中國粉體網(wǎng)訊 據(jù)中國中藥協(xié)會數(shù)據(jù),2018-2023年,我國中藥行業(yè)規(guī)模整體呈波動增長態(tài)勢,2023年市場規(guī)模接近8000億元,增速在整個醫(yī)藥工業(yè)中處于領(lǐng)先地位。
超微粉碎技術(shù)可提高中藥提取率和生物利用度、提升中藥制劑質(zhì)量、節(jié)約資源。中藥在超微粉碎后可進一步制成各種劑型,發(fā)展前景廣闊。
超微粉碎技術(shù)
超微粉碎技術(shù)是一種利用機械或流體動力學(xué)使0.5~5.0mm物料內(nèi)部解聚至微米甚至納米級的進步性技術(shù),與傳統(tǒng)粉碎相比,具有節(jié)約物料、粉碎速度快和粉體粒度均勻且細的優(yōu)勢。
超微粉碎技術(shù)的原理
根據(jù)研磨介質(zhì)不同,超微粉碎技術(shù)分為干法和濕法粉碎。干法粉碎是在干燥條件下粉碎物料,可生產(chǎn)出具良好吸附性、膨脹性和水溶性等特質(zhì)的超微粉體;濕法粉碎是粉碎(半)流動性物料,與干法粉碎相比,具有粉塵危害小和發(fā)熱量少等優(yōu)勢,同時具均質(zhì)和乳化效果,使產(chǎn)品口感更細膩。
超微粉碎技術(shù)的分類及優(yōu)缺點
中藥制備領(lǐng)域超微粉碎設(shè)備的選擇
基于中藥材的固有屬性,中藥超微粉多采用外加機械力的方式制備。常見的機械設(shè)備有三種。
氣流磨
氣流磨亦稱流能磨,核心部件為噴嘴及粉碎腔;工作原理是以高速氣流或過熱蒸汽為沖擊載體,將其從噴嘴噴出,為物料的斷裂行為提供能量,導(dǎo)致物料裂紋失穩(wěn)并在外力作用下張開而擴展,宏觀表現(xiàn)為物料粒徑的變化。以高速氣流為沖擊載體的氣流磨常用于中藥粉碎處理,可分為以下5種:水平圓盤式、循環(huán)管式、對噴式、撞擊板靶式、流化床式。
氣流磨
氣流磨適用于質(zhì)地松脆、熱敏性及低熔點的中藥,不適用于含有揮發(fā)性成分的藥材;粉碎后的產(chǎn)品粒度分布均勻、分級精度高、親和力強,保留了顆粒固有屬性。因此,此技術(shù)已成為研制各種高性能微粉材料的首選方法。
高速機械沖擊磨
高速機械沖擊磨利用繞軸高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子向物料傳輸動量,使物料與襯體激烈碰撞而得到超微粉,此過程中產(chǎn)生的研磨、剪切、渦流效應(yīng)可促進粉體新表面的生成。
高速機械沖擊磨
此設(shè)備進料便捷、占地面積小、粉碎效率高、粉碎粒度可調(diào),被廣泛應(yīng)用于中、低硬度中藥的粉碎;但粉碎過程中具有熱效應(yīng),不適用于熱敏性及低熔點的中藥材。此設(shè)備主要依靠零件高速運轉(zhuǎn)進行粉碎,會造成零件嚴重磨損,對中藥的污染是不可避免的,因此開發(fā)高耐磨材料是促進此類設(shè)備發(fā)展的重要途徑。
振動磨
振動磨包括研磨介質(zhì)、研磨缽體及偏心激振裝置。其工作原理復(fù)雜且多尺度,偏心機構(gòu)驅(qū)動缽體作周期性高頻振動,研磨介質(zhì)隨之運動并對物料產(chǎn)生多種作用力,加劇物料中裂紋的延伸,從而使外部結(jié)構(gòu)破碎。
振動磨原理示意圖
振動磨適用于不同硬度的中藥材粉碎,所得顆粒的粒度分布窄。若振動磨配有冷卻裝置,還可實現(xiàn)對熱敏性、低熔點和具揮發(fā)性成分中藥材的低溫粉碎。
超微粉碎設(shè)備的發(fā)展方向
超微粉碎技術(shù)給中藥相關(guān)領(lǐng)域帶來了新的機遇,但同時也存在一些挑戰(zhàn)。如氣流磨的能耗問題、振動磨的噪聲問題等。
一方面,粉碎粒度越細,所需的能量越多;中藥超微粉的制備勢必消耗更多能量,如何做到節(jié)能化是超微粉碎設(shè)備發(fā)展的方向。及時分離粒度達到要求的顆?杀苊膺^度粉碎,也能降低能耗,因此可聚焦于開發(fā)超微粉碎與分級處理相結(jié)合的設(shè)備。
另一方面,降低超微粉性質(zhì)改變所帶來的不良影響亦需著重研究。表面改性是改善超微粉表面性能的有效手段,可提高粉體穩(wěn)定性。例如,HWV系列旋風(fēng)磨可實現(xiàn)常溫粉碎,適用于熱敏性、纖維性藥材的超微粉碎,可同時進行干燥、表面改性操作。
此外,自動化控制也是超微粉碎設(shè)備的發(fā)展趨勢。未來,需要更多、更深入的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究提供支撐,使超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。
參考資料:
李蕊汐等.超微粉碎技術(shù)在中藥制備領(lǐng)域的應(yīng)用與研究進展
楊蕾等.超微粉碎技術(shù)對糧食產(chǎn)品營養(yǎng)物質(zhì)及特定生理功能影響的研究進展
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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