制粒(丸)技術(shù)的研究進(jìn)展

來源:技術(shù)探討性文章時間:2013-05-30

【摘要】  介紹顆粒的概念、作用,各種常用制粒方法,及各方法的適應(yīng)范圍,總結(jié)制粒(丸)的原理,針對現(xiàn)有難制粒物料如高吸濕高粘性物料,制粒方法設(shè)備的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】 高吸濕物料  高粘性物料   制粒技術(shù)  制粒機(jī)  制丸  干燥  PLC  自動控制  生產(chǎn)線  低聚糖  調(diào)味品  GMP

顆粒(丸)劑因具有:“三效”(高效、速效、長效)、“三小”(劑量小、毒性小、作用小),以及“五方便”(服用、攜帶、貯藏、組方、運(yùn)輸方便)等特點(diǎn),在醫(yī)藥、化工、食品、催化劑等行業(yè)應(yīng)用越來越普遍。

中藥制粒技術(shù)是指將藥材的提取物與適宜輔料或與部分藥材細(xì)粉混勻,制成具有一定形狀或大小的干燥顆粒的操作技術(shù)1。延伸開,制粒技術(shù)就是:將原料粉末或塊狀物,通過一定的工藝,利用相應(yīng)的設(shè)備,制成具有一定形狀或大小的干燥顆粒5的操作技術(shù)。

丸劑成形技術(shù)是指將原料粉末加適宜的黏合劑或其他材料制成的球形或類球形制劑的技術(shù)。

GMP的定義:質(zhì)量保證部分,確保產(chǎn)品一致性生產(chǎn),符合與其用法相適應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2

由于物料之間性質(zhì)的不同,針對具體物料,開發(fā)更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保、更符合GMP要求的制粒(丸)技術(shù),已經(jīng)成為熱點(diǎn)和降本生效的重要措施之一。對于我國制藥行業(yè)和食品行業(yè)的發(fā)展、對于粉體及液體需要升級到顆粒的產(chǎn)品行業(yè),具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

本文就常用制粒(丸)方法及適用范圍作了簡單探討,并對高吸濕高粘性物料制粒(丸)方法的改進(jìn)作了展望。

常用制粒(丸)方法。
常用制粒方法有:濕法制粒、干法制粒、噴霧制粒、流化床制粒、熔融法制粒和液相中晶析制粒等??筛鶕?jù)所需要的顆粒特性選擇適宜的制粒方法。

   常用制丸方法有:擠壓方法、搓丸方法、流化床制丸法、滴丸方法。

一、濕法制粒應(yīng)用為廣泛。濕法制粒方法有:擠壓制粒、轉(zhuǎn)動制粒、高速攪拌制粒等,發(fā)展十分迅速。

濕法制粒原理:將原料粉末與潤濕劑或黏合劑混合均勻,制成軟材,再采用擠壓、轉(zhuǎn)動、切割的方法制成顆粒。

相應(yīng)現(xiàn)有的機(jī)型有:YK型搖擺顆粒機(jī);ZL型旋轉(zhuǎn)式制粒機(jī);GHL高速混合制粒機(jī);轉(zhuǎn)動圓盤造粒機(jī)。

YK型搖擺顆粒機(jī):將潮濕粉末混合物,在旋轉(zhuǎn)滾筒的正反轉(zhuǎn)作用下,強(qiáng)制性通過篩網(wǎng)而制成顆粒。

ZL型旋轉(zhuǎn)式制粒機(jī):通過一組旋轉(zhuǎn)碾刀,將前道工序制成的濕材注入環(huán)碾刀的不銹鋼篩筒篩孔中,從而制成圓柱狀的濕顆粒。

GHL高速混合制粒機(jī):粉體物料與粘合劑在圓筒形容器中由底部混合槳混合成濕潤軟材,然后由側(cè)置高速粉碎槳切割成均勻的濕顆粒。

轉(zhuǎn)動圓盤造粒機(jī):通過轉(zhuǎn)盤,筒壁,重力的作用,將物料搓成顆粒。

對于加入潤濕劑、粘合劑,可以形成手捏成團(tuán),而團(tuán)塊又可以容易分散的物料粉末,應(yīng)用濕法制?!   。ㄍ瑁C(jī)是比較理想的選擇。

二、干法制粒

干法制粒有許多優(yōu)點(diǎn),制得的顆粒密度較高,添加劑少,并且顆粒呈現(xiàn)一致性。

干法制粒的原理:通過模具的壓力作用,產(chǎn)生粘力來源,從而將物料粉末制成顆粒。

干法制粒適用于:通過物料粉末自身的粘結(jié)力、析出的內(nèi)部水產(chǎn)生的粘力、添加粘結(jié)劑產(chǎn)生的粘力,產(chǎn)生足夠的粘力,能將物料粉末粘結(jié)起來的物料粉末。

三、噴霧法

噴霧制粒法:將物料溶液或混懸液通過霧化器噴霧于干燥室內(nèi)的熱氣流中,使水分迅速蒸發(fā)而直接制成球狀干燥細(xì)顆粒的方法。

適用于要求粒徑80-300目的球形細(xì)小顆粒,物料本來是或可以制成溶液或混懸液的產(chǎn)品。

四、流化床5

流化床制粒3是利用熱氣流使流化床的“底料”呈現(xiàn)沸騰狀,將潤濕劑、黏合劑、或母液均勻噴入使之團(tuán)聚成粒或包覆成粒的方法,混合、制粒、干燥在一臺設(shè)備內(nèi)完成,也稱一步制粒法。

對于不吸濕物料但噴入粘結(jié)劑可以團(tuán)聚、吸濕但產(chǎn)生的粘性不足以粘壁的物料、在流化狀態(tài)下粉末可以很好沉降的物料,流化床制粒均可以很好的適應(yīng)。

五、熔融法

熔融法制粒:通過熔融的黏合劑將物料粉末黏合在一起制成顆粒的方法,或?qū)⑽锪现苯尤廴诤?,冷卻制成顆粒(丸)的方法。

前種方法適用于對水、熱不穩(wěn)定的物料。后種方法適用于物料可以很好熔化,并且可以很好冷卻、冷卻后不易粘的物料。

六、液相中晶析制粒法

原理:物料在液相中析出結(jié)晶的同時,借液體架橋和攪拌的作用聚結(jié)成不規(guī)則顆粒或球形顆粒的方法。
本文屬于日發(fā)技術(shù)探討性文章

 

 

 

制粒(丸)的原理總結(jié)
  總結(jié)制粒(丸)的原理,才能對現(xiàn)有制粒(丸)的方法、設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。

制粒(丸)的原理有:

一、              液體物料

1、  直接噴霧造粒。

2、  利用晶種,再噴霧到晶種上造粒(丸)。

3、  液相中晶析制粒法。

二、              固體粉末

1、  加入潤濕劑、黏合劑、母液、熔融液,使粉末間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼澈狭χ瞥绍洸?,再采用擠壓、切割、搓動的方法,來制粒(丸),然后干燥。即濕法制粒。

2、  通過模具的壓力作用,使粉末間產(chǎn)生粘力,從而將物料粉末制成顆粒。

粘力來源有:物料粉末自身的粘結(jié)力、析出的內(nèi)部水產(chǎn)生的粘力、添加粘結(jié)劑產(chǎn)生的粘力。

3、  噴入潤濕劑、黏合劑、母液、熔融液,讓處在流化或運(yùn)動狀態(tài)中的粉末之間產(chǎn)生足夠團(tuán)聚力,從而形成顆粒。如果能返回足夠的晶種或連續(xù)加入晶種,就可以連續(xù)制粒。

4、  將物料熔融后,再冷卻制粒。

三、              塊狀物料

1、  直接粉碎成顆粒。

2、  粉碎成細(xì)粉采用固體粉末的制粒方法。

3、  溶化后采用液體的制粒方法。

  現(xiàn)有難制粒的物料
  作者根據(jù)長期的實(shí)踐,總結(jié)以下一些目前制粒存在困難或制粒方法不經(jīng)濟(jì)的物料種類。

1、  高吸濕性,吸濕后呈現(xiàn)高粘性的物料。比如各種低聚糖類,如黃原膠、異麥芽酮糖醇、異麥芽酮糖、果寡糖(FOS、低聚糖)、多糖等。

2、  吸濕強(qiáng)、粘度大、熱敏性的物料。如含有較多粘稠成份的中藥類。

3、  物料粉末較細(xì)小于200目,易飄浮并且使用濕法無法制粒的物料。如調(diào)味品洋蔥粉,此類物料較輕較細(xì),并且粒度分布不均勻、吸水強(qiáng),飄浮到空中對環(huán)境污染也較大,要求做成70-100目流動性好的細(xì)小速溶顆粒。

4、  用濕法制粒無法制粒,或需要大量有機(jī)溶劑才能做,成品為大顆粒沖劑的物料。如大豆提取物的食品沖劑。

5、  不能添加任何成雜質(zhì)成份,依靠自身粘結(jié)力又不能

 

1、       需要堆密度較大和產(chǎn)品品質(zhì)一致性(堆密度、粒徑、外觀球形化)的顆粒。

2、       高吸濕、高粘物料采用現(xiàn)有制粒方法根本制不成顆粒的物料。

以上物料,現(xiàn)有制粒方法有:

1)  采用乙醇濕法制粒,再烘干,成品在開始和乙醇揮發(fā)后品質(zhì)不一樣,成本較高。制粒過程中因?yàn)槿軇?,也存在環(huán)保和安全性的問題。

2)  干法制粒:一方面因?yàn)楦呶鼭窈透哒承允怪屏W兊美щy,另一方面制成的顆粒因太緊而使溶解度不合格。

3)  普通流化床制粒(包括沸騰制粒和噴霧制粒):適用于粘度一般、吸濕一般的物料,對于以上物料,不適用的問題有:

因?yàn)榱吮WC流化,所需風(fēng)量較大,在物料顆粒小于150目時,物料易跑入布袋,造成成品率較低。

使用沸騰制粒時,使顆粒堆密度較小和顆粒較小從而達(dá)不到要求;使用旋流床時,風(fēng)量太小,會導(dǎo)致物料從旋流板漏下;在采用流化床制以上物料顆粒時,物料易死床,從而破壞制粒操作,并且制成的粒干燥度常有不合格的問題。

當(dāng)使用溶劑作為粘結(jié)和潤濕劑時,安全和經(jīng)濟(jì)性又不好。

3、       因是大顆粒,采用底噴包衣包層易產(chǎn)生裂紋(底噴包衣適用于0.4-1.3mm丸劑)、旋流包衣風(fēng)量太大或包不好(適用于1-3mm的丸劑)、高效包衣機(jī)效率太低(主要適用于片劑),上述包衣機(jī)包不好的物料可以考慮該種機(jī)型。

制粒(丸)技術(shù)的展望
  由于不同制粒方法和制粒條件所獲得的顆粒不同,如何根據(jù)不同制粒目的和物料性質(zhì)選用與操作設(shè)備,確定制劑的成型工藝起著重要作用。針對所制粒的用途或物料進(jìn)入機(jī)體,同機(jī)體發(fā)生作用4的具體特性,從而決定物料合適的操作配方和成型工藝。

  顆粒的成品指標(biāo)主要有:粒形、粒度、相對密度、成份指標(biāo)、溶解性、穩(wěn)定性、色澤、收率、衛(wèi)生指標(biāo)、含水量、雜質(zhì)、吸濕性等。根據(jù)所要求目的和各機(jī)型的特點(diǎn),確定機(jī)型和改進(jìn)的需要。
本文屬于技術(shù)探討性。