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粉碎及分级设备

锤式破碎机广泛用于各种中硬度以下、且磨蚀性弱的物料。 锤式破碎机由于具有一定的混匀和自清理作用,能够破碎含有水 分及油质的有机物。这种破碎机适用于药剂、染料、化妆品、糖、 碳块等多种物料的粉碎,但不适用于粘性固体药物的粉碎。缺点 是锤头易磨损,筛孔易堵塞,过度粉碎的粉尘较多。
(2)球磨机 -Biblioteka 细碎设备片剂制备工艺:2、粉碎机理:
固体物质分子间
凝聚力
物料所受的外力
压缩力、冲击力、剪切力、弯曲力
和摩擦力等几种类型。
{粗碎和中碎时以压缩力和冲击力为主, 超细碎时则以压缩力、冲击力、剪切力和摩擦力为主。
当物料颗粒受外力作用时其内部会产生应力,当应力超过其分子之 间的吸引力时就产生了颗粒的分裂。具体过程是:物料突出部位首先受 外力作用产生局部应力,局部温度升高引起物料膨胀而产生裂纹。随着 外力的增加,产生的应力集中作用在裂纹处,裂纹迅速伸长和扩散,使 物料破碎。
主要工作部件:带有锤子的转子。
转子
主轴 圆盘 销轴
锤子
工作原理:电动机带动转子在 破碎腔内高速旋转,物料自上 部给料口进入机内,受高速运 动的锤子强烈锤击,使药物被 锤碎或于衬板相撞而破碎。破 碎后微细颗粒通过筛板由出口 排出,不能通过筛板的粗颗粒 则继续在室内粉碎。选用不同 规格的筛板(网),可获得粒 径为4~325目的药物颗粒。
工作原理:球磨机是一种细碎设备,其罐体由不锈钢或陶瓷材料作 成,内装一定数量的钢球或瓷球。当罐体转动时,由于球体之间以 及球体与罐壁之间的摩擦作用,使得球体随罐壁转动上升到一定高 度后以抛物线方式往下落,从而对物料产生撞击和研磨作用并使物 料高度粉碎。
球磨机筒体的转速对粉碎效果有显著影响。
(a) 转速太高时,由于离心力的作用,研磨介质与物料黏附在筒体上一 道旋转,称为“离心状态”,研磨介质对物料起不到冲击和研磨作用。
振动磨的应用
振动磨的应用范围相当广泛,除可用于脆性物料的粉碎 外,对于任何纤维、高韧性、高硬度或有一定含水率的 物料均可粉碎,对于花粉及其他孢子植物等要求打破细 胞 壁 的物料 , 其破壁 率 高于 95% ; 适于粒 径 为 150~ 2000目的粉碎要求,同时适于干法和湿法粉碎,湿法粉 碎时可加入水、乙醇或其他液体。
固体物料的粉碎效果常常用破碎比(i)来表示,物料粉碎前颗粒的 平均直径(D)与粉碎后颗粒的平均直径(d)之比即为破碎比。
i D d
在衡量粉碎效果时,破碎比是检查粉碎操作的重要指标。
公称破碎比:破碎机的最大进口宽度与最大出料口宽度的比值作为该破 碎机的破碎比。
破碎机的破碎比在3~30之间,粉磨机的破碎比可达40~450或更大。
(4)低温粉碎 在粉碎前或在粉碎过程中对物 料进行冷却的粉碎方法叫低温粉碎。可以采用 冷冻原料、粉碎机夹层制冷、添加干冰或液氮 于物料中等低温粉碎方法。 (5)微粉粉碎 对原材料进行细胞级的粉碎称 为微粉粉碎。物料通过微粉粉碎后其颗粒直径 约为5μm 左右,如果是植物则其95%以上的细 胞被破碎。 (6)纳米粉碎 将物料粉碎成直径在1~100nm 之间的超微颗粒,这种粉碎叫纳米粉碎。经纳 米粉碎后物料的理化性质发生相应的改变,会 产生一些特殊的药理活性,因而对其在制剂上 的应用还有待于深入研究。
振动磨的结构
工作时研磨介质在筒体内的运动种类 抛射运动,可将大块物料迅速破碎 高速同向自转运动,对物料起研磨作用 慢速的公转运动,起均匀物料作用
研磨介质的材料: 钢球、氧化铝球、不锈钢球、钢棒
振动磨类型 振动磨按其振动特点
惯性式振动磨 偏旋式振动磨
单筒 多筒 间歇式 连续式
振动磨的特点
与球磨机相比,振动磨采用的研磨介质的直径较小,相 应的研磨面积可增大许多倍。此外,振动磨的研磨介质 填充率最高可达85%,所以研磨介质对物料的冲击频率 比球磨机高出数万倍。由于振动磨筒体内的研磨介质会 产生强烈的高频振动,因而可在较短的时间内将物料研 磨成细小颗粒并能进行超细粉碎。缺点是机械部件的强 度和加工要求较高,运行时振动和噪声较大。
新型高细球磨机
球磨机的特点
球磨机是粉磨中应用广泛的细磨机械。 优点:适应性强,生产能力大,能满足工业大生产需要;粉碎比大, 粉碎物细度可根据需要进行调整;既可干法也可湿法作业,可将干燥 和粉磨操作同时进行,对混合物磨粉还有均化作用;可密闭操作,粉 尘小,可达到无菌要求;结构简单,运行可靠,无需特别管理,易于 维修。 缺点:工作效率低,单位产量能耗大;机体笨重,噪声较大;研磨介 质与筒体衬板损耗较大;转速一般为15~30r/min左右,需配置昂贵 的大型减速装置。
锤式破碎机类型
按转子数目
单转子锤式破碎机 双转子锤式破碎机
可逆式
结 构
按转子回转方向 不可逆式

单排

按锤子排数
多排
按锤子在转子上的连接方式
固定锤式 活动锤式
锤式破碎机的应用
锤式破碎机破碎比大(i=10~50)、单位产品的能量消耗 低、体积紧凑、构造简单并有很高的生产能力等。由于锤子在工 作中遭到磨损,使间隙增大,必须经常对筛条或研磨板进行调节, 以保证破碎产品粒度不变。
球磨机的应用
球磨机适用于结晶性或脆性药物以及非组织性的中草约,如儿茶、五 倍子、珍珠等的粉碎。密闭操作时常用于毒性药、贵重药以及吸湿性、 易氧化和刺激性药物的粉碎。
(3)万能粉碎机
结构:由粉碎室、转动齿盘、 固定齿盘、加料斗、出料口、 筛板组成。并配有粉料收集及 捕尘设施。
工作原理:物料由加料斗进入 粉碎室,固定齿盘与转动齿盘 交错排列,转动齿盘高速旋转 产生离心力使物料甩向外围, 齿盘的撞击使物料粉碎成一定 粒度穿过筛板。是以冲击粉碎 为主的粉碎设备。结构简单, 操作维护方便。
按粉碎后颗粒的粒度不同粉碎分为
粗碎-破碎比3~7 中碎-破碎比20~60 细碎-破碎比100以上
超细碎 -破碎比200~1000
3、粉碎的方法
固体物料的粉碎方法 生物细胞的破碎方法
① 固体物料的粉碎方法
开路粉碎和循环粉碎 干法粉碎和湿法粉碎 单独粉碎和混合粉碎 低温粉碎 微粉粉碎 纳米粉碎
(1)开路粉碎和循环粉碎 物料只通过粉碎 设备一次即得产品叫开路粉碎,若所得产品含 有不达要求细度的颗粒,通过筛分将粗颗粒分 离出来重新返回设备中进行粉碎的操作叫循环 粉碎。 (2)干法粉碎和湿法粉碎 将物料干燥处理后 进行的粉碎叫干法粉碎,给物料中加入适量液 体进行的粉碎操作叫湿法粉碎。 (3)单独粉碎和混合粉碎 只进行一种原材料 的粉碎叫单独粉碎。单独粉碎所得粉末易聚结。 多种原材料混合同时进行的粉碎叫混和粉碎。 混合粉碎可减少粉末的重新聚结。
振动磨主要由筒体、激振器、弹簧和驱动电机等组成。
振动磨的结构
工作原理:
工作时,电动机通过挠性联 轴器带动激振器中的偏心重 块旋转,从而产生周期性的 激振力,使振磨机筒体支持 弹簧上产生高频振动,使筒 体产生近似于椭圆轨迹运动, 使筒体中的研磨介质及物料 呈悬浮状态,研磨介质的抛 射、研磨、撞击等作用使物 料磨细,并随着料面的平衡 逐渐向出料口运动,最后排 出。
机械筛分:利用颗粒几何尺寸不同进行分级。
摇动筛、振动筛
湿式分级 流体分级:分级粒径是指颗粒的流动力直径。
涡轮分级机
筛分的目的:
干式分级
①筛除粗粒或异物;
②筛除细粉或杂质;
③整粒,筛除粗粒及细粉以得到粒度均一的产品;
④粉末分级,满足丸剂、散剂等制剂要求。
筛分和流体分级的性能比较(P58)
(一)机械筛分
(b) 转速过低,研磨介质和物料因摩擦力被筒体带到等于摩擦角时就下 滑,称为“泻落状态”,对物料有研磨作用,但因高度不够,冲击力作 用小,粉磨效果不佳。
(c) 转速适中,研磨介质将连续不断地被提升至一定高度后抛落,称为 “抛落状态”,此时研磨介质对物料不仅有较大的研磨作用,也有较强 的冲击力,所以研磨效果最好。
②生物细胞的破碎方法
生物细胞的粉碎方法主要有机械法、化学法和酶法。
用机械对细胞产生各种形式的作用力,促使细胞壁破碎的方法 叫机械法,利用化学试剂或酶溶解细胞壁而破碎细胞的方法叫 非机械法。目前生产上广泛采用机械法进行细胞破碎。
4、粉碎机械的选型
① 粉碎机的分类
破碎机
粗碎 中碎 细碎
粉碎后的颗粒达到数厘米至数毫米以下
(4)气流磨 --超细粉碎设备
气流磨又称为气流粉碎机、流能磨。
工作原理
利用高速弹性气流喷出时形成的强烈多相紊流场,使其中的固体颗 粒在自撞中或与冲击板、器壁撞击中发生变形、破裂,而最终获得 超粉碎。
特点:由于粉碎由气体完成,整个机器无活动部件,粉碎效率高, 可以完成粒径在5um以下的粉碎,并且粒度分布窄,颗粒表面光滑、 颗粒形状规整、纯度高、活性大,分散性好等特点。
球磨机类型
按操作状态
干法球磨机 湿法球机 间隙球磨机 连续球磨机
按筒体长径比
短球磨机 中长球磨机
按磨仓内装入的研磨介质
球磨机 棒磨机 砾磨机 长球磨机
按卸料方式
尾端卸料球磨机 中央卸料球磨机
球磨机结构
球磨机由穿孔隔仓板将转筒分为两段或多段,将各种大小的研磨介质 粗略地加以分开。在入口端装入的钢球直径较大,出口端装入的钢球 直径相对较小。
磨碎机
粗磨 细磨
粉碎后的颗粒度达到数百微米至数十微米以下
超细粉碎机 1mm以下的颗粒粉碎至数微米以下
② 粉碎机械选用原则 (1)掌握物料性质和对粉碎的要求。 (2)合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械。 (3)周密的系统设计。
5、常用的粉碎机械
(1)锤式粉碎机
结构: 锤式粉碎机是一种撞击式粉碎机,一般 由加料器、转盘(子),锤头、衬板、 筛板(网)等部件组成。锤头安装在转 盘上,并可自由摆动,衬板的工作面呈 锯齿状,并可更换。
原料经粉碎后其颗粒粒度不均匀,需要筛分后才能进行混合。在药 物生产过程中,筛分所使用的工具是标准药筛。我国的药筛是以泰勒标 准和《中国药典》标准制成的。泰勒标准是以每英寸长度上含一个孔径 与一个线径之和的个数(近似数)加单位目作为筛的名称,如每英寸长 度上有100个单个孔径与单个线径之和的筛称为100目筛。《中国药典》 共规定了九种筛号,一号筛的筛孔内径最大,九号筛的筛孔内径最小。 制药工业中使用的筛分机械的孔径就是参照《中国药典》制成的。 筛面排列方式
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