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第5章 粉碎及分级设备 5.1 粉碎设备 固体物料在外力的作用下，克服物料的内聚力，使大颗粒破碎成小颗粒的过程称为粉碎。 粉碎的目的如下。 ①降低固体药物的粒径，增大表面积。增大与液体分散媒体的接触面，可以加快药物的溶出速度，提高药物利用率。 ②原、辅料经粉碎后，大颗粒物料破裂成细粉状态，便于使几种不同的固体物料混合均匀，提高主药在颗粒中的分散均匀性，提高着色剂或其他辅料成分的分散性。 5.1.1 粉碎机械的选型 5.1.1.1 粉碎机理 固体物质分子间具有很高的凝聚力，当粉碎机械施于被粉碎物料的作用力等于或超过其凝聚力时，物料便被粉碎。破碎的施力种类有压缩、冲击、剪切、弯曲和摩擦等。一般来说，粗碎和中碎的施力种类以压缩和冲击力为主；对于超细粉碎过程除上述两种力外，主要应为摩擦力和剪切力。对脆性材料施以压缩力和冲击力为佳，而韧性材料应施加剪切力或快速冲击力为好。 5.1.1.2 粉碎机械选用原则 ①掌握物料性质和对粉碎的要求。 ②合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械。 ③周密的系统设计。 5.1.2 锤式破碎机 5.1.2.1 工作原理 锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子(又称锤头)的转子。转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。在转子下部，设有筛板，粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出机外。 5.1.2.2 锤式破碎机的应用 锤式破碎机的特点是破碎比大、单位产品的能量消耗低、体积紧凑、构造简单并有很高的生产能力等。由于锤子在工作中遭到磨损，使间隙增大，必须经常对筛条或研磨板进行调节，以保证破碎产品粒度不变。 锤式破碎机广泛用于破碎各种中硬度以下、且磨蚀性弱的物料。锤式破碎机由于具有一定的混匀和自行清理作用，能够破碎含有水分及油质的有机物。 5.1.3 球磨机 5.1.3.1 工作原理 球磨机是装有研磨介质的密闭圆筒，在传动装置带动下产生回转运动，物料在筒内受到研磨及冲击作用而粉碎。 5.1.3.2 球磨机的 特点 优点为：适应性强，生产能力大，能满足工业大生产需要；粉碎比大，粉碎物细度可根据需要进行调整；既可干法也可湿法作业，亦可将干燥和磨粉操作同时进行，对混合物的磨粉还有均化作用；系统封闭，可达到无菌要求；结构简单，运行可靠，易于维修。 缺点是：工作效率低、单位产量能耗大；机体笨重，噪声较大；转速一般为15～30r/min左右，须配置昂贵的大型减速装置 5.1.3.3 球磨机的应用 球磨机广泛应用于结晶性药物、以及融化的树脂、树胶、非组织的脆性药物的粉磨。 由于封闭操作，球磨机可用于对具有刺激性的药物的粉碎，可防止粉尘飞扬；对具有较大吸湿性浸膏可防止吸潮；对挥发性药物及其他细料药也适用；对与铁易起反应的药物可用瓷质球磨机进行粉碎 。 5.1.4 振动磨 振动磨是一种利用振动原理来进行固体物料粉磨的设备，能有效地进行细磨和超细磨。 振动磨的特点：①研磨效率高；②研磨成品粒径细粒径均匀，可以得到较窄的粒度分布；③可以实现研磨工序连续化，并且可以采用完全封闭式操作，改善操作环境，或充以惰性气体。可以用以易燃、易爆、易于氧化的固体物料的粉碎；④粉碎温度易调节；⑤外形尺寸比球磨机小，占地面积小，操作方便，维修管理容易；但振动磨运转时产生噪声(90～120dB)大，需要采取隔音和消音等措施使之降低到90dB以下。 振动磨的应用 振动磨的应用范围是相当广泛的，除可用于脆性物料的粉碎外，对于任何纤维状、高韧性、高硬度或有一定含水率的物料均可粉碎。对花粉及其他孢子植物等要求打破细胞壁的物料，其破壁率高于95％；适于粒径为150～2 000目(5 m)的粉碎要求，使用特殊工艺时，可达0.3 m；同时适于干法和湿法粉碎，湿法粉碎时可加入水、乙醇或其他液体。 5.1.5 气流磨 气流磨又称为气流粉碎机、流能磨，它与其他超细粉碎设备不同，它的基本粉碎原理是利用高速弹性气流喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的固体颗粒在自撞中或与冲击板、器壁撞击中发生变形、破裂，而最终获得超粉碎。 目前工业上应用的气流磨主要有以下几种类型：扁平式气流磨、循环管式气流磨、对喷式气流磨、流化床对射磨。 气流磨的特点： 优点：①粉碎强度大、产品粒度微细、颗粒规整、表面光滑；②产品粒度分布窄，单一颗粒成分多；③产品纯度高，设备结构简单，易