【原创】药物粉体的混合原理及设备选型初探


来源:中国粉体网   平安

[导读]  粉体混合是制药工业的重要组成部分,因此制药工业的工作人员应深入研究粉体混合的原理并科学选择合适的粉体混合设备,以此提高粉体混合的效率和水平,从而促进制药工业的发展。

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粉体混合的含义

粉体混合,就是将两种或两种以上的粉体均匀地混合在一起。这种粉体混合的方法在制药工业中很常见。还有一些制药工业在粉体混合的过程中,会添加一些液体和粉体进行混合,这也是粉体混合的常见形式。

粉体混合的原理

据粉体网小编的了解,粉体的混合方式一般认为有以下三种:

(1)对流混合(或称移动混合):物料在外力作用下产生类似流体的骚动,颗粒从物料中一处散批地移到另一处,位置发生移动,所有颗粒在混合机中的流动产生整体混合。

(2)扩散混合:把分离的颗粒在不断展现的新生料面上,如同一般扩散作用那样,颗粒在新生成的料面上作微弱的移动,使各组分的颗粒在局部范围扩散达到均匀分布。

(3)剪切混合:在物料团块内部,由于颗粒间的互相滑移,如同薄层状流体那样,引起局部混合。

在粉体混合的过程中,上述三种形式是同时存在的,但是各自的运动区域不同,而且会以一种混合类型为主。就医药工业常用的粉体混合设备来说,粉体混合的运动形式以对流为主,粉体的粒子会进行上下左右的移动。

粉体混合和液体的混合呈现出较大的不同。粉体的粒子在进行混合的过程中会呈现出相对融合的形态,经过一段时间后,粉体粒子会朝着相反的方向运动,也被称为反混合。一般情况下,粉体混合是难以达到最佳状态的,因此只有选择合适的粉体混合设备,才能真正实现粉体的完全混合。

影响混合过程的因素主要有物料的物理性质、混合机的结构形式和操作条件三个方面。物料颗粒所具有的形状、粒度及粒度分布、密度、表面性质、休止角、流动性、含水量、粘结性等都会影响混合过程。混合设备机身的形状和尺寸、所用搅拌部件的几何形状和尺寸、结构材料及表面加工质量、进料和泄料的设置形式等也都会影响到混合过程。据粉体网小编了解,操作条件对混合过程的影响则包括:混合料内各组分的多少及其所占据混合机的比率、各组分进入混合机的方法、顺序和速度;搅拌部件混合机容器的旋转速度等。

药物粉体混合设备的选型

复合型混合机。为内部设置了搅拌装置的混合机,相较于回转型混合机拥有更加强大的功能,对回转型混合机的特点进行了兼容,能够使易附着和易凝结的物料得到均匀混合。在制药工业中,常用的复合型混合机包含V型、翻滚运动、双重圆锥和摇滚运动等机型。在进行固体制剂和非无菌制剂生产的过程中,常用复合型混合机进行物料混合,有相应的清洗和灭菌手段,能够为药物生产质量提供保障。

回转型混合机。在制药工业生产过程中,常使用的回转型混合机包含方锥料斗、V型和双重圆锥等机型。在这些机型中,除了三维运动和方锥料斗这两种机型,其余均可在小批量和多品种药品生产中应用。从特点上来看,如果将回转型混合机用于进行具有摩擦性的混合物料的生产,能够达到良好的混合效果。如果混合料的流动性较好,并且物性相近,同样能够达到较好混合效果。

从缺点上来看,由于回转型混合机通常容量较大,所以需要较大占地面积,并且确保地基坚固。同时,由于设备装料系数较小,并且需要通过同时转动物料和容器进行混合生产,所以需要消耗较大的能量;在设备定位或停车时,则要进行特殊装置的制作;如果需要混合的物料具有较大物性差距,通常难以达到预期的混合效果。此外,据粉体网小编了解,相较于其他类型的混合机,回转型混合机的噪声较大。

多向型混合机。又被称之为三维运动混合机,由万向摇臂机构、机座、驱动装置等结构组成。在设备的驱动系统中,主动轴和从动轴各带有Y型万向节,两个万向节之间则设置有混料桶,其在运动时能够实现自转和公转,完成了四种运动的叠加。可以促使物料进行对流、扩散和剪切运动,因此能够获得良好的混合效果。作为粉体混合精度最高的设备之一,多向型混合机的混合均匀度将超过99%,装料系数能够达到80%~85%,混合时间约15~20min。由于设备为全封闭结构,所以能够实现物料混合的无尘操作。



万向混合机
来源:深圳信宜特

小结

粉体混合是制药工业的重要组成部分,因此制药工业的工作人员应深入研究粉体混合的原理并科学选择合适的粉体混合设备,以此提高粉体混合的效率和水平,从而促进制药工业的发展。

参考资料:

王健.制药工业粉体混合设备选用探讨

王云辉,殷士海,戴亮.固体制剂粉体混合原理及设备概述


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作者:平安

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