超微粉碎设备在中药加工中的应用
时间：2012-05-07 阅读：903
粒度的颗粒。在以上几个方向中都涉及到将原料细化的过程,用粉碎设备来实现这个功能是一种可行的办法,现介绍如下。
1中药粉碎设备的现状
1.1中药粉碎的目的中药入药剂前一般要经加工炮制成饮片,在制剂时再将饮片或干燥提取物粉碎成不同细度的药粉,以供制备各种剂型之用。粉碎是制药生产中的基本操作之一,也是药剂制备的基础。中药粉碎的目的主要表现在以下几个方面[2]:（1）为制备各种药物剂型奠定基础,如片剂、散剂、冲剂、丸剂、胶囊剂等剂型需以药粉或颗粒成型。（2）增加药物表面,利于药物的溶解与吸收进而提高药效,提高其生物利用度。（3）有利于药物中有效成分的浸出或溶出。（4）便于调剂和服用,节省原材料。鉴于以上粉碎的目的,开
发合适的中药超微粉碎设备是必要的。
1.2常用粉碎设备（1）辊碾:是将单根或多根研棒或环装入磨腔内,借助某种特殊力使磨腔内的棒或环作旋转运动,棒与棒之间或环与环之间以及它们与磨腔内壁之间产生的碰撞、挤压、研磨、剪切等作用使物料粉碎。（2）高速旋转撞击式粉碎:主要是利用高速旋转的部件产生的强冲击力、剪切力摩擦而使物料被粉碎。常见的有销棒粉碎机、摆锤式粉碎机、轴流粉碎机、离心分级磨、筛分磨等。（3）球磨:其种类有普通球磨机、振动磨、搅拌磨等。普通球磨机是用于超微粉碎的传统设备。振动磨是用电机使筒体内的研磨体产生抛射、冲击和旋转运动,物料在研磨体的冲击和磨剥下获得均匀粉碎。搅拌磨是一种内部有动件的球磨机,靠内部动件带动磨介运动来对物料进行粉碎。（4）气流粉碎:它是在高速气流作用下,物料通过本身颗粒之间的撞击,气流对物料的冲击剪切作用以及物料与其它部件的冲击、摩擦、剪切而使物料粉碎。（5）液流粉碎:用高压液体通过喷射器加速,形成高速流动,带动其中固体颗粒作高速运动,然后与靶板或相反方向的另一股射流形成高速碰撞,使物料破碎。除此之
外,还有辊压、超声粉碎、高压膨胀式粉碎等设备。
1.3中药粉碎设备药品的生产有其严格的质量检测标准,一般的粉碎设备并不直接适用于药品的生产,目前研制生产的设备大多由矿物粉碎设备改进而来,国外于中药的粉碎设备资料较少,以下仅对国产的部分中药粉碎设备做一些分析。（1）振动磨粉碎机:济南某粉体公司研制的新型第3代振动磨,利用高强度的振动使物料在磨筒内受到高速度的撞击、切磋,可在极短的时间内达到理想的粉碎效果,并可使物料达到精密的混合（分散）效果。改机型有其不足的地方,产品粒度与给料zui大粒度有关,当给料zui大粒度为10mm左右时,产品粒度大于10μm;另外,在无法工作时,对中药的水分较敏感,水分增加,生产能力下降。（2）机械剪切式粉碎机:无锡某大学研制成功的机械剪切式超微粉碎机能地使纤维微粒化,成功地用于大豆全粉、绿豆全粉的生产,可得到粒径小于2μm的微细纤维[3]。该机型不适宜粉碎含糖含油多的中药。（3）气流粉碎机:南京某大学超细粉体工程技术研究中心研制的GQF型超音速气流超细粉碎分级系统,集多项喷管技术、流化床技术及卧式分级系统于一体,有良好的自动分级功能,产品粒度细且均匀,粉体粒度小于2μm。浙江省某机械厂将高精度涡轮式分级和高速冲击微粉碎机相结合,开发出新一代节能CWJ超微粉碎机,通过气流的膨胀较成功地解决了粉碎过程中的温升问题,且具有非常好的使用可靠性,粉碎粒度达10μm以下,粒度无级可调。该类机型不足之处在于,设备制造成本高,一次性投资大,能耗高,能量利用率较低,故产品的成本高。（4）低温粉碎机:江阴市某低温设备厂于1994年开始开发生产DFZ一系列超低温粉碎机,并成功地将此技术应用于甲鱼、魔芋、枸杞、茶叶、南瓜、胡椒、核桃仁、牛骨、羚羊角等原料的粉碎。杭州某制药厂与浙江某大学共同开发了ZU-1型低温粉碎装置,该机选用SF-170型锤式粉碎机为粉碎机械。以液氮为冷剂,可以进行多种类、小批量中药材以及食品的粉碎。该机结构简单,拆卸方便,比较适合我国国情。该粉碎装置可直接出料或经旋风分离后出料,视产品粒度的不同要求而定。以上两种机型的不足之处在于产量低,对投料粒径要求高;在需要分级系统时,有产生混粉和杂菌污染的可能。
2中药粉碎设备存在的问题
从已有的资料来看,当前的中药粉碎设备虽然较成功的实现了中药粉碎粒度的要求,但还存在一些急需解决的问题,主要表现为:（1）效率低。粉碎机械中的物料只有一部分受到外力而破碎,而另一些物料因接受的外力不足不能破碎。在一般情况下,粉碎机械的效率很低,其余的能量消耗在:未粉碎粒子的弹性变形;物料在粉碎室内的迁移;粒子间的摩擦;粒子与粉碎机械间的摩擦;生热;振动与噪音;电机与传动装置的损耗等。因此,粉碎设备的效率常常很低。（2）温度升高。粉碎过程中有部分机械能转变为热能,导致温度过高,造成某些物料的损失,或有的受热而分解,或有的变枯、变软,影响粉碎的正常运行,在粉碎过程必须采取适当的降温措施。对热敏性、含糖含油的中药,一般采取低温粉碎,冷却方法主要有喷淋法、浸喷法、喷淋和浸渍的混合法、气冷法等,商品化的低温粉碎机,大都采用液氮作冷剂,这却增加了产品的成本。（3）细粉过多。粉碎系统中如有过多已
达到某种细度的粉末,混在粗粒中间起缓冲作用,消耗了大量机械能,引起升温等不利的影响。因此应随时排除已达到粒度的粉末,在粉碎机上装筛子或使用其它措施进行分级分离[3]。但是对于某些类型的粉碎设备进行实时排除已达粒径的粉末,还有许多困难。（4）重新结块。粉碎引起表面能的增加,由于表面自由能会趋向降低,已粉碎的粉末有重新结聚的倾向,故不稳定。重新结块在粉碎过程中和粉碎后都会存在,在粉碎过程中的危害主要是使效率过低,温度升高;在粉碎之后的危害主要是成品在使用时浸出率的降低。（5）设备选材不适当。中药的质量控制是药品生产和安全使用的保证。在粉碎过程中,涉及到机械磨损的问题,要防止机械磨损的微粒混入药材中,影响药性,对人体有害,在选材时往往选用耐磨材料,同时还考虑所选材料与被粉碎物料是否会发生不良反应。低温粉碎时,还要使用耐低温的材料,一次性投资高。
3中药超微粉碎设备的发展趋势
由于中药材种类的多样性,以及国家对药品加工的严格要求,必将促进中药粉碎设备的不断发展,其发展和研究主要包括:（1）开发粉碎与分级相结合的闭路工艺及设备,从而降低能耗,提高生产率[4]。（2）提高和改进现有粉碎设备的性能,降低成本。（3）实现工艺研究和设备开发的一体化,根据中药材的性能进行设备的开发设计。（4）从节能和安全性方面考虑,针对不同的粉碎设备,提取一个或几个状态参量作为监测参量,由数字信号处理器（DSP）对这些监测参量的
分析,来判断该设备的运行状态,进而采用控制机械对设备进行智能控制以保持设备的*工作状态。如低温粉碎设备中,可以对冷却温度、进料量、原料的粒度分布等参数进行实时监测。（5）为防止中药挥发性成分的丢失以及生产结块,在粉碎设备内部设计能对中药采取表面处理的机械。（6）提高物料在粉碎中的破碎比例,可通过工艺流程“前处理→粗粉碎和筛分→细粉碎和筛分→成品”来提率[5]。（7）开发出的设备除了具有可行性、可靠性、经济性、生产能力大、产量高、使用寿命长等优点外,还要使设备规范化、标准化、科学化、体系化,使产品质量监控贯穿整个粉碎工序。