第五章 粉碎及分级设备 第一节 粉碎设备 粉碎：固体物料在外力的作用下，克服物料的内聚力，使 大颗粒破碎成小颗粒的过程 目的：1、降低固体药物的粒径，增大表面积 2、 便于几种不同的固体物料混合均匀 破碎比： （i）=D/d D——粉碎前颗粒直径 d——粉碎后颗粒直径 破碎比和单位电耗是粉碎机械的基本技术经济指标 一、粉碎机械的选型 1、粉碎机理 粉碎机械施于被粉碎物料的作用力等于或超过其凝聚力时 ，物料被粉碎 施力的种类：压缩、冲击 、弯曲、剪切、摩擦 2、粉碎机械的分类(实际应用） 3、粉碎机械的选用原则 （1）掌握物料性质和对粉碎的要求 （2）合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械 （3）周密的系统设计 破碎机：粗碎（粒径数十毫米至数毫米） 中碎（粒径数百微米） 细碎（粒径数百微米至数十微米） 磨碎机：粗磨、细磨 超细粉碎机（粒径几微米） 二、锤式破碎机 利用高速旋转的钢锤借撞击及捶击 作用而将药物粉碎的一种机械由 带有锤子的转子组成转子是由主 轴、圆盘、销轴和锤子组成 当物料从加料斗以适 当的速度进入粉碎室 ，由高速旋转的锤头 以冲击、剪切及撞击 作用而被粉碎，细料 通过筛板出料，粗料 继续被粉碎。
细料通过底部的 筛板出料，经吸 入管、鼓风机及 排出管排人集粉 袋中 1、类型 单（双）转子、可（不可）逆式、单（多）排式、固 定（活动）锤式 2、注意事项 （1）当转速低于某一临界撞击速度则不能起到撞击作用， 仅起到摩擦作用，所形成的粒子呈球状；经撞击作用粉碎 所得的粒子是呈不规则形状 常用转速：小型者为：1000～2500r/min 大型者为： 500～800r/min （2）筛子为金属板开孔而成，转速越高，能通过筛孔 的粒子粒径越小；筛子的厚度越厚，得到粒子的粒径也 越小 3、特点及应用 （1）破碎比大（i=10～50），单位产品的能量消耗 低，结构简单、操作方便，维修及更换易损件容易 （2）粉碎成品粒度比较均匀，成品粒度大小可通过 更换不同规格筛子来调节，但过于微细时筛子容易 堵塞 （3）用于破碎中硬度以下，磨蚀性弱的物料磨 蚀性：物料的磨蚀性是物料对粉碎工具（齿板、钢球等） 造成一定程 度磨蚀的性质 ） （4）有一定的混匀和自行清理的作用，能够破碎含有水分 及油质的有机物 三、球磨机 1、工作原理 装有研磨介质（锰钢球、陶瓷球）的密闭圆筒，在传动 装置带动下产生回转运动，物料在筒内受到研磨及冲击 作用而粉碎。
钢球在球磨机内运动的三种情况 球磨机工作原理图 泻落状态抛落状态离心状态 2、结构（P64对照） 圆锥转筒球磨机 注意事项： 1、为了有效地粉碎物料，球磨机必须有一定的转速，使 圆球从最高的位置以最大的速度下落这一转速的极限值 称为临界转速 2、圆球应有足够的重量和硬度，使能在一定高度落下时具 有最大的击碎力 3、圆球的直径一般不应小于65mm，应大于被粉碎物 料的4～9倍圆球的大小不一定要求完全一致，这样可以 增加圆球间的研磨作用由于粉碎过程中，圆球不断地磨 损，部分圆球须经常更换 5、球罐的长度与直径应有一定的比例，球罐过长，仅部 分圆球具有作用;被粉碎药料一般不应超过球罐总容量的 50% 4、球罐中装填圆球的数目不宜太多，过多则在运转时上 升的球与下降的球发生撞击现象，消耗能量通常球罐中 装填圆球的体积仅占球罐全容积的30%～35% 3、应用 特点： 1，优点：适应能力强，生产能力大，能满足工业大生产需要；粉碎比大 ，细度可调；既可干法也可湿法操作，对混合物磨粉具有均化作用 2，缺点：工作效率低，单位产量能耗大；机体笨重，噪声较大；转速一 般为15-30r/min， 需要配置昂贵的大型减速装置。
应用范围： 1：用于结晶性药物：朱砂、硫酸铜等 2：易融化的树脂：松香 3：树胶（阿拉伯胶） 4：非组织的脆性药物（儿茶） 5：易与铁作用的药材可用瓷质球磨机 6：对于封闭操作：可用于刺激性药物（蟾酥）的粉碎，可防止粉尘飞扬 可用于较大吸湿性的浸膏（如大黄浸膏），以防止吸潮；对挥发性的药 物以及其他细料药物（麝香、犀角等）也适用 四、振动磨 1、工作原理：利用振动原理来进行物料粉磨的设备，能 有效的进行细磨和超细磨 由槽型或者筒形磨体、激振器（偏心重体）、支撑弹簧、驱动 电机组成 1、电动机 2、联轴器 3、主轴 4、偏心重块 5、轴承 6、槽体 7、弹簧 间歇式振动磨 筒体内的研磨介质有三种运动： 1、强烈抛射运动——破碎大块物料 2、高速同向自转——研磨 3、慢速公转运动——均匀物料 研磨介质填充系数高达85%，冲击力小于球磨机，研磨粉碎 作用强，用于细磨、超细磨 静止时 介质运动时 干燥物料投入时 连续运转时 2、类型 按操作方法可分为间歇式与连续式； 按筒体数目可分为单筒式、多筒式振动磨， 根据振动特点分为惯性式和偏旋式振动磨 主轴上装有不平衡物,当 轴转动时候，由不平衡 所产生的惯性离心力使 筒体发生振动 将筒体安装于偏心 轴上，因偏心轴旋 转而产生振动。
3、特点 （1）振动频率高，研磨介质装填系数高，研磨效率高 （2）成品粒径细，粒径均匀，粒度分布窄 （3）研磨工序连续化 （4）可调节温度 （5）外形尺寸小，操作维修易，但噪声大 4、应用 （1）脆性物料的粉碎 （2）任何纤维状、高韧性、高硬度或有一定含水率的物料 （3）可用干法、湿法 （4）超细磨物料 五、气流磨（气流粉碎机、流能磨） 利用高速弹性气流喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的 固体颗粒在自撞中或与冲击板、器壁撞击中发生变形、破裂而最 终获得超粉碎目前工业上主要用的类型：扁平式、循环管式、 对喷式、流化床对射式 1、扁平式气流磨粉碎室呈扁平圆形，沿着它的圆壁等距离地设置若干个喷 嘴，气流喷射方向如图中箭头所示 给入料斗的物料，被加料喷嘴喷射出来的气流引射到混合扩散 管中，在此处物料与气流混合并增压后，从进料管进入粉碎室，物 料受到喷嘴喷射出气流的作用被加速，使颗粒间相互产生冲击、碰 撞、摩擦，同时颗粒又受气流的剪切作用，进而达到超细粉碎由 于粗、细粒度不同的颗粒在旋转运动的气流中有不同的离心力，粗 颗粒被甩向外围进行重新粉碎，细颗粒则随气流进入中部的出料管 ，即气流夹带细粉排出气流粉碎机。
2、循环管式气流磨（跑道式气流粉碎机） 粉碎腔外有一系列喷嘴，射流 的流速很高，但各层断面射流 的流速不相等，颗粒之间的流 速也不等，从而产生研磨和撞 击作用而粉碎外层颗粒粉碎 的微粉随气流导入一次分级腔 ，粗粒子有较大离心力下降至 粉碎腔循环粉碎，细粒子进入 二次分级腔，质量很小的微粉 从分级旋流中分出 3、气流磨特点 （1）粉碎强度大，产品粒度微细，颗粒规整，表面光滑 （2）颗粒在高速旋转中分级，产品粒度分布窄 （3）产品纯度高 （4）莫氏硬度 〉9的坚硬物料 （5）适于粉碎热敏性及易燃易爆物料 （6）实现机内粉碎与干燥，粉碎与混合，粉碎与化学反 应等的联合作业 （7）能量利用率高 缺点：（1）辅助设备多，一次投资大（2）影响运行的因素 多（3）成本高，噪声大 （三）粉碎设备的维护 1、使用前检查整机各紧固螺栓是否有松动，然后开机 检查机器的空载启动性是否良好 2、高速运转的粉碎机开动后，待其转速稳定时再行加 料否则因药物先进入粉碎室后，机器难以启动，引起 发热，甚至烧坏电动机 3、药物中不应夹杂硬物，以免卡塞，引起电动机发热 或烧坏粉碎前应对药物进行精选以除去夹杂的硬物 4、粉碎刺激性和毒性药物时，必须特别注意劳动保护 和安全操作。
第二节 分级设备 一、颗粒分级 是将颗粒按粒径大小分成两种或两种以上颗粒群 的操作过程可分为机械分级和流体分级 （一）机械筛分 借助具有一定孔眼或缝隙的筛面，使物料颗粒在 筛面上运动，不同大小的颗粒在不同的筛孔处落下， 利用颗粒几何尺寸的不同进行分级 目的： 1、筛除粗粒或异物 2、筛除细粉或杂质 3、整粒，筛除粗粒及细粉 4、粉末分级（丸散剂用细粉） 筛面排列方式： 1、细粗孔排列同一平面 2、细粗孔垂直布置 3、混合式 适于颗粒较粗的松散物料，范围100～0.05mm之间 （二）流体分级 根据固体颗粒在流体介质中沉降速度不同而进行分级 1、湿式分级 以水作为流体介质由于水具有润湿作用 ，易于添加分散剂，使固体颗粒在水中呈良好的分散状 态，有利于提高分级精度颗粒密度小于或接近水的颗 粒不能以水为流体介质 2、干式分级 以空气为流体介质一般与粉碎设备组成闭路 循环系统，涡轮分级机 （1）粉碎：粉碎叶轮上带有扭转角的多个叶片，高速旋转 形成旋转风压，因而在第一粉碎室内引起气流循环，随着 气流旋转的物料颗粒之间便相互冲击、碰撞、摩擦、剪切 ，并且受离心力的作用冲向带衬套的内壁，又受到撞击、 摩擦、剪切等作用，如此反复而粉碎成细粉。
（2）分级作用：是 由第一室内分级叶轮 所产生离心力，若颗 粒受到的离心力大于 气流引力，则颗粒继 续留下来被粉碎或降 落到排渣孔；若颗粒 受到的离心力小于气 流引力，颗粒就被吸 向中心随气流进入第 二粉碎室第二粉碎 室的粉碎叶轮和分级 叶轮直径均比第一粉 碎室的叶轮大，叶片 扭转角也大，风压更 大，冲击力大，粉碎 效果更强 1、粗渣粒 2、螺旋排料器 3、粗粒子 4 、细粉粒 5、分级叶轮 6、衬套 7、壳体 流体分级与机械分级的性能 比较 筛号与筛孔尺寸：筛号常用“目”表示目”系指在筛面的25.4mm（1英寸） 长度上开有的孔数如开有30个孔，称30目筛，孔径大小是25.4mm/30再减去 筛绳的直径由于所用筛绳的直径不同，筛孔大小也不同，因此必须注明筛 孔尺寸，常用筛孔尺寸是μm 各国的标准筛号及筛孔尺寸有所不同，中国药典在R40/3系列规定了 药筛的九个筛号我国常用的标准筛号与尺寸见表13-5 筛网尺寸示意图 二、摇动筛 利用曲柄连杆机构使筛面往复摇晃运动而组成属于慢速筛分机，处 理量和筛分效率低，用于小量生产，也适用于筛毒性、刺激性或质轻的 药粉，避免细粉飞扬 药筛固定在圆形或长方形的金属圈或竹圈上。
按照筛号大小依次叠成套 （亦称套筛）其筛选原理是利用偏心轮及连杆使药筛发生往复运动进 行筛选药筛的最细号放在底下，套在接受器上，最粗号放在顶上，然 后把物料放人最上部的筛上，盖上盖，固定在摇动台上，启动电动机进 行摇动和振荡数分钟，即可完成对物料的分级 三、振动筛 采用激振装置使筛箱带动筛面或直接带动筛面而产生 振动，促使物料在筛面上不断运动，防止筛孔堵塞 振动筛粉机 一长方形筛子安装于筛粉机的木箱内 ，药料由加料斗加入，落入筛子上 筛子斜置于木箱中可以移动，而木框 则固定在轴上，借电动机带动皮带轮 ，使偏心轮作往复运动，从而使木箱 中的筛子往复振动，对药粉产生筛选 作用又因木框碰击两端，产生的振 动力又增强了过筛的作用，以利药粉 过筛细粉落入接受器中，粗粉由粗 粉分离处落入粗粉接受器中，以备继 续粉碎后过筛 其原理是利用在旋转轴上配置不平衡重锤或配置有棱角形状的凸轮使 筛产生振动电动机的上轴及下轴各装有不平衡重锤，上轴穿过筛网并与 其相连，筛框以弹簧支承于底座上，上部重锤使筛网产生水平圆周运动， 下部重锤使筛网发生垂直方向运动，故筛网的振动方向具有三维性 圆形振动筛粉机启动后物料加在 筛网中心部位，筛网上的粗料由 上部排出口排出，筛分出的细料 由下部排出口排出。
因圆形振动 筛粉机分离效率高，单位筛面处 理能力大，占地面积小，重量轻 而被广泛应用 圆形振动筛粉机 旋转震动筛 2、悬挂式偏重筛粉机 开动电动机带动主轴，偏重轮即产生 高速的旋转，由于偏重轮一侧有偏重 铁，使两侧重量不平衡而产生振动， 因此通过筛网的粉末很快落入接受器 中为防止粉末飞扬，除加料口外可 将机器全部用布罩盖当不能通过的 粗粉积多时，应停机，将粗粉取出， 再开动机器添加药粉，因此是间歇性 的操作此种筛结构简单，造价低，。