干燥器的物料衡算课件.ppt

1、第五章第五章 颗粒剂颗粒剂 2 2 第一节 制粒单元操作粒1.定义：将粉末状等状态的物料经过加工，制备成具有一定形状和大小的颗粒状物的操作。2.意义颗粒剂：片剂：改善流动性防止混合成分的离析防止粉尘飞扬和黏附调整堆密度，改善溶解性能改善可压性 3 3 3.分类：1）湿法制粒 2）干法制粒 3）其他方法 4 4 四、湿法制粒技术四、湿法制粒技术1.挤压制粒方法与设备挤压制粒方法与设备2.转动制粒方法与设备转动制粒方法与设备3.高速搅拌制粒方法与设备高速搅拌制粒方法与设备4.流化床制粒方法与设备流化床制粒方法与设备5.复合型制粒方法与设备复合型制粒方法与设备6.喷雾制粒方法与设备喷雾制粒方法与设备

2、7.液相中晶析制粒法液相中晶析制粒法（一）湿法制粒方法与设备（一）湿法制粒方法与设备 5 5 1.1.挤压制粒方法与设备挤压制粒方法与设备v挤压制粒方法：先将药物粉末与处方中的辅料混匀后加入黏合剂制成软材，然后将软材用强制挤压的方式通具有一定大小的筛孔而制粒的方法。6 6 挤压式制粒机的特点挤压式制粒机的特点:颗粒的粒度由筛网的孔径大小调节，可制得粒径范围在0.30.330mm30mm左右，粒子为圆柱状，粒左右，粒子为圆柱状，粒度分布较窄；度分布较窄；颗粒的松软程度可用不同黏合剂及其加入的量调节以适应压片的需要；制粒过程中经过混合、制软材等，程序多、劳动强度大，不适合大批量生产；制备小粒径颗粒

3、时筛网的寿命短等。7 7 挤压制粒的关键和准则挤压制粒的关键和准则：v挤压制粒的关键步骤是制软材（捏合）v在制软材过程中选择适宜黏合剂和适宜用量是非常重要的。v软材质量以“轻握成团，轻压即散”为准则。8 8 2.2.转动制粒方法与设备转动制粒方法与设备w 在药物粉末加入一定的量的黏合剂，在转动、摇动、搅拌等作用下使粉末结聚成具有一定强度的球形粒子的方法。w粒度分布较宽，在使用中受到一定限制，多用于药丸的生产，可制备23mm以上大小的药丸。9 9 w 先将药物粉末和辅料加入到高速搅拌制粒机的容器内，搅拌混合后加入黏合剂，高速搅拌制粒的方法。3.3.高速搅拌制粒方法与设备高速搅拌制粒方法与设备 1

4、0 10 高速高速搅拌制粒主要影响因素：搅拌制粒主要影响因素：黏合剂的种类、加入量、加入方式；原料粉末的粒度(粒度越小，有利于制粒)；搅拌速度；搅拌器的形状与角度、切割刀的位置等。11 11 高速高速搅拌制粒的特点：搅拌制粒的特点：颗粒的粒度由外部破坏力与颗粒内部团聚力所平均的结果决定；可制备致密、高强度的适于胶囊剂的颗粒，也可制松软的适合压片的颗粒；在一个容器中进行混合、捏合、制粒过程，工序少、操作简单、快速。12 12 v当物料粉末在容器内自下而上的气流作用一保持悬浮的流化状态时，液体黏合剂向流化层喷入使粉末聚结成颗粒的方法。4.4.流化床制粒方法与设备流化床制粒方法与设备 13 13 流

5、化床制粒主要影响因素：流化床制粒主要影响因素：黏合剂的种类、加入量；原料粉末的粒度；操作条件，如空气的空塔速度、温度；黏合剂的喷雾量、喷雾速度、喷雾高度等。14 14 流化床制粒的特点：流化床制粒的特点：在一个台设备内进行混合、制粒、干燥，甚至包衣等操作，简化工艺，节省时间、劳动强度低。制得的颗粒为多孔性柔软颗粒，密度小、强度小，且颗粒的粒度均匀、流动性、压缩成形性好。15 15 5.5.复合型制粒方法与设备复合型制粒方法与设备w 复合型制粒机是搅拌制粒、转动制粒、流化床制粒等各种制粒技能结合在一起，使混合、捏合、制粒、干燥、包衣等多元单个操作在一个机器内进行的新型设备。w 多以流化床为母体进

6、行的多种组合。16 16 17 17 搅拌转动流化制粒机搅拌转动流化制粒机w 搅拌转动流化制粒机综合了搅拌、转动、流化制粒的特征。w 具有在制粒过程中不易出现结块、喷雾效率高、制粒速度快等优点。w 可用于颗粒的制备、包衣、修饰，球形化颗粒的制备等。w 搅拌转动流化制粒机具有四种不同功能：离心转动、悬浮运动、旋转运动、整粒作用。18 18 19 19 复合制粒的主要影响因素复合制粒的主要影响因素：黏合剂的性质；喷雾状况；流化空气的速度与温度；搅拌桨的形状与转速；流化板的通气方式；装料量与静高。20 20 6.6.喷雾制粒方法与设备喷雾制粒方法与设备v喷雾制粒法是把药物溶液或混悬液喷雾于干燥室内，

7、在热气流的作用下使雾滴中的水分迅速蒸发以直接获得球状干燥细颗粒的方法。21 21 22 22 喷雾制粒的特点：喷雾制粒的特点：由液体直接得到粉末关固体颗粒；热风温度高，但雾滴比表面积大，干燥速度非常快(数秒至数十秒)，物料的受热时间极短，干燥物料的温度相对低，适合于热敏性物料的处理；粒度范围约在3030至数百微米，堆密度约在200200600kg/m600kg/m3 3的中空球状粒子较多，具有良好的溶解性、分散性和流动性。23 23 喷雾制粒的缺点：喷雾制粒的缺点：设备高大、汽化大量液体，因此设备费用高、能耗大、操作费用高；黏性较大料液易黏壁而使用受到限制。24 24 喷雾制粒技术的应用：喷雾

8、制粒技术的应用：w 抗生素粉针的生产、微囊的制备、固体分散体的制备以及中药提取液的干燥等。25 25 7.7.液相中晶析制粒法液相中晶析制粒法w 液相中晶析制粒法是使药物在液相中析出结晶的同时借液体架桥剂和搅拌的作用聚结成球形颗粒的方法。因其颗粒形状为球形，故也称为球形晶析制粒法，简称球晶制粒法。26 26 球晶制粒法球晶制粒法w 球晶制粒技术原则上需要三种基本溶剂，即使药物溶解的良溶剂、使药物析出结晶的不良溶剂和使药物结晶聚结的液体架桥剂。w 液体架桥剂在溶剂系统中以游离状存在，即不混溶于不良溶剂中，并优先润湿析出的结晶使之结聚成粒 27 27 制备方法：制备方法：w 常用方法是先将药物溶解

9、于液体架桥剂与良溶剂的混合液中，然后搅拌下将药物溶液注入于不良溶剂中。w 液体架桥剂也可根据需要或加至不良溶剂中或析出结晶后再加入。28 28 球晶制粒的特点：球晶制粒的特点：在一个过程中同时进行结晶、聚结、球形化过程，结晶(第一粒子)与球形颗粒(第二粒子)的粉体性质可通过改变溶剂、搅拌速度及温度等条件来控制；制备的球形颗粒具有很好流动性，接近于自由流动的粉体的性质，充填充性和压缩成形性也好；利用药物与高分子的共沉淀法，可制备功能性球形颗粒，方便、重现性好。29 29 从液体架桥到固体架桥过渡主要有两种形式：（二）湿法制粒机理（二）湿法制粒机理1、粒子间的结合力Rumpf提出粒子间的结合力有五

10、种不同方式：2、从液体架桥到固体架桥过渡(1)由范德华力、静电力、磁力产生的固体粒子间引力(2)自由流动的液体(freely moveable liquid)产生的界面能力和毛细能力(3)不可流动液体(immobile liquid)产生的附着力与黏着力(4)粒子间固体桥(solid bridges)(5)粒子间机械镶嵌(mechanical interlocking bonds)(1)架桥液中被溶解的物质(可溶性粉合剂或药物)经干燥后析出结晶而成固体架桥。(2)高黏度的液体架桥在干燥时溶剂蒸发，残留的黏合剂成为固体架桥。30 30 第二节、第二节、固体的干燥固体的干燥w 干燥是利用热能使物料

11、中的湿分(水分或其它溶剂)汽化，并利用气流或真空带走汽化的湿分，从而获得干燥产品的操作。w 使湿分汽化的加热方式有：热传导加热、对流加热、热辐射加热、介电加热等。w 干燥的目的：使药物便于加工、运输、贮藏和使用，保证药品的质量和提高药物的稳定性，但并不是说干燥后水份含量越低越好。31 31(一一)干燥的基本理论干燥的基本理论1 1、干燥原理、干燥原理 pwp，进行干燥；pw=p，干燥即行停止；pwtw。w 空气的湿度越小，t和tw的差值越大。(1)干球温度与湿球温度 干球温度(dry bulb temperature)是用普通温度计在空气中直接测得的温度，常用t表示。湿球温度(wet bulb

12、 temperature)是在温度计的感温球包以湿纱布放置在空气中，传热和传质达到平衡时所测得的温度，常用tw表示。34 34 空气的常用性质：空气的常用性质：空气湿度(humidity，H)系单位质量干空气带有的水蒸气的质量(kg水蒸气/kg干空气)。H=0.622p/(P-p)w 式中，P为湿空气的总压，Pa；p为水蒸气分压；0.622为水分子量18与空气分子量29之比。(2)湿度和相对湿度 35 35 相对湿度相对湿度 (relative humidity，RH)是指在一定总压及温度下，湿空气中水蒸气分压p与饱和空气中水蒸气分压ps之比的百分数，常用RH%表示。RH%=p/ps100%w

13、 饱和空气的RH=100%；w 未饱和空气的RH100%；w 绝空气的RH=0%；w 空气的相对湿度直接反映空气中湿度的饱和程度。空气的常用性质：空气的常用性质：(2)湿度和相对湿度 36 36 根据物料中所含水分能否干燥来划分平衡水分与自由水分。平衡水分平衡水分(equilibrium water)系指在一定空气条件下，物料表面产生的水蒸气压等于该空气中水蒸气分压，此时物料所含水分为平衡水分，是不能干燥的水分。w 平衡水分与物料的种类、空气状态有关，根据干燥要求选择适宜的空气条件。自由水分自由水分(free water)系指物料所含的水分中多于平衡水分的部分，或称游离水分，是能干燥除去的水分

14、。3.3.物料物料中水分的性质中水分的性质(1)平衡水分与自由水分 37 37 根据物料中所含水分的干燥难易程度来划分结合水分与非结合水分。结合水分结合水分(bound water)系指以物理化学方式结合的水分，数字上等于RH=100%时物料的平衡水分。w 由于结合水分与物料结合力强，干燥速度缓慢，如动植物细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、可溶性固体溶液中的水分等。非结合水分非结合水分(nonbound water)系指以机械方式结合的水分，与物料结合力很弱，干燥速度较快。3.3.物料物料中水分的性质中水分的性质(2)结合水分与非结合水分 38 38（二）干燥器的物料衡算（二）干燥器的物料

15、衡算湿物料是由绝干物料与水分所组成，含水量有两种表示方法：湿基含水量w,以湿物料为基准的浓度表示法。W=湿物料中水分的质量/湿物料总质量100%干基含水量x,以绝干物料为基准的浓度表示法。x=湿物料中水分的质量/湿物料中绝干物料的质量100%1.物料中含水量的表示方法在干燥计算中常采用干基含水量 39 39（二）干燥器的物料衡算（二）干燥器的物料衡算按干基计算水分蒸发量：w W=G(W=G(x x1 1-x x2 2)湿基计算水分蒸发量：w W=GW=G1 1(w w1 1-w w2 2)/(1-)/(1-w w2 2)=G)=G2 2(w w1 1-w w2 2)/(1-)/(1-w w1

16、1)空气消耗量L:L:w L=W/(HL=W/(H2 2-H-H1 1)w 式中，干燥前后物料的量(G(G1 1，G G2 2)；物料中的含水量；物料中的含水量(w w1 1，w w2 2或x x1 1,x x2 2)；干燥过程中空气湿度由；干燥过程中空气湿度由H H1 1变成H H2 2。2.水分蒸发量W(kg/s)与空气消耗量L(kg干空气/s)40 40 w 干燥速度是单位时间、单位干燥面积上被干物料所能汽分的水分量。即水分量的减少值，其单位kg/(mkg/(m2 2s)s)。U=dW/AdU=dW/Ad=-Gdx/Ad=-Gdx/Ad w 式中，U为干燥的速度，kg/(m2s)；dW为

17、d干燥时间(s)内水分的蒸发量，kg；A为被干物料的干燥面积，m2；G为湿物料中所含绝干物料的质量，kg；dx为物料的干基含水量的变化，kg水分/kg绝干料；负号表示物料中含水量随干燥时间的增加而减少。（三）干燥速度（三）干燥速度 41 41（四）水分含量的测定方法（四）水分含量的测定方法(1)测定水分含量时常用干燥失重测定法干燥失重测定法，该法的干燥常采用：保干器干燥法，常用干燥剂为无水氯化钙、硅胶或五氧化二磷；常压加热干燥；减压干燥法等。(2)精确测定微量水分含量时，必须采用费休法或甲费休法或甲苯法。苯法。42 42（五）干燥方法与设备（五）干燥方法与设备按操作方式分类：间歇式、连续式按操

18、作方式分类：间歇式、连续式。按操作压力分类：常压式、真空式按操作压力分类：常压式、真空式。按加热方式分类：热传导干燥、对按加热方式分类：热传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥流干燥、辐射干燥、介电加热干燥。(1)干燥方法 43 43(2)(2)干燥设备干燥设备v1)1)厢式干燥器厢式干燥器 w 厢式干燥器多采用废气循环法和中间加热法。w 厢式干燥器设备简单，适应性强，应用于生产量少的物料间歇式干燥中。w 但劳动强度大，热量消耗量大。44 44(2)(2)干燥设备干燥设备v2)2)流化床干燥器流化床干燥器 w 亦称沸腾干燥器，构造简单，操作方便，有利于传热、传质，提高了干燥速率；物料停留时

19、间任意调节，适宜于热敏性物料。w 但不适宜于含水量高，易黏结成团的物料，要求粒度适宜。45 45 喷雾干燥蒸发表面积大，干燥速度非常快(数秒至数十秒)，物料的受热时间极短，在干燥过程中雾滴的温度大致等于空气的湿温度，一般 5050左右，对热敏性物料及无菌操作时非常适用。干燥品多为松脆的空心颗粒，溶解性好。(2)(2)干燥设备干燥设备3)喷雾干燥器 46 46 w 是利用红外辐射元件所发射的红外线对物料直接照射而加热的一种干燥方式。w 波长范围0.721000m；0.725.6m近红外；5.61000m远红外。w 优点：受热均匀、干燥快、质量好；缺点：电能消耗大。(2)(2)干燥设备干燥设备4)

20、红外干燥器 47 47 使用的频率为使用的频率为915Hz915Hz和和245Hz245Hz。优点：加热迅速、均匀、干燥快、热效率高；优点：加热迅速、均匀、干燥快、热效率高；对含水物料的干燥特别有利；操作控制灵活、对含水物料的干燥特别有利；操作控制灵活、方便；方便；缺点：成本高，对有些物料的稳定性有影响。缺点：成本高，对有些物料的稳定性有影响。(2)(2)干燥设备干燥设备5)微波干燥器 48 48 第三节第三节 颗粒剂颗粒剂v颗粒剂颗粒剂（Granules）是将药物与适宜的辅料配合而制成的颗粒状制剂。一般按其在水中的溶解度分为可溶性颗粒剂、混悬型颗粒剂和泡腾性颗粒剂。v颗粒剂是可以直接吞服，也

21、可以冲入水中饮入，应用和携带比较方便，溶出和吸收速度较快。49 49 颗粒剂的特点颗粒剂的特点（1）飞散性、附着性、团聚性、吸湿性等均较少；（2）服用方便，可根据需要制成色、香、味具全的颗粒剂；（3）可对颗粒剂进行包衣，使颗粒剂具有防潮性、缓释性或肠溶性等，但必须保证包衣的均匀性；（4）多种颗粒混合时易发生离析现象，从而导致剂量不准确。50 50 颗粒剂的制备颗粒剂的制备v颗粒剂的制备工艺与片剂的制备工艺相似，但不需压成片子，而是将制得的颗粒直接装入袋中。制软材 制湿颗粒（流化制粒）湿颗粒的干燥 整粒与分级 质量检查与分剂量 51 51 外观：颗粒应干燥、均匀、色泽一致，无吸潮、软化、结块、潮解等现象。粒度：除另有规定外，一般取单剂量包装的颗粒剂5包或多剂量包装颗粒剂1包，称重，置药筛内轻轻筛动3分钟，不能通过1号筛和能通过4号筛的颗粒和粉末总和不得过8。干燥失重：取供试品照药典法测定，除另有规定外，不得超过2.0。颗粒剂的质量检查 52 52 颗粒剂的质量检查颗粒剂的质量检查溶化性：取供试颗粒剂10g，加热水200ml，搅拌5分钟，可溶性颗粒应全部溶化或可允许有轻微混浊，但不得有焦屑等异物。混悬型颗粒剂应能混悬均匀，泡腾性颗粒剂应立即产生二氧化碳气体，并呈泡腾状。装量差异：单剂量包装的颗粒剂，其装量差异限度应符合下表的规定。53 53 颗粒剂的质量检查颗粒剂的质量检查