淺談中藥粉碎過(guò)程中粉碎設(shè)備的選擇
中藥粉碎是中藥制藥的前期工序,也是至關(guān)重要的工藝環(huán)節(jié),因此選擇合適的粉碎設(shè)備對(duì)中藥粉碎來(lái)說(shuō)是極其重要的。
粉碎設(shè)備就是一種利用外來(lái)力量,克服物料的內(nèi)聚力,將大顆粒固體物料變?yōu)樾☆w粒甚至微粉粒的機(jī)械設(shè)備。粉碎設(shè)備的工作目的:(1)均化,使不同大小的顆粒粉碎成基本均勻的顆粒;(2)解離,使結(jié)合在一起的不同物質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。
1 粉碎設(shè)備的類(lèi)別
粉碎設(shè)備一般分為機(jī)械式粉碎機(jī)(machine mill)、氣流粉碎機(jī)(pneumatic cracker)、低溫粉碎機(jī)(low-temperature mill)和研磨機(jī)(grinding machine)4個(gè)大類(lèi)。
1.1 機(jī)械式粉碎機(jī)
機(jī)械式粉碎機(jī)是以機(jī)械方式為主,對(duì)物料進(jìn)行粉碎的機(jī)械設(shè)備。它又分為齒式粉碎機(jī)(tooth mill,含沖擊、剪切、碰撞、摩擦等作用)、錘式粉碎機(jī)(hammer mill,含錘擊、碰撞、摩擦等作用)、刀式粉碎機(jī)(knife mill,含剪切、碰撞、摩擦等作用)、渦輪式粉碎機(jī)(turbo mill,含剪切、碰撞、摩擦等作用)、壓磨式粉碎機(jī)(press-grind mill,含研磨、摩擦等作用)和銑削式粉碎機(jī)(milling breaker,含沖擊、銑切、碰撞、摩擦等作用)6小類(lèi)。
1.2 氣流粉碎機(jī)
氣流式粉碎機(jī)是通過(guò)粉碎室內(nèi)的噴嘴把壓縮空氣(或其他介質(zhì))形成超音速高湍流的氣流束,變成速度能量,促使物料之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊、摩擦來(lái)達(dá)到粉碎效果的機(jī)械設(shè)備。
1.3 低溫粉碎機(jī)
低溫粉碎機(jī)是經(jīng)低溫(最低溫度-70 ℃)處理,并對(duì)預(yù)先冷凍到脆化點(diǎn)以下的物料進(jìn)行粉碎的機(jī)械設(shè)備。
1.4 研磨機(jī)
研磨機(jī)是通過(guò)研磨體、研磨頭和研磨球等介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)對(duì)物料進(jìn)行研磨,使物料研磨成超細(xì)度產(chǎn)品或混合物的機(jī)械設(shè)備。它又分為球磨機(jī)(ball mill)、乳缽研磨機(jī)(mortar mill)和膠體磨(colloid mill)3小類(lèi)。
2 粉碎設(shè)備的選擇
中藥是天然的動(dòng)、植物及礦藏資源的本體,因此中藥的情況是極其復(fù)雜的,不同的中藥有不同形狀和不同的組織結(jié)構(gòu),它們所含的成分不同,比重不同,加工工藝對(duì)粉碎度的要求也不同。
粉碎設(shè)備有4大類(lèi),設(shè)備不同,它們的結(jié)構(gòu)也就不同,粉碎原理也不完全相同,外力作用的方式也不同,那么它們的性能、效率肯定也不同,對(duì)各種中藥的粉碎適應(yīng)度和所能粉碎的細(xì)度也不同,引起設(shè)備的能耗也有差距。何況各種粉碎設(shè)備對(duì)于不同的中藥都有一定的粉碎極限,也不是每種中藥被粉碎得越細(xì)越好,而應(yīng)根據(jù)中藥制藥的具體工藝要求來(lái)控制一定的粒徑范圍,如對(duì)于水溶性藥物就無(wú)需粉碎得太細(xì)。
綜上所述,我們必須根據(jù)具體的中藥情況及其粉碎粒徑要求選擇相對(duì)應(yīng)的粉碎設(shè)備。
2.1 氣流粉碎機(jī)
選用氣流粉碎機(jī)一般都是高分子聚合物、纖維狀物料、較低熔點(diǎn)熱敏性物料和其他聚合物,而且進(jìn)料一般都很細(xì),在進(jìn)行氣流粉碎之前已經(jīng)進(jìn)行過(guò)其他設(shè)備的預(yù)粉碎,并達(dá)到一定的細(xì)度(>100目),才能進(jìn)行氣流粉碎,這樣可以降低設(shè)備的負(fù)荷,節(jié)約能源(一般有較高附加值的中藥才選用氣流粉碎機(jī)粉碎)。
氣流粉碎機(jī)的特點(diǎn):(1)能達(dá)到超細(xì)粉碎效果(微粒級(jí));(2)無(wú)污染性,空氣凈化后整個(gè)粉碎過(guò)程無(wú)污染;(3)低溫性,噴嘴處絕熱膨脹,使氣流溫度降低,整個(gè)粉碎空間呈低溫狀態(tài)。
2.2 低溫粉碎機(jī)
選用低溫粉碎機(jī)的物料,一般都是在常溫下難以粉碎的、受熱易變質(zhì)易分解的、高附加值的中藥材和食品,還有超低熔點(diǎn)、超強(qiáng)熱敏性及超粘物料(尤其是高脂肪高蛋白的動(dòng)物類(lèi)中藥材)。這些中藥和物料還都必須經(jīng)過(guò)零下幾十度的冷處理才能進(jìn)行粉碎。
低溫粉碎機(jī)的特點(diǎn):(1)無(wú)污染性,此類(lèi)設(shè)備在粉碎過(guò)程中粉碎室內(nèi)的溫度一般都在零度以下,呈無(wú)污染狀態(tài);(2)粉碎成本高,被粉碎的物料必須經(jīng)過(guò)液氮或制冷空氣的處理,并達(dá)到脆化點(diǎn)以下,才能粉碎到物料的制藥工藝要求,因此粉碎的附加成本提高;(3)適用范圍廣,無(wú)論何種物料,不管物料的成分和性質(zhì),此類(lèi)粉碎機(jī)都能達(dá)到制藥工藝要求;(4)使用較少,由于粉碎成本高,所以只有經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較高的產(chǎn)品,才能選用此類(lèi)粉碎機(jī)。
2.3 研磨機(jī)
選用研磨機(jī)的物料,一般加工細(xì)度都很高(>10 μm),而且不易被粉碎,也不適用氣流粉碎機(jī),其附加值也較高,比如珍珠、孢子等中藥材。
研磨機(jī)的特點(diǎn):(1)研磨細(xì)度高,達(dá)到微粒級(jí),細(xì)度甚至<3 μm;(2)研磨加工過(guò)程簡(jiǎn)單,勞動(dòng)強(qiáng)度低;(3)研磨加工時(shí)間較長(zhǎng)。
2.4 刀式粉碎機(jī)
選用刀式粉碎機(jī)的物料,一般都是纖維類(lèi),質(zhì)地較松,比重較輕。
刀式粉碎機(jī)的特點(diǎn):(1)此類(lèi)粉碎機(jī)在粉碎過(guò)程中不但具備擊打、碰撞和摩擦作用,而且還增加了剪切作用;(2)比其他機(jī)械式粉碎機(jī)粉碎效率高。
2.5 粉碎機(jī)組
中藥材中有一些含有較多的纖維、木質(zhì)素、膠質(zhì)脂肪、樹(shù)脂、糖類(lèi)等成分的藥物,還有中藥提取濃縮后的浸膠,它們的粉碎細(xì)度要求較高,而一般的粉碎機(jī)又難以達(dá)到要求,因此需要干燥、預(yù)粉碎、分級(jí)等多個(gè)環(huán)節(jié),多種設(shè)備聯(lián)合使用,才能達(dá)到細(xì)粉的粒度要求,另外,它們的產(chǎn)量也較大,所以就要選用粉碎機(jī)組。
粉碎機(jī)組的特點(diǎn):(1)粉碎場(chǎng)地大,多種設(shè)備聯(lián)合使用;(2)粉碎機(jī)規(guī)格大,產(chǎn)量大。
2.6 其他粉碎機(jī)
無(wú)特殊要求的絕大部分中藥材都適用,但應(yīng)根據(jù)產(chǎn)量和細(xì)度要求,來(lái)選擇相對(duì)應(yīng)規(guī)格的粉碎機(jī)。
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