制药设备与工艺设计绪论及第一章

2014年制药设备与工艺设计绪论及第一章制药设备与工艺设计教师：杨蓉2013-2014学年第2学期2014年制药设备与工艺设计绪论及第一章绪论•制药设备与工艺设计的重要性–制药设备与工艺设计的研究对象–制药工艺设计的全过程–制药设备与制药工艺设计是息息相关的整体技术的两个方面•学习本课程的重要性2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章第一章粉碎及筛分设备第一节粉碎设备•概述–粉碎的概念–粉碎目的①增加药物的表面积，促进药物溶解；②增加有效成分溶出；③利于制备多种剂型；④便于调剂与服用。大块固体物料固体药物碎块或细粉微粉机械力其他方法2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–粉碎原理•基本原理：借助外力部分地破坏分子间的内聚力•粉碎的施力种类压缩、劈碎、冲击、弯曲、剪切和摩擦等•平均破碎比（i=D均/d均）或称破碎比、粉碎比公称破碎比（i公称=Dmax/dmax）•粉碎机械的基本技术经济指标是破碎比和单位电耗2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–粉碎的操作方式•分批粉碎与连续粉碎连续粉碎又分为开路粉碎和闭路粉碎•干法粉碎与湿法粉碎•低温粉碎•混合粉碎2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–粉碎机械的分类•物料粉碎方法（按施加外力的不同分类）a.压碎；b.击碎；c.磨碎；d.劈碎；e.折碎压应力剪切应力弯曲应力拉应力2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章•粉碎阶段的划分–一个破碎段：物料经过一个破碎机或粉磨机。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–粉碎机械选用原则•掌握物料性质和对粉碎的要求•合理设计和选择粉碎流程及粉碎机械•周密的系统设计•锤式粉碎机–结构：箱体、转子、锤头、反击衬板、筛板等，主要工作部件为带有锤子（又称锤头）的转子。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–锤式破碎机工作原理：锤式破碎机主要是靠冲击作用来破碎物料，破碎过程大致如下：物料进入破碎机中,遭受到高速回转的锤头的冲击而破碎，破碎了的物料，从锤头处获得动能，以高速冲向架体内挡板、筛条，与此同时物料相互撞击，遭到多次破碎，小于筛条间隙的物料，从间隙中排出，个别较大的物料，在筛条上再次经锤头的冲击、研磨、挤压而破碎，物料被锤头从间隙中挤出，从而获得所需粒度的产品。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–锤式粉碎机的特点•破碎比大、单位产品能耗低、体积紧凑、构造简单、生产能力高；•锤子易磨损，使间隙增大，应常对筛条或研模板进行调整，以保证产品粒度不变。–锤式粉碎机的应用粉碎各种中硬度以下、磨蚀性弱的物料•球磨机–工作原理•基本原理：球磨机是装有研磨介质的密闭圆筒，在传动装置带动下产生回转运动，物料在筒内受到研磨和冲击作用而粉碎。•筒体转速与研磨介质的运动关系：2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章泄落状态抛落状态离心状态2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–球磨机种类•干法球磨机和湿法球磨机•间隙球磨机和连续球磨机•短球磨机、中长球磨机和长球磨机•球磨机（研磨介质为钢球或钢段）、棒磨机（第一仓研磨介质为圆柱形钢棒、其余各仓为钢球或钢段）、砾石磨（研磨介质为砾石、卵石、瓷球等）。•尾端卸料式球磨机和中央卸料式球磨机•中央传动式球磨机和筒体大齿轮传动球磨机2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–球磨机的特点（细磨机械）•优点：①适应性强、生产能力大；②破碎比大，粉碎物细度可调整；③操作方式灵活；④系统封闭，可达无菌要求；⑤结构简单、运行可靠、易于维修。•缺点：①工作效率低、单位产量能耗大；②机体笨重、噪声较大；③需配置昂贵的大型减速装置。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–球磨机的应用•结晶性药物、易融化的树脂和树胶、非组织性的脆性药物等的粉磨；•封闭操作使其可应用于刺激性药物、较大吸湿性浸膏、挥发性药物和其他细料药物•对铁起反应的药物可用瓷质球磨机•振动磨（细磨和超细磨）2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章•振动磨–筒体内研磨介质的运动状态：①强烈地抛射运动，可将大块物料迅速粉碎；②高速同向自转运动，对物料其研磨作用；③慢速的公转运动，起均匀物料作用。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–振动磨的特点•研磨效率高；•研磨成品粒径细、粒度分布较窄；•可实现研磨工序连续化，并可采用完全封闭式操作，改善操作环境；或充以惰性气体，用以易燃、易爆、易氧化固体物料的粉碎；•粉碎温度易调节；•外形小、占地面积小、操作方便、易维持管理；•噪声大，需采用隔音和消音设施。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章•振动磨–振动磨的分类：•惯性式和偏旋式•单筒式和多筒式•间歇式和连续式–振动磨应用广泛•脆性物料•任何纤维状、高韧性、高硬度物料•有一定含水率的物料2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章•气流粉碎机–工作原理（超细粉碎设备）•利用高速弹性气流喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的颗粒在自撞中或与冲击板、器壁撞击中发生形变、破裂，而实现超细粉碎。–类型①对喷式气流粉碎机②循环式气流粉碎机③扁平式气流粉碎机④流态化对喷（逆向）式气流粉碎机2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章对喷式气流磨2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章循环管式气流磨2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章扁平式气流磨2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–气流粉碎工艺（五部分组成）•以扁平式气流磨工艺流程为例：12、345–气流粉碎机的特点•优点：①粉碎强度大，产品粒度微细、可达数微米甚至亚微米，颗粒规整，表面光滑；②产品粒度分布窄，单一颗粒成分多；③产品纯度高，还可进行无菌作业；④可粉碎莫氏硬度大于9的坚硬物料；⑤适用于粉碎热敏性、易燃易爆物料；⑥可进行联合作业；⑦能量利用率高。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–气流粉碎机的特点•缺点：①辅助设备多、一次性投资大；②操作不稳定；③粉碎成本高；④噪声较大；⑤粉碎系统堵塞时发生倒料现象，喷出大量粉尘，恶化操作环境。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章第一章粉碎及筛分设备第二节筛分设备•概述–制药工业中，通过筛分可达到以下目的：①筛除粗粒或异物；②筛除细粉或杂质；③整粒；④粉末分级，满足丸剂、散剂等制剂要求。–筛分效率2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章5)-(1%1001001004)-(11001001003)-(11002)-(1%100100221122113322132311131232132211113ββββββββββββββmmmmmmmmmmmmmmmmmmmqqqqqqqqqqqqqqqqqqq–筛分效率影响筛分效率的因素①给料粒度；②给料中水分含量。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–药筛类型•冲制筛筛孔坚固、孔径不易变动，多用于高速运转粉碎机的筛板及药丸的筛选。•编制筛易发生移位而使筛孔变形，故常将金属筛线交叉处压扁固定。目数表示筛号和粉体粒度。2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–粉末分级•最粗粉指能全部通过一号筛，但混有能通过三号筛不超过20%的粉末•粗粉指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过40%的粉末•中粉指能全部通过四号筛，但混有能通过五号筛不超过60%的粉末•细粉指能全部通过五号筛，并含能通过六号筛不少于95%的粉末•最细粉指能全部通过六号筛，并含能通过七号筛不少于95%的粉末•极细粉指能全部通过八号筛，并含能通过九号筛不少于95%的粉末2013年制药设备与工艺设计绪论及第一章–筛分设备的选用原则①筛选设备所用筛网规格应按物料粒径选取；②筛面要耐磨损、抗腐蚀、可靠性好；③单位处理能力要高，维修时间短（一般不超过1h），噪声低。