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气流粉碎技术应用于中药精细加工

  • 气流粉碎技术是利用物料在高速气流的作用下,获得巨大的动能,在粉碎室中造成物料颗粒之间的高速碰撞、剧烈摩擦,同时高速气流对物料产生剪切作用,从而达到粉碎物料的目的,它能将原料加工成极细的粉末(<10μm)。该技术的应用几乎遍及所有的精细加工行业,如化工、医药、食品、塑料、矿业、金属材料等,在许多特定的粉体领域占有特殊的地位。它具有如下特点:
    1. 粉碎温度低,可粉碎热敏性、低融点的物料。根据高速喷射气流的焦耳-汤姆逊效应,当气体有喷嘴喷射而绝热膨胀时,气体会自身冷却,从而抵消了物料碰撞和摩擦产生的热量。
    2. 生产周期短,收粉率高。由于高速碰撞与密闭粉碎,物料间彼此碰撞的概率大,粉尘亦无泄漏。
    3. 可获得高纯度(污染少)、粒度分布均匀的产品(累计频率达D95以上)。
    4. 对一些不得已用湿法粉碎的物料,也能用气流粉碎进行干法粉碎,可获得均匀而细小的粉末。
    5. 可实现多种联合操作,粉碎同时可实现干燥操作。
  • 气流粉碎技术在中药精细加工中的注意事项。

  • 气流粉碎技术是一种先进的粉碎技术,它应用于中药的精细加工的研究才刚刚起步,存在的问题还很多。
  • 工艺是否可控:

  • 中药与一般的无机矿物相比既有共同性又有其自身的特点,其粉碎工艺是否可控是该技术能否应用于中药精细加工的核心问题,对此需进行以下两个方面的研究:
  • 一是结合粉体的一般特性和中药材自身特点,确定制备工艺流程为:药材→初步粉碎→气流粉碎→旋风分离→质检→包装→成品。
  • 二是进行制备工艺参数的筛选和优化:
    1. 干燥水分:烘干是为了控制水分,而水分往往影响物料的特性,一般认为水分越少越易粉碎,要求水分<4%,以此为指标去筛选和优化烘干方式、烘干温度、烘干时间等因素。
    2. 气流粉碎参数:气流粉碎机的主要技术参数包括粉碎室直径(m)、粉碎压力(Mpa)、加料压力(Mpa)、耗气量(m3.min-1)、处理量(kg.h-1)、空压机功率(kw)、给料粒度等。选择产品粒度为实验指标,进行正交试验设计和优选气流粉碎机的技术参数。
    3. 粉体分级参数:影响分级粒径的主要参数有离心式空气分级机的转速、加料量、二次风量。以分级粒径为指标正交筛选粉体分级参数。
  • 如何选择产品鉴定指标:

  • 中药粉体是由众多的单个粒子组成的集合体,粉体的性质既受单个粒子性质的影响,也与粒子之间的相互作用有重要联系,所以全面反映粉体的质量就包含了两类重要参数:单个粒子参数和粉体系数参数。但一般以其基本特性参数如粒径、粒度分布、比表面积、湿润性、流动性为主要研究对象。
  • 如何应用中药超微粉体:

  • 一是解决粉体聚集的问题

  • 物质经超微化后比表面积显著增加,表面能很高,因而有强烈的相互吸引而达到稳定的趋向。为防止粉体的聚集,使其处于单分散状态,可采取适宜的表面处理和包装技术。
  • 二是解决化学提取过程中存在的技术问题

  • 中药的应用不外乎两种途径:提取入药和直接入药。从提取角度看有两个问题,其一是粉体的分散问题,其二是提取过程中的糊化问题,这就需通过筛选和优化提取工艺参数(包括提取温度、提取时间、提取溶媒的种类等)来解决。
  • 三是解决体外溶出度测定中的技术问题

  • 从中药直接入药的角度来看,用超微中药粉体制成的制剂,其核心的问题是体外溶出技术的确立。解决此问题的措施是进行筛选溶出介质、溶出方法的方法学考察,指标成分综合选定。
  • 四是解决药效学验证的技术问题

  • 药效学是说明中药微粉对有效成分是否保存及增强药效的最有力的验证手段。有文献报道通过原生药材超细微粉制剂和传统工艺制剂的药效学研究表明,微粉可显著提高药材的药效学活性,但验证方法的确立有待深入研究。
  • 气流粉碎技术在中药精细加工中的应用现状和前景
  • 目前利用气流粉碎技术开发的中药品种还很少,主要局限于一些作用独特的名贵细料中药,已见报道的有西洋参、人参、珍珠、三七、花粉等,但实验数据不多,说服力不强,某些保健产品的开发也只是刚刚起步,均未形成广阔的市场。
  • 将气流粉碎技术引进中药的加工环节,可创制出全新的粉碎技术工艺,它既丰富了传统炮制的内容,又能为中药的加工和生产带来全新的面貌,成为中药行业的新技术生长点。
  • 中药超微粉碎后,在提取工艺中其与溶媒的接触面积增加,故而提取方式趋于简化,提取时间缩短,转移率提高,这样既节约了时间,加快了生产周期,又节约了能源,还提高了原料的综合利用度。在以粉体为原料的固体制剂中,超微粉碎可显著改善其外观性状以及溶解度、溶出度、吸收率、附着力、生物利用度等多方面的药学参数。
  • 总之,充分利用气流粉碎超微技术,可以提高中药工业技术化。
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