,较湿法制粒节省辅料和成本。但此法对物料性质、晶形要求高,并非不同性质的中药药料均能采用干法制粒。
1.滚压法 将粉末药料与干燥黏合剂等辅料混合均匀后,通过滚压机压成所需硬度的薄片,再通过制粒机碎成所需大小的颗粒。此法优点在于:薄片的厚度较易控制,硬度亦较均匀。新型干压造粒机集滚压、碾碎、整粒于一体,既简化了工艺,又提高了颗粒的质量。
2.重压法 亦称为压片法制粒,系利用重型压片机将物料压制成直径20~50mm的胚片,然后粉碎成一定大小颗粒的方法。该法的优点在于可使物料免受湿润及温度的影响,所得颗粒密度高;但具有产量小、生产效率低、工艺可控性差等缺点。
摇摆式制粒机(YK160A摇摆式制粒机)是目前国内医药生产中最常用的制粒设备,具有结构简单、操作方便、装拆和清理方便等特点。
1.基本结构 主要有动力部分和制粒部分构成,见图8-1。动力部分的电动机装在机身底部的底座上,电机经过皮带传动带动减速器蜗杆,经齿轮传动变速,齿条上下往复运动使与之啮合的齿轮做摇摆运动。制粒部分由长方体不锈钢制造的加料斗、六角滚筒、筛网及管夹等组成。
图8-1 摇摆式制粒机
2.工作原理 以强制挤出为机理。具体是在蜗轮上装有可调滑板,通过滑板与齿条联系取得摆线扭矩长短,由齿条传至齿轮轴,使滚筒做左右往复摆动。滚筒为六角滚筒,在其上固定有若干截面为梯形的“刮刀”。借助滚筒正反方向旋转时刮刀对湿物料的挤压与剪切作用,将其物料经不同目数的筛网挤出成粒。
3.设备操作
(1)开机前检查 ①检查设备是否挂有合格待用的状态标识;②检查设备是否清洗干净;③检查设备上次使用和清洁记录是否符合要求;④检查合格后,填写并悬挂设备运行状态标志。
(2)操作 ①根据生产工艺颗粒大小要求,剪取相应目数的筛网(长约60cm,宽41.5cm)。②旋开并取下两侧塑料挡板的固定螺母,取下塑料挡板。③转动花形手轮,松开卡在手轮内侧齿轮的卡子,抽出筛网夹管。④将筛网从挡板一侧沿旋转滚筒外围穿至另一侧,装上筛网夹管,使筛网两端嵌入槽内,转动花形手轮,将筛网包在旋转滚筒的外围上,通过手轮内侧齿轮和卡子调节松紧度。⑤关上两侧门的塑料挡板,并拧紧固定螺母。⑥插上电源插头。⑦按下绿色的“ON”按钮,开动机器进行空运转试机,在确认无异常情况下方可投入使用。⑧将混合料倒入斗内,由旋转滚筒的摇摆作用,通过筛网形成颗粒,落入盛器中。如粉碎块子(状物料),应逐渐加入,不宜加满,以免受压过度而使筛网易损(损坏)。⑨工作结束,按下红色的“OFF”按钮,切断电源。
高速搅拌制粒是将药物粉末、辅料和黏合剂加入同一容器中,靠高速旋转的搅拌器的作用迅速完成混合并制成颗粒的方法。
1.基本结构 高效搅拌制粒机由混合筒、搅拌桨、切割刀和动力系统(搅拌电机、制粒电机、电器控制器和机架)组成,如图8-2所示。
图8-2 高速搅拌制粒机示意图
1.混合筒 2.搅拌桨 3.筒盖 4.切割刀5.控制器 6.制粒电机 7.搅拌电机8.传动皮带轮 9.机架 10.出料口
2.操作 该机是将物料与黏合剂共置圆筒形容器中,由底部混合桨充分混合成湿润软材,再由侧置的高速粉碎桨将其切割成均匀的湿颗粒。操作时,将原辅料按处方量加入混合筒中,密盖,开动搅拌桨将干粉混合1~2分钟。待混合均匀后加入黏合剂或润湿剂,再搅拌4~5分钟,物料即被制成软材。开动切割刀,将物料切割成颗粒。容器内的物料在搅拌桨、切割刀的快速翻动和转动下,短时间内被混合制成大小均匀的颗粒。
流化喷雾制粒是使药物粉末在自上而下的气流的作用下保持悬浮的流化状态,液体黏合剂向流化层喷入使粉末聚集结成颗粒,同时进行干燥的方法。因在同一台设备内即可完成混合、制粒、干燥的操作,有“一步制粒”之称;又因物料的状态类似液体沸腾,生产上也称为沸腾制粒。其特点是生产效率高、劳动强度低、受外界污染低和成品颗粒整齐。缺点是电耗较高、清洁相对困难和控制不当易产生污染。
1.沸腾制粒机的结构 沸腾制粒机可分为四部分组成。空气过滤加热部分;物料沸腾喷雾和加热部分;粉末捕集、反吹装置及排风机构;输液泵、喷枪管路、阀门和控制系统。
2.沸腾制粒机的工作原理 沸腾制粒机是以沸腾形式进行混合、造粒、干燥的一步制粒设备,是将制粒用粉状物料投入流化床内,冷空气通过初效、中效过滤器进入后部加热室,经过加热器加热至进风所需温度后进入流化床,在引风机拉动下,物料在床内呈流化态。制粒用黏合剂由输液泵送入双流体雾化器,经雾化后喷向流化的物料,粉末相互架桥聚集成粒并长大,水分挥发后由风机带出机外。如图8-3所示。
图8-3 FL-3沸腾制粒机结构流程简图
1.中效过滤器 2.亚高效过滤器 3.加热器 4.调风阀5.盛料器 6.输液泵 7.压缩空气 8.引风机 9.消音器
1.基本知识
(1)制粒的含义、目的
(2)制粒的方法
2.制粒设备
(1)制粒机使用
(2)工作原理
一、选择题(单项选择题)
快速搅拌时,为控制粒度的大小可调整( )
A.药物的粉碎度
B.搅拌桨叶和制粒刀的转速
C.药料沿器壁旋转的速度
D.混合时间
E.雾化压力
二、简答题
1.制颗粒有哪些方法?请说明各种制粒方法所用物料有何区别。
2.制粒的目的有哪些?