原料藥微粉氣流粉碎技術(shù)淺析

石毫鈞+畢紅香

摘 要 針對原料藥微粉產(chǎn)品的生產(chǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，從原料藥微粉氣流粉碎技術(shù)方面對影響微粉結(jié)果的因素提出了具體的分析方法。

關(guān)鍵詞 原料藥微粉；氣流粉碎；技術(shù)

中圖分類號 R9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）12-0065-01

1 概述

原料藥微粉一般指產(chǎn)品粒徑小于20um的產(chǎn)品，微粉的氣流粉碎是將粒徑較大的顆?；蚍勰┓鬯槌奢^小的顆粒或粉末的操作過程，一般要求粉碎后的產(chǎn)品粒徑小于20um。其目的為減少粒徑、增加比表面積、增加需求粒徑的分布區(qū)間等。

藥品粉碎的意義在于：1）粉碎后的藥品有利于固體藥物的溶解和吸收，可以提高難溶性藥物的生物利用度；2）粉碎后的藥品有利于混懸劑或固體制劑中各成分的混合均一性，混合度與各成分的粒徑有關(guān)；3）粉碎后的藥品有利于提高固體藥物在液體、半固體、氣體中的分散性，提高藥品的利用率。

氣流粉碎機(jī)主要分為對撞式與氣旋式兩種。其工作原理是利用壓縮空氣（或氮?dú)猓┳鳛閯恿?，將需粉碎的物料在粉碎機(jī)內(nèi)加速至高速運(yùn)動，使其與粉碎機(jī)內(nèi)腔室進(jìn)行碰撞而達(dá)到粉碎，主要是改變物料的粒徑及其表面活性等。其可以將物料的粒徑改變至1um～100um之間。下面，本人將結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對藥品微粉粉碎技術(shù)作一些初步探討。

氣旋式粉碎機(jī)在使用過程中影響微粉粉碎效果的因素主要有以下幾個方面。

1）影響產(chǎn)品粒徑的原因主要有粉碎物料進(jìn)料速度及粉碎壓力。粉碎壓力是最主要的控制參數(shù)，同一物料在相同進(jìn)料速度下，粉碎壓力越大，單位產(chǎn)品受到的參量就越大，碰撞粉碎效果就更好。

2）較高的粉碎壓力粉碎后的產(chǎn)品粒徑較小，但是產(chǎn)品粉碎壓力超過13bar后對產(chǎn)品粒徑改變有限。如果粉碎壓力達(dá)到13bar粉碎出來的物料仍未達(dá)到我們所需要的結(jié)果，建議尋找其他更合適的粉碎方法。

3）改變粉碎后產(chǎn)品粒徑分布可以通過調(diào)節(jié)氣流粉碎機(jī)的分布管及分級器來實(shí)現(xiàn)。在不改變的粉碎壓力及進(jìn)料速度的情況下，若要獲得粒徑越小的產(chǎn)品。

（1）可以將氣流粉碎機(jī)的分布管調(diào)節(jié)至最低端，可以使物料在氣流粉碎機(jī)內(nèi)停留時間增加，停留時間的增加就等于增加了產(chǎn)品粉碎的碰撞時間，粉碎效果更佳。

（2）可以將氣流粉碎機(jī)的分級器調(diào)節(jié)至最上端，分級器調(diào)節(jié)至最上端相當(dāng)于減少了分級器內(nèi)的空間，粉碎時作用在粉碎物料上面的氣流能量損耗減少了，粉碎效果自然就好的。在實(shí)際生產(chǎn)中為了達(dá)到粉碎效果及產(chǎn)能的要求，一般將調(diào)節(jié)氣流粉碎機(jī)的分布管及分級器結(jié)合起來使用，以達(dá)到最佳效果。

4）氣流粉碎機(jī)的選型特別是粉碎機(jī)腔室形狀對產(chǎn)品粒徑的影響。圓盤式氣流粉碎機(jī)腔體內(nèi)結(jié)構(gòu)一般有直角過渡與橢圓型過度兩種，采用直角過渡的粉碎機(jī)在直角處物料是沒有碰撞速度的，粉碎效果不理想。粉碎機(jī)腔體內(nèi)采用橢圓形過渡的物料會隨氣流形成一個氣旋，粉碎效果有明顯的提高。但是橢圓型過渡機(jī)機(jī)器的制造工藝更加復(fù)雜決定了一次性投入成本更高，這需要企業(yè)根據(jù)自身需要來合理選型。

5）上下分級器。在粉碎機(jī)選型時候盡可能的選擇帶有上下分級器的設(shè)備。上下分級器可以防止大顆料物料進(jìn)入上部分級器而隨氣流進(jìn)入氣固旋風(fēng)分離器。因此選成帶上下分級器的氣流粉碎設(shè)備可以有效減少大顆粒物料對粒徑的托尾現(xiàn)象，使產(chǎn)品粒徑分布更加集中。

6）氣流粉碎機(jī)加速噴嘴的角度。加速噴嘴的角度決定了物料在氣流粉碎機(jī)腔體內(nèi)停留的時間，也就決定了物料粉碎后的粒徑。加速噴嘴越朝向粉碎機(jī)中心，產(chǎn)品停留的時間就越短，粒徑就越大。在生產(chǎn)實(shí)踐中證明加速噴嘴與氣流粉碎機(jī)內(nèi)環(huán)切線夾角在30°～40°時候是微粉產(chǎn)品粉碎效果最好的角度。

7）氣流粉碎機(jī)加速噴嘴的直徑。噴嘴的直徑越大，單位時間內(nèi)通過空氣的量就越大，單位產(chǎn)品受到的能量就越大，產(chǎn)品粒度相對就越小。

8）氣流粉碎機(jī)進(jìn)料噴嘴的角度。進(jìn)料噴嘴的角度決定了物料在粉碎機(jī)外腔室內(nèi)的初速度，通過使用不同角度的進(jìn)料噴嘴的可以調(diào)節(jié)物料在外腔室內(nèi)的初速度，物料以相對較高的初速度通過加速噴嘴進(jìn)入粉碎機(jī)的內(nèi)腔內(nèi)，從而能夠得到粒徑相對更小的產(chǎn)品。

9）氣流粉碎機(jī)腔材質(zhì)的選擇：若物料粘性比較大而硬度不算是太高時可以選用PTFE材質(zhì)的粉碎機(jī)腔體，PTFE材質(zhì)的腔體可以有效避免大量物料粘連在粉碎機(jī)腔室內(nèi)壁；硬度較大的物料采用不銹鋼材質(zhì)的內(nèi)腔，不銹鋼材質(zhì)的內(nèi)腔硬度較大基本可以滿足絕大多數(shù)企業(yè)對粉碎的要求，其還有易清潔維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，若是生產(chǎn)無菌產(chǎn)品，其可以支持在線純蒸汽滅菌，現(xiàn)大多無菌制藥企業(yè)使用的是316L材質(zhì)的粉碎機(jī)內(nèi)腔；對于硬度特別大的物料，不銹鋼材質(zhì)的內(nèi)腔室無法滿足生產(chǎn)需要的情況下可以選用陶瓷材質(zhì)的腔體，陶瓷材質(zhì)的腔體具有硬度大，耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，但其也有維護(hù)保養(yǎng)難，無法在線純蒸汽滅菌等不足之處。

10）在物料的粉碎過程中經(jīng)常碰到粉碎腔室內(nèi)積料及起皮情況，其主要的原因有：

（1）物料粘性大，可想辦法降低物料粘性（如通過降低物料水份含量來降低產(chǎn)品粘性）。

（2）腔體內(nèi)物料太多，可以通過減少進(jìn)料速度的方法來解決。

11）通過以上方法都無法達(dá)到理想粉碎效果的物料，可以考慮采用深冷粉碎方式來對物料進(jìn)行粉碎。粉碎氣體最好選用氮?dú)?，氮?dú)庥懈玫姆€(wěn)定性及降溫后沒有冷凝水，若使用壓縮空氣，降溫后冷凝水會結(jié)冰，冰渣隨氣體通過濾芯時會將濾芯擊破。在實(shí)際運(yùn)用中一般將氣體通過冷干機(jī)進(jìn)行降溫冷卻至-4℃以下，用冷卻后的氣體與物料相遇后物料溫度會降低，粘度也會隨之降低物料表面張力改變使物料變脆，更容易于達(dá)到粉碎至更小粒度的要求。因?yàn)槲锪显谂鲎卜鬯榈倪^程中因高速運(yùn)動會發(fā)熱，物料溫度會升高，故此方法特別適用于熱敏性的物料粉碎工作。此方法缺點(diǎn)就是技術(shù)要求過高，設(shè)備投入較大，運(yùn)行成本較高。

2 在粉碎過程中常出現(xiàn)的問題

1）粉碎機(jī)磨損太快。（1）物料硬度太大，此時應(yīng)選用比較合適材質(zhì)的粉碎機(jī)內(nèi)腔。（2）設(shè)備長時間以較高粉碎壓力運(yùn)行，這種情況需要周期性的更換損耗件。

2）粉碎產(chǎn)品不均一。粉碎后的產(chǎn)品一般為單峰，若出現(xiàn)雙峰或多峰主要原因有：

（1）粉碎壓力不穩(wěn)定。解決辦法：在氣源設(shè)備供氣量能夠滿足工作所需氣量的基礎(chǔ)上，保證氣源最低供氣壓力比工作壓力高2～3bar。

（2）進(jìn)料速度不穩(wěn)定。解決辦法：檢查進(jìn)料閥門處是否有堵塞；物料是不是粘性太大，流動性不均一，穩(wěn)定的控制進(jìn)料速度。

（3）粉碎機(jī)腔室內(nèi)形成了濾餅。解決辦法：暫停粉碎工作，清除粉碎機(jī)腔室內(nèi)的濾餅后再恢復(fù)生產(chǎn)。

3）檢測方法的影響。粉碎后的產(chǎn)品粒徑檢測結(jié)果達(dá)不到要求，在排除粉碎過程中會產(chǎn)生的問題后產(chǎn)品粒徑檢測結(jié)果仍達(dá)不到要求的結(jié)果可以考慮分析粒徑的檢測方法是否合理。例如物料粘性較大，粉碎后物料易結(jié)團(tuán)，若采用干法檢測方法顯然是不合適的，此時可以考慮使用濕法進(jìn)行檢測，使物質(zhì)在溶液內(nèi)充分分散后再進(jìn)行檢測，這樣得到的結(jié)果才是最真實(shí)的檢測結(jié)果。

4）旋風(fēng)分離對粉碎效果的影響。粉碎后的物料經(jīng)旋風(fēng)分離后旋風(fēng)分離器內(nèi)的壓力大約保持在200～300mbar，這種壓力下可以使用包裝袋在旋風(fēng)出料口對物料直接進(jìn)行包裝，這種情況是旋風(fēng)分離最佳狀態(tài)。若旋風(fēng)分離器內(nèi)壓力過大，說明粉碎機(jī)出料口出氣量較大，會對粉碎效果有影響。

3 結(jié)論

原料藥微粉在現(xiàn)代制藥應(yīng)用中越來越廣泛，市場對微粉產(chǎn)品的需求逐年增長。微粉的氣流粉碎工藝具有對藥品污染低、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)被企業(yè)廣泛采用。微粉氣流粉碎的特點(diǎn)有氣源壓力高、管道及設(shè)備受壓大等特點(diǎn)，這些都是存在一定的安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，在粉碎過程中如何使用盡可能低的氣流壓力生產(chǎn)出符合要求的微粉產(chǎn)品需要我們在實(shí)踐中不斷的去探索。