藥物超細粉碎設備之“球磨機”!
球磨機是物料被破碎之后再進行粉碎的關鍵設備,廣泛用于水泥、耐火材料、玻璃、陶瓷、各種礦石和其它一些可磨性物料。在中藥加工中,特別是細料藥的粉碎中具有較長的應用歷史。適用于結晶性、脆性藥物及非組織性中藥的粉碎,也可以用于無菌藥物的粉碎與混合。
1 球磨機工作原理
啟動動力裝置,球罐轉動時,研磨介質由于受到離心力的作用,在筒體內旋轉摩擦,當上升到一定高度時,圓球因重力作用自由落體,藥物借助圓球落下時的撞擊、劈裂作用以及球與球之間、球與球罐之間的研磨、摩擦從而達到粉碎的目的。
球磨機工作原理(動圖)
2 藥物用球磨機與普通球磨機的區(qū)別
用于藥物粉碎的球磨機的粉碎腔體在粉碎過程中不能引入二次雜質,所以粉碎腔體的內襯一般要用不銹鋼、聚氨酯、陶瓷、剛玉甚至是氧化鋯。但不能使用普通鐵質材料,藥物中所含的鞣制、苷類物質可與鐵發(fā)生反應,生成鞣制鹽類,降低藥物的療效,甚至還可能改變藥性,服用后不但不能達到效果,還會加重病情。
3 影響球磨機粉碎效果的因素
(1)轉速
球磨機的轉速是影響球磨機粉碎效果的主要因素。若罐體轉速較小時,圓筒內壁與圓球之間的摩擦作用,研磨介質被提升的高度較小,圓球依旋轉方向只能向上偏轉一定的角度,然后沿罐壁斜坡滾下,如下圖的(a)所示,這種情況摩擦力起重要作用,沖擊力較小,粉碎效果不理想。如果轉速過大,則研磨介質產生較大的離心力,貼在筒體內襯的表面上與之一起做等速圓周運動,如下圖的(c)所示,這種情況下,基本沒有沖擊力,摩擦力也很弱,無法對藥物進行有效粉碎。只有在適當?shù)霓D速下,藥物在筒體內受到研磨介質的強烈沖擊、研磨和撞擊作用而被粉碎,此種狀態(tài)粉碎效率,如下圖的(b)所示。
來源:藥物粉體技術
(2)研磨介質的粒徑、重量、硬度、大小配比及填充率
研磨介質的粒徑大小直接影響粉碎效果和效率。減小研磨介質直徑,增加其數(shù)目,可增大研磨介質之間的有效粉碎區(qū),一般來說研磨介質的直徑應是被粉碎藥物的4~9倍,并且重量、硬度適當。
大小研磨介質在筒體內的配比也會影響粉碎效率,一般根據(jù)進料粒度、粒度分布及經驗來確定磨球直徑大小的配比。
提高研磨介質的填充率可使生產能力和產量增加,但不能過高,因為研磨介質填充率增加會使內層磨球的數(shù)量增加,但內層磨球的粉碎作用較弱;另外磨球數(shù)量增加以后在拋射磨球的落點處,磨球堆積較高,從而減緩了磨球的沖擊力,導致產量和粉碎效率降低,比能耗增大。通常球罐內裝填介質的體積占球罐有效容積單位25%~45%。濕法粉碎時,以40%為界。
(3)被粉碎藥物用量
藥物的量應不超過球罐總容積的50%,以提高粉碎效率。
(4)粉碎方法
包括干法粉碎和濕法粉碎。干法:操作簡單、產品粒度大,一般只能達到D50=5μm。濕法:操作復雜,產品粒度細,可達到D50≤3μm。
4 球磨機的優(yōu)缺點
優(yōu)點:粉碎程度高,應用范圍廣,適應性強,粉碎方法多樣,設備結構簡單,機型多樣,密閉性好。
缺點:能耗大,粉碎時間長,效率低,噪聲大。