《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計(jì)》混合與制粒設(shè)備

1、 第二章 混合與制粒設(shè)備第一節(jié) 混合混 合 混合的概念 混合是指兩種或兩種以上的固體粉料，在混合設(shè)備中相互分散而達(dá)到均一狀態(tài)的操作。 混合設(shè)備中固體可分為粒體和粉體。粒體的力學(xué)行為主要受到重力控制，而粉體(粒徑小于50微米)的力學(xué)行為受到附著力控制。附著力越大粉體越容易形成凝聚體，即容易發(fā)生逆粉碎現(xiàn)象。粒徑大小對(duì)混合物性能的影響主要是通過(guò)兩相的界面作用的，過(guò)小的粒子對(duì)混合物的力學(xué)性能不一定有好處。 由于需要混合的物料粒度小，密度小，附著性、凝聚性、分散性強(qiáng)等特點(diǎn)，給混合操作帶來(lái)一定的難度。混合效果直接影響制劑的外觀質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量。如在片劑生產(chǎn)中，混合不好，片劑會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)，崩解時(shí)限、強(qiáng)度不合格等

2、，從而影響藥效。特別是含量非常低的毒性藥物、長(zhǎng)期連續(xù)服用的藥物、有效血藥濃度和中毒濃度接近的藥物等情況。混合機(jī)理 對(duì)流混合 粒子由一個(gè)空間位置向另一個(gè)空間位置的運(yùn)動(dòng)，兩種或兩種以上組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，以期達(dá)到各組分的均布。 剪切混合(紊流擴(kuò)散) 粒子群內(nèi)部作用力使得在不同區(qū)域間發(fā)生剪切作用而產(chǎn)生滑動(dòng)面，破壞粒子群的凝聚狀態(tài)。 擴(kuò)散混合 相鄰粒子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)相互交換位置而進(jìn)行的局部混合。 混合度 混合度的概念 混合度是衡量混合過(guò)程中物料混合均勻程度的指標(biāo)。 混合度可用混合前后的顏色、示蹤劑、粒度分布等各種物理量的變化來(lái)判斷。均一的混合物是指在混合物中任一點(diǎn)檢出的主要成分的概率都相等

3、，稱為統(tǒng)計(jì)上的完全混合狀態(tài)。 影響混合的因素 物料的粉體性質(zhì) 粒徑、粒子形態(tài)、密度等存在差異時(shí)，混合后容易發(fā)生離析現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)粒徑的影響最大，密度的影響在流態(tài)化操作中比粒徑更顯著。 設(shè)備類型 混合機(jī)內(nèi)部形狀及尺寸，材料表面等情況。 操作條件 物料的充填量、裝料方式、混合比、混合機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及混合時(shí)間等影響混合效果。混合設(shè)備 混合設(shè)備分類 根據(jù)容器是否運(yùn)動(dòng)大致可分為兩大類：容器旋轉(zhuǎn)型和容器固定型。 根據(jù)分期施加的動(dòng)能，可以分為容器回轉(zhuǎn)式、機(jī)械攪拌式、氣流式以及這幾種類型的組合形式。 容器旋轉(zhuǎn)型 這類混合機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，混合速度慢，混合度較高，混合機(jī)內(nèi)部清掃容易。適用于物性差異小、流動(dòng)性好的粉體間

4、的混合。但不適用與含有水分、附著性強(qiáng)的粉體混合。轉(zhuǎn)速和混合時(shí)間對(duì)混合效果影響顯著！ 典型代表：V型混合機(jī)和三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)V型混合機(jī) 工作原理 隨著混合室的旋轉(zhuǎn)，粉粒體在V型圓筒內(nèi)連續(xù)反復(fù)地分割、合并。反復(fù)進(jìn)行剪切和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，同時(shí)粒子之間產(chǎn)生滑移，進(jìn)行空間多次疊加。粒子不斷分布在新產(chǎn)生的表面上，當(dāng)容器圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，容器內(nèi)的物料一合一并，容器不停轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)物料多次的分開與混合，從而達(dá)到混合效果。 特點(diǎn) 具有筒體無(wú)死角，不積料，速度快，混合時(shí)間短的特點(diǎn)，筒體及外觀部位采用不銹鋼材料制成，快接獨(dú)特設(shè)計(jì)，可快速更換，清洗方便。三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī) 工作原理 SYH型三維混合機(jī)當(dāng)主動(dòng)軸以等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)軸則以

5、變速向相反方向旋轉(zhuǎn)，使料筒同時(shí)具有平穩(wěn)、自轉(zhuǎn)和可倒置的翻滾運(yùn)動(dòng)，迫使料筒內(nèi)的物料受到強(qiáng)烈的交替脈沖作用而產(chǎn)生沿筒體環(huán)向、徑向和軸向的三個(gè)方向的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，物料交替地處于聚集和彌散狀態(tài)。 特點(diǎn) 主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，物料在容器內(nèi)除被拋落、平移外，還作翻倒運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行有效的對(duì)流混合、剪切混合和擴(kuò)散混合，使混合在沒有離心力作用下進(jìn)行，故具有混合均勻程度高、物料裝載系數(shù)大的特點(diǎn)，特別是物料間密度、形狀、粒徑差異較大時(shí)能夠得到很好的混合效果。 雙臂快夾容器式混合機(jī) 工作原理 快夾容器式混合機(jī)在混料操作時(shí)，推入方型回轉(zhuǎn)臂內(nèi)，臂內(nèi)壓力傳感器在感知有料斗進(jìn)入，方型回轉(zhuǎn)臂開始提升，夾緊裝置動(dòng)作，并將料斗夾緊,使料斗離開

6、地面一定距離以便回轉(zhuǎn)。混合機(jī)回轉(zhuǎn)按工藝參數(shù)進(jìn)行混合作業(yè)。 特點(diǎn) 1、該機(jī)是機(jī)、電、液、氣一體化高科技產(chǎn)品。采用工業(yè)微機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)操作。結(jié)構(gòu)合理、工作平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)便、工藝參數(shù)調(diào)整方便。 2、單機(jī)可配多種規(guī)格和數(shù)量的料斗；混合后的物料隨料斗從回轉(zhuǎn)臂上隨斗卸下，可直接轉(zhuǎn)入下道工序。這樣不但大大提高了混合機(jī)的使用效率，同時(shí)也避免了因轉(zhuǎn)料造成物料污染。 3、本機(jī)料斗“斜夾”的獨(dú)特設(shè)計(jì)，能使物料在混合過(guò)程中產(chǎn)生多維運(yùn)動(dòng)從而大大地提高了混合的均勻度,提高了料斗的裝載系數(shù)。 4、該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，維修、清洗方便，符合藥品GMP的要求。 5、內(nèi)置有全自動(dòng)故障自診斷系統(tǒng)，對(duì)故障部位及原因有提示報(bào)警功能

7、。容器固定型混合機(jī) 槽型混合機(jī) 工作原理 工作時(shí)螺旋帶表面推動(dòng)物料移動(dòng)，由于物料間相互摩擦作用，使得物料上下翻動(dòng)，同時(shí)一部分物料也沿螺旋方向滾動(dòng)，形成了部分物料發(fā)生螺旋狀的軸向移動(dòng)，而在螺帶中心處物料與四周物料的位置發(fā)生更換，從而達(dá)到混合目的。 特點(diǎn) 槽型混合機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但這類混合機(jī)的混合強(qiáng)度較小，所需混合時(shí)間較長(zhǎng)。此外，當(dāng)兩種密度差異較大的物料進(jìn)行混合時(shí)，密度大的物料容易沉積在底部。攪拌效率低，混合時(shí)間長(zhǎng)，而混合時(shí)攪拌軸兩端的密封件容易漏粉，影響產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。 錐形混合機(jī) 工作原理 錐形混合機(jī)內(nèi)部有一個(gè)或兩個(gè)與錐體壁平行的提升螺旋，混合過(guò)程主要由錐體的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)以不斷改變物料的

8、空間位置來(lái)完成。 特點(diǎn) 螺旋錐形混合機(jī)攪拌作用力中等，可用于固體間或固體與液體間的混合。由于物料自上向下在錐體內(nèi)不斷翻滾，不同進(jìn)料容積能夠得到基本一致的混合效果。這類混合機(jī)操作時(shí)錐體密封，有利于生產(chǎn)安全和改善勞動(dòng)環(huán)境。立式螺帶混合設(shè)備 特點(diǎn) 螺帶式混合機(jī)適用于固（粉）固（粉）的混合及固（粉）液的混合。 適用于常壓操作環(huán)境。一個(gè)直接的驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)，特殊扭矩控制的聯(lián)軸器可以使機(jī)器在滿負(fù)荷的情況下啟動(dòng)，防止由于超負(fù)荷引起的危險(xiǎn)。 可根據(jù)用戶要求，設(shè)計(jì)成帶真空螺帶式混合機(jī)、帶冷卻螺帶式混合機(jī)或加熱夾套螺帶式混合機(jī)。 混合速度快，一般粉體混合需十分鐘左右。 有手動(dòng)螺帶式混合機(jī)、電動(dòng)螺帶式混合機(jī)、氣動(dòng)螺帶式混合機(jī)三種出料方式 。混合設(shè)備選型的基本原則 根據(jù)過(guò)程的要求進(jìn)行選型 (1) 產(chǎn)品的純度 混合器內(nèi)表面應(yīng)進(jìn)行高精度拋光處理，而且要易于清洗操作。例如，轉(zhuǎn)筒式混合設(shè)備。 (2) 密閉性 轉(zhuǎn)筒式混合設(shè)備密封性好，但不利于工作期間向內(nèi)部加料，難以目測(cè)或機(jī)械監(jiān)測(cè)混合過(guò)程。 (3) 粉碎作用 如要求粉碎作用較小時(shí)，應(yīng)避免選用高速葉輪混合器。 (4) 溫升問(wèn)題 混合過(guò)程中產(chǎn)生溫度升高對(duì)物料有影響時(shí)應(yīng)該避免選用帶有大量能量輸入的設(shè)備。 (5) 磨損問(wèn)題 物料研磨性強(qiáng)的顆粒對(duì)設(shè)備的磨損較大時(shí)可以選用帶有耐磨襯料的轉(zhuǎn)筒式混合機(jī)。 根據(jù)混合物的質(zhì)量要求選型 混合設(shè)備的混合質(zhì)量與