制粒的原理

第1篇

一、实验目的

1. 掌握配方颗粒的制备方法及流程。

2. 研究不同工艺条件对配方颗粒质量的影响。

3. 优化配方颗粒的制备工艺，提高产品质量和稳定性。

二、实验原理

配方颗粒是将中药材经提取、浓缩、干燥、制粒等工艺制成的一种干燥颗粒状制剂。其具有携带方便、服用量准确、质量稳定等优点，适用于临床治疗和日常保健。

三、实验材料

1. 药材：丹参、川芎、红花等。

2. 辅料：糊精、乳糖、硬脂酸镁等。

3. 仪器设备：提取罐、浓缩罐、干燥机、制粒机、粉碎机、分析天平等。

四、实验方法

1. 药材提取：将药材按比例称取，加入适量的水，采用回流提取法提取有效成分。

2. 浓缩：将提取液过滤，滤液减压浓缩至一定浓度。

3. 制粒：将浓缩液加入适量的辅料，搅拌均匀，制粒成型。

4. 干燥：将制粒后的颗粒进行干燥，使其水分达到规定标准。

5. 整粒：将干燥后的颗粒进行整粒，分离出不合格颗粒。

6. 质量检查：对成品进行性状、含量、溶出度等质量指标检查。

五、实验步骤

1. 药材提取：将丹参、川芎、红花等药材按比例称取，加入适量的水，采用回流提取法提取有效成分。提取温度控制在80-90℃，提取时间为2小时。

2. 浓缩：将提取液过滤，滤液减压浓缩至相对密度为1.08-1.12。 3. 制粒：将浓缩液加入适量的糊精、乳糖、硬脂酸镁等辅料，搅拌均匀。制粒温度控制在60-70℃，制粒压力为0.2-0.3MPa。

4. 干燥：将制粒后的颗粒进行干燥，干燥温度控制在50-60℃，干燥时间为4-6小时。

5. 整粒：将干燥后的颗粒进行整粒，分离出不合格颗粒。

6. 质量检查：对成品进行性状、含量、溶出度等质量指标检查。

六、实验结果

1. 性状：成品颗粒大小均匀，色泽一致，无结块、无霉变。

2. 含量：成品中有效成分含量符合规定标准。

3. 溶出度：成品在规定时间内溶出度符合规定标准。

七、实验讨论

1. 药材提取过程中，提取温度和时间对有效成分提取率有较大影响。实验结果表明，提取温度控制在80-90℃，提取时间为2小时时，有效成分提取率较高。

湿法制粒

湿法制粒（wet granulation）是在药物粉末中加入液体粘合剂，靠粘合剂的架桥或粘结作用使粉末聚结在一起而制备颗粒的方法。由于湿法制粒的产物具有外形美观、流动性好、耐磨性较强、压缩成形性好等优点，在医药工业中的应用最为广泛。而对于热敏性、湿敏性、极易溶性等特殊物料可采用其它方法制粒。

（一）制粒机理

1．粒子间的结合力

制粒时多个粒子粘结而形成颗粒，Rumpf提出粒子间的结合力有五种不同方式[10]：

（1）固体粒子间引力 固体粒子间发生的引力来自范德华力（分子间引力）、静电力和磁力。这些作用力在多数情况下虽然很小，但粒径＜50μm时，粉粒间的聚集现象非常显著。这些作用随着粒径的增大或颗粒间距离的增大而明显下降，在干法制粒中范德华力的作用非常重要。

（2）自由可流动液体（freely movable liquid）产生的界面张力和毛细管力 以可流动液体作为架桥剂进行制粒时，粒子间产生的结合力由液体的表面张力和毛细管力产生，因此液体的加入量对制粒产生较大影响。液体的加入量可用饱和度S表示：在颗粒的空隙中液体架桥剂所占体积（VL）与总空隙体积（VT）之比，即 。

液体在粒子间的充填方式由液体的加入量决定，参见图16-25。(A)干粉状态；(a)S≤0.3时，液体在粒子空隙间充填量很少，液体以分散的液桥连接颗粒，空气成连续相，称钟摆状（pendular state）；(b)适当增加液体量0.3＜S＜0.8时，液体桥相连，液体成连续相，空隙变小，空气成分散相，称索带状(funicular state)；(c)液体量增加到充满颗粒内部空隙（颗粒表面还没有被液体润湿）S≥0.8时，称毛细管状(capillary state)；(d)当液体充满颗粒内部与表面S≥1时，形成的状态叫泥浆状(slurry state)。毛细管的凹面变成液滴的凸面。

一般，在颗粒内液体以悬摆状存在时，颗粒松散；以毛细管状存在时，颗粒发粘，以索带状存在时得到较好的颗粒。可见液体的加入量对湿法制粒起着决定性作用。

影响制粒的因素

颗粒饲料具有营养分布均匀、消化率高、便于储存及不发生自动分级等优点，在养殖业中日益得到普遍应用。对于饲料生产厂家，如何在减少单位电耗，降低生产成本的前提下，尽量稳定制粒质量，提高制粒产量，成为饲料企业在竞争中极力研究的内容。制粒是生产颗粒饲料过程中的一个重要环节，制粒性能的好坏直接影响到饲料的质量。本文就影响制粒的因素进行了分析，并就其控制方法进行了简要综述。

1 饲料各组分的影响

不同的原料由于具有不同的化学成分和物理性质，对制粒有不同的影响，因而具有相异的制粒特性。

1.1淀粉 淀粉对制粒的影响受温度和水分的制约。在一定水分存在的情况下，淀粉在受热超过糊化温度时吸水膨胀，淀粉分子间键破裂，淀粉分子产生水化作用而形成α-淀粉，温度越高，糊化度越高。淀粉糊化后易于制粒，因此，淀粉含量高的饲料，饲料的密度大，易于制粒。但淀粉含量高的饲料往往含蛋白质低，在低温条件下难于糊化，易于制成脆性的颗粒饲料。

1.2 蛋白质 蛋白质具有热塑性和黏结性。在制粒过程中，蛋白质因摩擦作用而受热后，经受高温、高压作用，蛋白质的三级、四级分子结构断裂，饲料的可塑性增大，有利于制粒。

1.3 脂肪 脂肪具有润滑作用，能减少物料通过模孔时的摩擦阻力，延长压模寿命，同时降低能耗，提高产量。它的来源有饲料本身的和外界添加的两种。原料本身含有的脂肪，在制粒过程中由组织向外渗透，有利于制粒。在配合高能量饲料时，油脂添加量超过3%，则会使颗粒变软，质量下降，粒化率低，压模磨损反而加激。因此，添加量一般以1-3%为宜，当需要添加油脂数量较多时，超过部分可以采用制粒后涂脂的方法来实现。

1.4 纤维素 纤维素具有一定的聚合力，对饲料具有一定的黏结作用。但用量多时不易挤压通过模孔而难以形成颗粒。这是因为向模孔挤入高纤维饲料时需要较大的力量，这样不仅会缩短压模的寿命，而且产量也会受到影响，但能制成硬的颗粒。通常认为原料中含有3-7%的粗纤维，可提高制粒后颗粒的硬度，降低粉化率，但粗纤维超过10%就会因黏结性差而降低颗粒硬度和粒化率，并增加模辊的机械磨损。

干法制粒机工作原理

干法制粒机是一种常用的药物制粒设备，常用于制备颗粒剂。干法制粒机的工作原理如下：

1. 原料进料：原料通过物料进料系统输入到制粒机内。

2. 预压：原料在进料管道和制粒机内部预压螺杆的作用下，逐渐压缩，并移动到下一个工作部位。

3. 切割：在预压的过程中，原料逐渐被切割成均匀的颗粒。

4. 对辊成型：原料在切割后被送入对辊装置，对辊装置由一对旋转的辊筒组成，原料在双辊的夹持和挤压下形成颗粒。

5. 分离：颗粒经过对辊成型后，与过大的颗粒和粉体混合物分离。

6. 终成型：颗粒在对辊成型后经过终成型装置进行进一步整形，使颗粒的形状更加规则。

7. 错颗粒剔除：通过震动筛等装置，将形状不规则的颗粒剔除。

8. 干燥：经过制粒后的颗粒含有一定的水分，需要经过干燥设备进行干燥，使颗粒的含水率降低至一定范围。

9. 冷却：经过干燥后的颗粒需要经过冷却设备进行冷却，以防止颗粒在贮存和包装过程中受潮变质。

10. 包装：经过冷却的颗粒通过输送带等装置，将颗粒输送至包装设备进行包装。

总的来说，干法制粒机通过预压、切割、对辊成型等步骤，将原料制成颗粒剂。经过干燥和冷却后，最终进行包装。