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制粒机常见设备及特点
点击次数:7986 发布时间:2014-02-18

摘  要:

从制粒概念入手,阐述了湿法制粒工艺的特点,同时从工艺和GMP角度出发,叙述了高速混合粒机的制造要求和和使用影响因素。 
      在固体制剂片剂生产中,混合与制粒是决定压片或胶囊质量好坏的关键,从某种意义上说,制粒是其关键的基础。然而,制粒的目的是解决药物和辅料混合时组分分离和粒径差异问题,从而提高主药含量均匀度,也是解决药物粉末混合后粘集和流动性差的问题,制粒后颗粒提高了物料的流动性。同时,制粒的粘合剂在颗粒的分散均匀,改善了压片生产的可压性和胶囊生产的可填性。本文从制粒概念入手,阐述了湿法制粒工艺的特点,同时从工艺和GMP角度出发,叙述了高速混合制粒机的制造要求和使用影响因素。 
      1.制粒的概述与湿法制粒的特点 
      1.1制粒的常见方法与各自特点 
      制粒常有湿法制粒、一步法制粒和干法制粒。制粒是由原辅料的粉体与粘合剂混合成软材、颗粒干燥等过程。然而,制软材传统上沿用以槽式混合机制成软材再经摇摆式颗粒机制湿颗粒,然而用干燥箱烘干成干颗粒,此方法产量低、强度大、污染严重、生产周期长、设备占地面积大。近期,已逐渐被高速湿法制粒与沸腾干燥制粒的连续生产操作法或一步制粒法所取代。 
      1.1.1槽式混合+摇摆制粒 
      传统的槽式混合+摇摆制粒的工艺特点是各自工序相对独立、成本低,缺点是生产效率低、劳动强度大、槽内死区多、易交叉污染、“散尘"污染高、成形效果差、流动性不好及压片片重差异大。 
      1.1.2湿法制粒 
      当今湿法制粒装备已发展到高速湿法制粒,而其中高速混合制粒机是近年来发展的比较快、应用得zui多的制粒设备,亦是zui经济的。其把混合与制粒工艺合在一起,并在全封闭的容器内进行。其特点是既节约了时间又满足了GMP要求,混合效果好、生产效率高、颗粒与球度佳、流动性好、易清洗无污染、含量稳定和能耗低等。其是一种制粒量多、速度快、颗粒好、能耗省的设备,深受用户的欢迎。在目前几种固体制剂工艺已占全部固体制剂制粒设备中的70%。但是,其对制粒的物料有一定的要求。 
      1.1.3一步法制粒 
      一步法制粒(也称流化床制粒)集混合、制粒、干燥于一体,制粒成品颗粒较松,粒度40~80目左右。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,控制参数因品种而异。 
      1.1.4干式制粒 
      干式制粒是通过对粉末混合物加压制成大片后再经粉碎整粒制成所需粒度的颗粒,适用于湿热敏性药物。干式制粒设备特点是所需设备少、占地面积小、省时省工,同时由于制粒中不使用粘合剂,制成片剂容易崩解。缺点是压片时“逸尘"严重、易造成交叉污染,压制颗粒的溶出速率较慢,故不适用于水溶性药物。 
      1.2湿法制粒设备的原理与应用 
      在湿法制粒的设备中,现以卧式高速混合制粒机为主。卧式高速混合制粒机其制粒的原理是混合及制粒两道工序在同一容器中完成,采用下旋式搅拌,搅拌浆安装在锅底,并与锅底形成间隙。搅拌叶面能确保物料碰撞分散成半流动的翻滚状态,并达到充分的混合。随着粘合剂的注入,使粉料逐渐湿润,物料形状发生变化。而位于锅壁水平轴的切碎刀与搅拌浆的旋转运动产生涡流,使物料被充分混合、翻动及碰撞,此时处于物料翻动必经区域的切碎刀可将团状物料充分打碎成颗粒。同时,物料在三维运动中颗粒之间的挤压、碰撞、磨擦、剪切和捏合,使颗粒磨擦更均匀、细致,zui终形成稳定球状颗粒从而形成潮湿均匀的软材。其中,制粒颗粒目数大小由物料的特性、制料刀的转速和制粒时间等因素制约。 
      湿法制粒在固体制剂中常适用于需要添加粘合剂(如酒精、糊精等)进行混合才能成粒的药品。其同时适用于①压片时需加入粘合剂可增强粉末的可压缩性和粘着性;②胶囊充填或压片需流动性时,通常流动性与高剂量等物料可用此法;③对低剂量药物分布均匀、色彩良好,也可用此法解决;④固体制剂中也可用此法使用适当的溶媒和粘合剂增加药物溶出速率。 
      此外,卧式高速混合制粒机每批操作时间约10min不到,可生产80~200kg,工效比传统工艺提高4-5倍。其次,较传统工艺减少25%粘合剂,干燥时间缩短。而成粒近似球形,流动性好。同时,其出口可与沸腾干燥相接,而粉料可用提升机或真空上料机加到湿法制粒机内。 
      1.3湿法制粒的常见方法与卧式湿法制粒方法的比较 
      湿法制粒的设备有卧式和立式二种,一般来说,卧式湿法制粒机比立式优越,以下就卧式和立式湿法制粒设备作一比较就能看出此点: 
      项目 某卧式制粒机 某立式制粒机 
      能耗 能耗低 能耗大(约一倍) 
      重量外观 设备紧凑、重量轻 结构高大、设备笨重(约3倍) 
      结构 结构简单、便于维修 搅拌筒沿床身导轨升降、结构复杂、维修复杂 
      操作 开盖方便、可通过观察孔观察制粒现况,可密闭操作,无油污和粉尘现象 锅沿导轨升降、搅拌位置受物料装置限制,有粉尘现象(瞬间),密封处易造成油污 
      联动 与沸腾干燥机能联动集成 难与其它干燥设备能联动集成 
      2.高速混合制粒机应具备的功能要求 
      1)搅拌桨对物料干混,加粘合剂后湿混。能根据物料和粘合剂的特性使搅拌桨的旋转速度确保运动产生涡流,物料充分混合。同时,制粒刀处交汇区域对翻腾的物料团充分打碎成颗粒。 
      2)搅拌桨与制粒刀的旋转速度能使物料产生三维运动,颗粒产生碰撞、磨擦、剪切,使其磨擦均匀、细致,zui后形定稳定球状颗粒。混合的时间、搅拌桨与制粒刀的速度、干燥后制粒质量和均匀性等满足固体制剂生产工艺要求。 
      3)混合制粒过程应在封闭状态下,混合制粒全过程(含加料、混合、切割制粒和卸料等)均应在10万级或30万级洁净度下工作,并保证无异物落下。 
      4)机器能与沸腾干燥或提升加料或真空上料机设备联线配套。 
          3.高速混合制粒机制粒成品影响因素的简述 
      一般来讲,湿法混合制粒制成的颗粒,形状不规则,粒度分布均匀,结构较其他传统制粒工艺完善,但其制粒成品又涉及到许多因素的影响,现将其影响作一简述。 
      3.1搅拌桨与切割刀转速的影响 
      可以说颗粒粒径的大小与分布与搅拌桨与切割刀转速直接相关,当切割刀转速慢时,颗粒粒径变大,而转速快则颗粒粒径变小;当搅拌桨转速慢时,颗粒粒径小,而转速逐快则颗粒粒径大,两者所起的作用相反。 
      3.2混合、制粒程序及时间的影响 
      由于在高速混合制粒机运行中,搅拌桨的转动使锅内物料向空间翻滚,从而使锅底物料沿锅壁旋转抛起,此动作接二连三软地把软材推向快速切割刀,并被切割成大小不同的颗粒,随着颗粒间相互翻滚一段时间被磨圆逐渐呈球形。从中可知,搅拌桨与切割刀的速度及时间对制粒的粒度影响。 
      3.3物料与浓度的影响 
      在湿法混合制粒生产中,常用酒精制粒或糊精粘合剂制粒,而此二者粘是由一定差异的。常见用酒精制粒,其所制的颗粒为小而细,易烘干,这由于酒精不带粘度,而且它有松散作用,对粘度高的中药制粒用此法较为理想。而用糊精制粒的话,其所制的颗粒为大而粗,烘干慢,这由于糊精有粘性,有聚合作用,对没有粘度的西药用此法较为理想。 
      此外,无论是用浓浸膏经稀释后作为物料,还是采用糊精或其他粘合剂的物料,在生产较小颗粒时,物料的浆料浓度可稀一点,需较大颗粒时,则物料的浆料浓度则可稍浓一点。 
      4.结束语 
      以制粒概念和湿法制粒工艺的特点为基础,从相应工艺和GMP角度出发,叙述了高速混合制粒机的制造要求和使用影响因素注意,目的是把我国的人员操作水平提高到更高的层次。   

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