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中药研磨装置的进展研究

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  【摘 要】从机械式超微粉碎设备与气流式的超微粉碎设备的比较入手,阐述了超微粉碎机组的原理与特点,简单地介绍了这些设备的选择,同时对其在中药生产中的应用进行了探讨。并结合实例从设备本身与被粉碎物料两方面谈了其选择。
  【关键词】中药;粉碎设备;选择
  1.中药研磨历史
  古代没有现在的高科技,中医碾碎中药需要牙嚼石砸,费劲且容易中毒,非常不安全。后来出现了药碾子,学名惠夷槽。之后各地的中医碾药都开始流行这种碾药工具。铁制的药碾子在碾药过程中不可避免地会污染医药配方,影响医治效果。古人想到了石头这种材质,石材尤其是坚硬的花岗岩,耐磨抗风化,用其制作成了石头药碾子。由于其重量大,比起铁器在摆放使用中稳定性更高,古时战争频起,金属材质的东西容易被收走充军,而石材随地都是,在当时的铸造工艺成本对比下石头制作的石雕药碾子性价比极高,古中医逐渐普遍开始使用石质药碾子,而现代的中医药碾子则大部分作为摆件观赏使用。当今,中药的粉碎有了新方法。
  常规的万能粉碎机的粉碎细度一般在40~120目,温升80℃以上。粉碎细度越小,温度上升越高。显然,这不适合营养成分或药用成分属于挥发性或热敏性成分的药材。以往粉碎机缺少集尘装置,粉尘污染严重,高浓度粉尘存在引发爆炸的安全隐患。现在的粉碎机大多选用自带集尘机组,为满足保留贵重药用成分的要求,低温粉碎或超低温粉碎机应运而生。
  2.超微粉碎的出现
  2.1超微粉碎中药的优点
  (1)节约药材、节省药费。据悉,微粉中药的用药量一般都只有目前临床处方常用量的1/3,有的甚至可以达到1/5。微粉中药与湯药头煎30%、二煎15%、三煎不到5%的利用率相比,可谓高效率。超微粉碎可减少药材量30%~80%,缩小用药体积50%~70%,达到了节约药材、节省医疗费用、提高疗效、携带服用方便等目的(2)显著提高疗效。传统粉碎中药吸附在肠壁上的药物粒子较粗,其中一部分药物粒子的有效成分在未完全释放出来之前就被排出体外,药物的生物利用度较低。而微粉中药则粘附肠壁时间长,形成药物在肠壁较高的浓度差,促进药物在体内的吸收,增加血药浓度,其疗效和药材的利用率大大提高。(3)可改变口服中药制剂的外观,方便服用。长期以来无论丸剂还是片剂胶囊,给患者的印象是粗、大、多,其原因一是提取物含量低、用量多;二是药材细度大、用量多、体积大。因此,采用微粉药材和高含量的提取物是提高疗效、减少剂量、方便服用的关键。
  2.2超微粉体指标
  经超微粉碎后的中药使用效果提高、被吸收速率加快、药物产生疗效快以及药物利用率大大提高等等,这些依托于现代超微粉体的技术和装备。就目前此类装备市场而言,冠以“超微”之名的设备有很多,但真正能加工物质到超微尺寸的设备却不多。
  超微粉体技术是近几十年发展起来的,市场对超微粉碎设备是无严格定义,这主要是对“超微粉”尺寸定义混乱而引起的。根据我国目前超细粉体现状及国情,一般把粒径100%小于30μm(约460目)的粉体为超细粉体。其中超细粉体通常又分为微米级、亚微米级和纳米级。即设备能冠名超微粉碎设备,至少要达到此粒径定义下的粉碎指标。
  3.干式超微粉碎
  虽然用于中药材干式超微粉碎的设备品种众多,大部分是(高速的机械粉碎+分级)型和(气流粉碎+分级)型,设备在粉碎过程中产生污染和粉尘、因温度的上升而影响药物化学和物理性能、以及粉碎后粉体能精确及时地分离并收集等。这些问题与制备设备关系密切,是考察设备能否满足相应工艺要求和GMP规范的关键。
  对(高速的机械粉碎+分级)型来说,所存在问题的探讨它是通过机械零件或介质的高速运动对原药材粉体施加冲击、剪切等外力来达到粉碎,再通过适当分级机构循环而达到超微粉碎的目的。机械超微粉碎设备的特点是简捷方便,适用进料粒径范围大。但存在问题是:(1)物料粉碎过程不易受力,由于中药材中大多数是植物,其种类与性质不一,有相当部分物料富含纤维且比重较轻,在粉碎机械之中不易受到机械力的作用,从而使粉碎效果差或粉碎时间长。(2)物料粉碎过程温度过高,因为中药材多数具有活性成分,在粉碎处理当中,对温度有较高的要求,机械粉碎高转速所带来的冲击力,往往造成温度过高,药材失效。一般来说,高速运动机械粉碎越细,其转速越高,产生腔室热量过高。(3)不能达到真正的破壁效果,由于中药材的细胞直径一般在 10-50μm 之间,一部分达到 70μm,所以粉碎到 300 目时,仅有部分细胞开始破壁。而带干式分级的机械超微粉碎设备最终的粉碎细度最高也只有30μm 左右,要达到以提高药效为目的的破壁应将细度底线设定到 500 目以上(等比直径 25μm 以下)比较合适,而现在的一般性超微粉碎机对于中药材都很难达到这一要求。(4)不溶性微粒的超标,其粉碎得越细零件磨损越严重,磨损微粒产生的不溶性异物将直接影响药品质量。
  简单来说机械超微粉碎设备的特点是方便简捷,适用进料粒径范围大。其缺点是粉碎得越细零件磨损越严重,因磨损产生的不溶性异物将直接影响药品质量,加上带分级的机械超微粉碎设备最终加工的微粒细度最高也只有20μm,难以满足工艺高要求。而且对有粘度、易热敏物料不适用,如果用其加工蜂花粉的破壁就更加不理想。
  对(气流粉碎+分级型)来说,,所存在问题的探讨气流粉碎机是通过高速气流将粉体颗粒加速,并使高速运动的粒子相互碰撞、相互摩擦及瞬间破裂来达到粉碎,再通过适当分级机构循环而达到超微粉碎的目的。粉碎力大,细度高,无污染和极微磨损,适用于高纯度、高硬度及有一定粘度的中药材超微粉碎,同时药材粉体在气流膨胀状况粉碎,不会升温,不易改变药物本身化学性质。可以用于热敏性、低熔点、含糖分及易挥发的中药材超微粉碎。但其也存在问题:组成气流粉碎装置的附加装置较多,成本较高。相对而言,能耗大,占地面积大,运行成本相对较高。对适用进料粒径的范围有要求,一般要求为60~120目。

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