中國粉體網訊 俗話說,工欲善其事,必先利其器。在中藥制劑生產過程中,物料的混合是一個關鍵工藝操作環節,混合后物料的均勻程度直接關系到藥物制劑的含量均勻性,影響產品的質量和療效。
從混合的物料對象來看,混合設備可以分為固體物料混合設備、液體物料混合設備、半固體物料混合設備。
固體物料混合設備,主要用于粉體、顆粒的混合,是目前發展最快、品類最齊全的一類混合設備,主要包括V型混合機、雙錐型混合機、二維混合機、三維混合及以及目前應用較為廣泛的料斗混合機。
半固體物料混合的機理
依據物料在混合設備內的運動狀態,半固體物料混合過程的機理主要分為3種:
①對流。通過混合設備內的攪拌漿等內部構件的旋轉運動,促使物料大幅度進行移動,從而形成物料流動,即物料從混合設備內一處遷移到另一處,而另一處物料進行對向運動,物料在對流中相互滲透而形成混合狀態;
②剪切。剪切構件由轉動速度更快的轉子和定子構成,混合物料轉子和定子間高速碰撞、分散,物料彼此形成相對滑動而發生混合狀態;
③擴散。通過混合設備內的物料相互變更位置所引起的局部混合。與對流混合相比,其混合速度和程度均顯著降低,但其混合狀態可達到均勻的狀態,且擴散過程是無序的,一般伴隨對流和剪切同時發生。
一般情況下,各類混合設備內,以上3種機理基本同時存在,不同的是,由于各類物料物理性質的差異和混合設備的構件形式不同,對混合操作的影響程度有所差異。
半固體物料混合設備
目前,在藥物制劑生產實踐中,可以用于半固體物料的混合設備包括夾層鍋、槽形混合機、均質制膏機、高效潮料攪拌混合機等。
(1)夾層鍋
夾層鍋由鍋體和支腳組成。鍋體是由內外球形鍋體組成的雙層結構形式,通過電機帶動攪拌槳對物料進行攪拌混合,混合主要以對流混合為主。此外,中間夾層通入加熱介質(蒸汽、導熱油、熱水等)加熱。有固定式、可傾式等樣式。傾倒式夾層鍋通過手柄帶動鍋輪鍋桿轉動鍋體,從而實現倒料操作。
夾層鍋結構示意圖
夾層鍋是藥物制劑生產中使用較早的混合設備之一,特別是中藥及食品行業中,可用于粉狀物和液體物料的均勻混合,設備簡單,便于操作和控制。
不足
夾層鍋內攪拌槳并不能完全覆蓋腔體,容易出現混合死角,導致混合不均勻現象的發生,混合均勻性較差。攪拌混合完成后,只能傾倒式出料,出料不方便、不徹底,黏度較大的產品轉移得效率低,不容易實現參數的在線控制和記錄。
(2)槽形混合機
槽型混合機由電機通過鍋輪、鍋桿結構帶動攪拌槳使其轉動混合過程主要以對流混合為主。攪拌軸兩端有單向推力球軸承和徑向推力球軸承,能防止因負荷作用而產生的竄動或移位。攪拌軸兩端有調整螺釘,可調整右側動力渦輪的軸向位置,使渦輪與蝸桿的中心線對正。倒料時,按動設備的點動按鈕,且渦輪、蝸桿傳動有自鎖功能,因此混合槽可在任意角度停住進行倒料操作。
槽形混合機結構示意圖
性能
槽型混合機是制劑生產中使用較早的混合設備,主要用于不同比值的干性或濕性粉狀物的均勻混合,其裝載物料比較方便,且便于操作和控制,常用于中藥粉的混合、中藥軟材的生產。
槽型混合機內的螺旋狀攪拌槳并不能完全覆蓋槽型腔體,容易出現混合死角,導致混合不均勻現象的發生。槽型混合機內的螺旋狀攪拌槳兩端的軸承密封是與物料接觸的,設備長時間運行容易漏潤滑油、漏物料,造成污染風險。槽型混合機攪拌混合完成后,只能傾倒式出料,出料不方便,不徹底,產品轉移得率低。槽型混合機不方便做夾套,對于需要保溫攪拌混合的物料,則不適用。
(3)真空制膏機
真空制膏機由真空系統、加熱系統、升降系統、攪拌槳和混合罐體、控制系統等構成。物料加入罐體內,開啟攪拌槳、剪切刀進行混合,混合過程既有對流混合,也有剪切混合,此外,還可以按照需要進行抽真空、加熱等操作,攪拌槳的升降使用液壓缸進行升降,攪拌混合完成后,物料通過傾倒出料,或通過海底閥進行出料操作。
真空制膏示意圖
性能
真空制膏機主要用于乳膏、軟膏等生產的主要設備,在日化行業中應用較廣,對于較低黏度的物料,攪拌混合具有明顯優勢,其生產參數可控,可在線記錄。
不足
真空制膏機作為獨立設備系統,占地面積較大,操作復雜。由于混合罐體是固定的,對于攪拌混合完成的物料轉移至下工序進行后續操作而言,仍然存在物料轉移不方便、不徹底的缺點。同時,也存在清潔不方便的缺點;特別是對于黏度較高、相對密度較大的物料混合,其攪拌槳結構不能充分使物料混合均勻。
高效潮料攪拌混合機
物料在混合筒體內,通過中心攪拌槳(10~600rpm變頻可調)和框式攪拌槳攪拌(10~60rpm變頻可調),中心攪拌槳以剪切作用為主,框式攪拌槳以對流作用為主,并兼具擴散效果,加速物料的混合,可以有效縮短攪拌時間,提高物料混合均勻度。同時,加料和出料時,混合筒體可以移出設備,作為運轉中介使用,減少物料損耗。
高效潮料攪拌混合機示意圖
1-攪拌電機;2-減速器;3-外罩;4-導向桿;5-定位桿;6-防撞盤;7-液壓缸;8-接近開關;9-導向輪;10-視鏡孔;11-攪拌槳;12-投料孔;13-混合桶體;14-觸摸屏及外罩;15-機柜;16-出料閥;17-接近開關;18-接近開關;19-設備骨架;20-筒體支腳;21-設備骨架;22-設備支腳;23-筒體腳輪
我國制藥工業不斷發展,對粉體混合的質量提出了更高的要求。粉體混合是制藥工業的重要組成部分,因此制藥工業的工作人員應該選擇合適的粉體混合設備,掌握科學的選用原則和選用方法,以此提高粉體混合的效率和水平,促進制藥工業的可持續發展。
參考文獻:
劉獻洋,中藥半固體物料混合設備現狀分析及高效潮料攪拌混合機的應用。
王健,制藥工業粉體混合設備選用探討。