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超细粉碎在中药中的应用


来源:中国粉体网   墨玉

[导读]  在中药中应用超细粉体技术是中药现代化的要求。在中药业中引入超微粉碎技术,一方面可使药材细胞破壁,另一方面又可大量地节约药材较为充分地发挥药效,使全成分人药成为可能。

中国粉体网讯  中草药在我国有着几千年的悠久历史,其独特的药效在世界医学界有着举足轻重的地位,并自成一派。自古就有“逢籽必捣”的说法,也就是说粉碎是中药材加工和中药制剂生产工艺中的重要环节。过去人们常使用“水飞”、“锉”、“捣”等精细加工方法来加工中药,但其主要对象是矿物药、贵重药和具有特殊性质的中药,且处理量极少。现在国内已开发出多种粉碎设备,可以大批量粉碎中药材,而且不会破坏药材的药效。




在中药中应用超细粉体技术是中药现代化的要求。在中药业中引入超微粉碎技术,一方面可使药材细胞破壁,另一方面又可大量地节约药材较为充分地发挥药效,使全成分人药成为可能。


目前对于超细粉体的具体界限,仍尚无完全统一的说法,各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别,对超细粉体的粒度有不同的划分。如日本将超细粉体的粒度定义为0.1μm以下,最近国外有些学者将1cm ~1μm的粒级划分为超细粉体,并根据所用设备的不同,分为一级至三级超细粉体。在中国,有人定义粒径小于100μm 的粉体为超细粉体,也有人定义粒径小于30μm或10μm的粉体为超细粉体,还有人定义粒径小于1μm的粉体为超细粉体。目前我国学者通常是将粒径小于10μm的粉体物料称为超细粉体。在中医药及保健食品领域,一般来说,将粒径在15μm以下的粉体物料称为超细粉体,或称为微米中药或微米保健食品,也常常将这种粉碎称为细胞级粉碎,所得到的超级粉体中药又称为细胞级中药。


超细粉碎方法 


物理法主要是利用机械力的粉碎法,据粉碎力原理的不同,包括干法粉碎和湿法粉碎。干法有旋转球 (棒) 磨式、振动磨式、气流式等几种形式。湿法粉碎主要是利用胶体磨和均质机。




中药超细粉碎工艺流程


中药材的超细粉碎从工艺流程上可大致分为如下几个加工单元:




预处理:包括挑选出杂质、清洗、干燥等过程。


破碎:主要针对大块、大片状的生药进行切片、斩断、锤碎等处理,确保处理后的物料径长小于2cm。


粗粉碎及预应力处理:可以使物料进行常规粉碎并使物料内部出现微裂纹,有利于下一步超细粉碎工序的进行。


筛分:粗粉碎后的物料要进行筛分,一般用60~120目的筛网即可,料头重新粉碎直至通过筛网,因为超细粉碎设备对进料的细度都有较高的要求。过筛的目的是确保超细粉碎工序的顺序进行。


超细粉碎:关键是根据生药的物理特性判断合适的粉碎立场从而选择最有效地超细粉碎设备。因为能进行超细粉碎的设备品种很多,最常见的有气流粉碎机、高速旋转式粉碎机、介质搅拌式碾磨机、辊碾式粉碎机以及最近开发的液流式粉碎机和激波粉碎机等。


几种中药超细粉碎的方法及特点


机械式粉碎


机械式粉碎原理是由电动机驱动高速旋转的叶轮上带有能活动的刀片(或榔头)对中药进行粉碎。这是以撞击为主体的粉碎,属于粗粉碎的设备。一般中药机械厂都有这种设备,这种设备粉碎的细度可达80目。粉碎细度的调节通过设备内腔的筛网来控制。在粉碎时由于高速机械碰撞,粉碎腔必须进行冷却。但是在刀片(或榔头)和被粉碎物撞击的瞬间,粉碎温度还是很高的,可达100~250℃以上。这有可能对植物类的草药的营养成份有一定损失。对动物类的脂肪或胶状物就会引起粘壁,堵塞粉碎进出道路而无法粉碎。


振动磨粉机


振动磨、球磨机及行星磨等属于同类粉碎设备,均可用在中药的超细粉碎上。目前市场上推广较多的是振动磨。振动磨的工作原理是将被粉碎的中草药和磨介如:陶瓷或金属球、圆柱棒等一起装入弹簧支撑的磨筒内,由偏心块激振装置驱动磨桶作圆周振动。通过磨介的高频振动对中草药作冲击、摩擦、剪切等作用而粉碎。磨介的运动加速度rω2(r为磨介半径,ω为振动角速度)一般大于球磨机,能进行有效地粉碎。粉体细度可通过运动加速度rω2、振动时间或磨介和物料之比来进行调节控制。振动磨还可以和冷冻粉碎结合起来,对熔点较低的药材,通过引入低温介质,将温度控制到零摄氏度以下进行超细粉碎。粉碎细度在1~40μm之间。


气流粉碎机及分级


气流粉碎和上述粉碎根本不同之处是通过高速气流来对被粉碎物进行冲击粉碎。前边介绍的都属机械粉碎。在一般的气流粉碎设备内,具有0.8~1.0MPa静压能的气流通过一种特制的喷嘴,转变为2~3倍超音速动能的高速流体,用高速气体的动能对粉碎物料进行撞击,并引起被粉碎物料相互碰撞而粉碎。机械粉碎最高粉碎速度为1~5米/秒,而气流粉碎的粉碎速度可达到300~500米/秒,是机械粉碎的几十到上百倍。但该粉碎工艺相对比较复杂。除了高速气流粉碎外,还需要分级、气/固分离等相配套的设施,即如下图所示。中草药物料在经过气流粉碎工艺后,进入分级装置。粗料经分级后返回粉碎机达到要求的细粉进入气/固分离设备,收集到成品,而洁净的空气排出大气。这套工艺技术要求高,粉碎细度可达1~10μm,甚至在lμm以下.它是精细加工工序,前道必须先经过机 械粉碎使物料细度达到40~80目以下,才能进行超细粉碎,它也是目前能达到 最细的物理超细加工的方法。由于在该粉碎设备中不含运动部件和运动死角,在用于中草药和药品的粉碎中,容易达到易于清洗消的要求。



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