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                    超微粉碎技術的種類和原理

                    更新時間:2011-08-10      點擊次數:1712

                    超微粉碎技術是利用機械或流體動力的方法,將物料顆粒粉碎至微米級甚至納米級微粉的過程。微粉是超微粉碎的zui終產品, 具有一般顆粒所不具備的一些特殊理化性質, 如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學反應活性等。其粒徑限度至今尚無統一的標準, 根據對天然植物粉碎加工的實際情況, 結合《中華人民共和國藥典》對粉末分等和藥篩孔尺寸的規定, 普遍認為將微粉粒徑界定為小于75 μm 較為合理。
                    1、超微粉碎的原理
                    超微粉碎的原理與普通粉碎相同, 只是細度要求更高, 它利用外加機械力, 使機械力轉變成自由能, 部分地破壞物質分子間的內聚力, 來達到粉碎的目的。天然植物的機械粉碎過程, 就是用機械方法來增加天然植物的表面積, 表面積增加了, 亦引起自由能的增加, 但不穩定, 因為自由能有趨向于zui小的傾向, 故微粉有重新結聚的傾向, 使粉碎過程達到一種粉碎與結聚的動態平衡, 于是粉碎便停止在一定階段, 不再向下進行, 所以要采取措施阻止其結聚, 以使粉碎順利進行。

                    2、超微粉碎的目的
                    *, 增強天然植物有效成分在動物體內的吸收, 提高生物利用度, 增強藥效。天然植物經超微粉碎后, 絕大多數細胞的細胞壁破裂, 細胞內的有效成分不需通過細胞壁屏障而直接與給藥部位接觸, 由于微粉粒徑小, 比表面積大, 極易吸附在小腸壁上被吸收, 大大提高有效成分的吸收速度; 同時, 微粉與給藥部位接觸面積大, 有效成分在體內滯留時間延長, 吸收量也顯著增加。
                    第二, 保留天然植物的屬性和功能。天然植物以微粉形式入藥, 保留了復方中全組分的藥效學基礎, 保留了傳統天然植物的屬性和功能。
                    第三, 提高天然植物制劑質量, 降低服用量,開發新劑型。超微粉碎后, 一些名貴天然植物可制成口服的散劑、膠囊、微囊, 也可以制成外用藥劑和透皮制劑, 尚能將藥食同用的天然植物微粉作為食品添加劑, 加入飲料和食品中。
                    第四, 改善環境衛生, 提高微粉衛生學質量。物料的超微粉碎是在密封及凈化狀態下進行, 不會造成新的污染, 提高微粉的衛生學質量。
                    3、超微粉碎的方法
                    3.1 普通超微粉碎方法
                    普通超微粉碎方法按性質分為物理方法和化學方法。天然植物超微粉碎普遍采用物理方法制備微粉, 不發生化學反應, 保持了物料原有的化學性質。根據粉碎過程中物料載體種類的不同又分為干法粉碎和濕法粉碎。其技術上要求:
                    ① 產品粒徑小, 粒度分布范圍窄;
                    ② 粉碎工藝簡單, 自動化程度高;
                    ③ 產出率高, 能耗低, 生產成本低;
                    ④  生產安全, 產品污染少, 純度高。
                    3.2 低溫超微粉碎方法
                    具有韌性、黏性、熱敏性和纖維類物料的超微粉碎, 一直是微粉制備過程中的難點, 近年來針對上述成分的特性, 采用深冷凍超微粉碎方法, 取得了較好的結果。它是利用物料在不同溫度下具有不同性質的特性, 將物料冷凍至脆化點或玻璃體溫度之下, 使其成為脆性狀態, 然后再用機械粉碎或氣流粉碎方式, 使其超細化的方法。
                    3.2.1 原理
                    天然植物在低溫下其韌性出現均勻地降低, 雖沒有明顯的脆性轉變點, 但隨著溫度降低其脆性增加的規律是存在的, 并可找出一個脆性zui大的低溫范圍。并且, 物料在快速降溫情況下, 各部位由于不均勻收縮而產生內應力, 極易引起薄弱部位破裂和龜裂, 導致物料內部組織結合力降低, 當受到一定的沖擊時, 極易破碎成細粉。
                    3.2.2 方法
                    主要有3 種:
                    ①先將物料在液氮- 196 ℃下冷卻, 達到低溫脆化狀態后, 迅速投入常溫態的粉碎機中粉碎;
                    ②在粉碎原料達到常溫、粉碎機內部為低溫情況下粉碎;
                    ③物料與粉碎機內部均呈低溫狀態下粉碎。
                    3.2.3 優缺點
                    優點:
                    ①可粉碎在常溫下難以粉碎的物料, 如纖維類、熱敏性和受熱易變質的物質( 血液制品、蛋白質及酶等) ;
                    ②可提高對易燃、易爆物品粉碎的安全性;
                    ③對含芳香性、揮發性成分的天然植物行低溫超微粉碎, 可避免有效成分的損失;
                    ④在低溫環境下細菌的繁殖受到抑制, 避免產品污染;
                    ⑤有利于改善物料的流動性。
                    缺點:
                    生產成本*, 對于低附加值的產品難以承受, 故多用于附加值較高的生物類產品的超細化。
                    4 粉碎設備
                    為了滿足不同物料粉碎的需要, 市場上已推出各種不同類型的粉碎設備。下面介紹符合GMP 要求的超微粉碎機組。
                    4.1 粉碎設備特點
                    *, 適用于干式超微粉碎工藝, 由于氣流速度高, 沖擊力大, 可生產出0.5~10 μm( 500~10 000nm) 的粉碎顆粒。
                    第二, 粉體在氣流膨脹情況下粉碎, 不會升溫, 適用于熱敏性、低熔點、含糖分及有揮發性物料的超微粉碎。
                    第三, 設備設計*按照GMP 要求: ①通過氣源三級過濾( 粗過濾、精密過濾、除菌過濾) , 全系統密閉粉碎, 材料選用、粉碎過程物料自身碰撞粉碎, 以及采用特殊設計, 杜絕油進入, 實現粉碎物料和環境的無污染; ②采用自動化、智能化控制系統, 實現控制粉碎過程, 保證粒度分布窄,且均勻; ③設備結構簡單, 內、外壁光潔度高, *, 易清洗。
                    5、粉體表面改性技術
                    隨著超微粉碎技術的發展, 對微粉的性能要求越來越高, 如粒度分布范圍要求越來越窄; 要有高度的分散性; 與其他物料有較好的相容性等。所以, 從某種意義上來講, 粉體的表面改性技術比超微粉體的制備和分級技術更為重要, 因為超微粉體的輸送、混合、均化、填充、包裝、儲存等問題,給超微粉體的應用帶來極大的困難, 有時甚至無法體現超微粉體的*功能和優勢, 因此改善超微粉體的表面特性是亟待解決的課題。
                    5.1 表面改性方法
                    常用的方法有:
                    ①表面包覆改性: 采用高聚物或樹脂, 借助黏附力對粉體進行包覆改性;
                    ②高能表面改性: 利用等離子體、電暈放電、紫外線或輻射等手段進行表面改性;
                    ③沉積反應改性法: 利用化學反應將生成物沉積在改性物體的表面, 形成一層極薄的包覆改性膜, 改變超細粉體的表面改性。
                    5.2 表面改性劑種類
                    表面活性劑: 如陽離子型、陰離子型。
                    偶聯劑: 如硅烷類、鈦酸酯類、鋯鋁酸鹽。
                    有機聚合物: 聚丙烯、聚乙烯。
                    5.3 表面改性工藝及設備
                    在超微粉碎過程中進行表面改性處理。將表面改性劑超細化處理后或用其他溶劑將其溶解成溶液, 加入待超微化的粗粒中, 混合均勻后一同加入超微粉碎設備中。物料在進行超微粉碎時產生的新生粒子具有較高的表面能和表面電荷, 使表面改性劑與新生粒子的外表緊密結合, 達到較好的作用。在超微粉碎后對超微粉進行表面改性處理。將已超細化的物料與表面改性劑一起加入改性設備中, 用機械進行攪拌, 使表面改性劑均勻地粘附于粉粒的表面, 并在外加機械力的作用下達到改性目的。
                    機械化學改性處理。通過強烈的機械作用如擠壓、摩擦、撕切, 顆粒產生游離基, 并與表面改性劑發生吸附, 完成包膜或成膜等改性過程。
                    6 超微粉體的包裝、貯存和運輸
                    超微粉體單個粒子往往處于不穩定狀態, 與空氣接觸時又極易吸附空氣中的水分而團聚結塊, 因此包裝材料的密閉性要好, 要防潮、防水, 外層要用金屬桶、硬紙板桶或硬塑料桶包裝。
                    要貯存在陰涼、干燥、通風、避光處。運輸時應避免擠壓, 外加軟包裝材料, 減輕碰撞、振動。
                    現在,隨著科技的發展,的超低溫物理研磨超微粉碎機已經問世,被歐、日壟斷十余年的技術被北京開源多邦科技有限公司打破,該公司研發的超低溫物理研磨超微粉碎機擁有自主知識產權和國家,是目前*投入大規模工業化生產的超低溫物理研磨超微粉碎機和中藥超微粉碎機,對于推動中國靈芝、靈芝孢子粉等中藥現代化發展有重要作用。

                    行業中國 - 開源多邦  新聞資訊 發表于:2009-12-23 14:38:03

                    超微粉碎機,中藥粉碎機,粉碎機,

                     

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