近年來,西醫(yī)面對細菌抗藥性、抗菌素過敏、廣譜抗菌素引發(fā)的人體的正常菌群失調(diào),面對人工合成化學(xué)藥物的毒副作用而引發(fā)的大量藥源性、醫(yī)源性疾病,面對艾滋病、癌癥等疾病治療久攻不克等問題,越來越感到其局限性,轉(zhuǎn)而重視中醫(yī)藥學(xué),并逐漸認識到中醫(yī)藥學(xué)是一個有待于挖掘的“金礦”[1],這是因為中醫(yī)重整體、重綜合,中藥重配伍、重協(xié)同的特點正好與系統(tǒng)科學(xué)和信息科學(xué)相吻合。然而,當(dāng)前中國傳統(tǒng)中藥與*水平存在一定的差距。為使我國的中醫(yī)藥走向市場,必須實現(xiàn)中藥現(xiàn)代化。長期以來,國內(nèi)廣大醫(yī)藥工作者和部分相關(guān)行業(yè)的科技工作者為中藥現(xiàn)代化在做著不懈的努力。目前,中藥現(xiàn)代化的發(fā)展方面主要包括以下幾個方面:(1)中藥納米化。納米中藥一般不是簡單地將中藥材進行粉碎至納米量級,而是針對組成中藥方劑的某味藥的有效部位甚至是有效成分進行納米技術(shù)加工處理,賦予傳統(tǒng)中藥新藥的功能。(2)單味中藥做成浸膏。(3)單味中藥的某一種或幾種有效成分的提取。(4)中藥顆粒化。采用現(xiàn)代制藥工業(yè)的*設(shè)備及工藝,將中藥飲片加工成不同
粒度的顆粒。在以上幾個方向中都涉及到將原料細化的過程,用粉碎設(shè)備來實現(xiàn)這個功能是一種可行的辦法,現(xiàn)介紹如下。
1中藥粉碎設(shè)備的現(xiàn)狀
1.1中藥粉碎的目的中藥入藥劑前一般要經(jīng)加工炮制成飲片,在制劑時再將飲片或干燥提取物粉碎成不同細度的藥粉,以供制備各種劑型之用。粉碎是制藥生產(chǎn)中的基本操作之一,也是藥劑制備的基礎(chǔ)。中藥粉碎的目的主要表現(xiàn)在以下幾個方面[2]:(1)為制備各種藥物劑型奠定基礎(chǔ),如片劑、散劑、沖劑、丸劑、膠囊劑等劑型需以藥粉或顆粒成型。(2)增加藥物表面,利于藥物的溶解與吸收進而提高藥效,提高其生物利用度。(3)有利于藥物中有效成分的浸出或溶出。(4)便于調(diào)劑和服用,節(jié)省原材料。鑒于以上粉碎的目的,開
發(fā)合適的中藥超微粉碎設(shè)備是必要的。
1.2常用粉碎設(shè)備(1)輥碾:是將單根或多根研棒或環(huán)裝入磨腔內(nèi),借助某種特殊力使磨腔內(nèi)的棒或環(huán)作旋轉(zhuǎn)運動,棒與棒之間或環(huán)與環(huán)之間以及它們與磨腔內(nèi)壁之間產(chǎn)生的碰撞、擠壓、研磨、剪切等作用使物料粉碎。(2)高速旋轉(zhuǎn)撞擊式粉碎:主要是利用高速旋轉(zhuǎn)的部件產(chǎn)生的強沖擊力、剪切力摩擦而使物料被粉碎。常見的有銷棒粉碎機、擺錘式粉碎機、軸流粉碎機、離心分級磨、篩分磨等。(3)球磨:其種類有普通球磨機、振動磨、攪拌磨等。普通球磨機是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備。振動磨是用電機使筒體內(nèi)的研磨體產(chǎn)生拋射、沖擊和旋轉(zhuǎn)運動,物料在研磨體的沖擊和磨剝下獲得均勻粉碎。攪拌磨是一種內(nèi)部有動件的球磨機,靠內(nèi)部動件帶動磨介運動來對物料進行粉碎。(4)氣流粉碎:它是在高速氣流作用下,物料通過本身顆粒之間的撞擊,氣流對物料的沖擊剪切作用以及物料與其它部件的沖擊、摩擦、剪切而使物料粉碎。(5)液流粉碎:用高壓液體通過噴射器加速,形成高速流動,帶動其中固體顆粒作高速運動,然后與靶板或相反方向的另一股射流形成高速碰撞,使物料破碎。除此之
外,還有輥壓、超聲粉碎、高壓膨脹式粉碎等設(shè)備。
1.3中藥粉碎設(shè)備藥品的生產(chǎn)有其嚴格的質(zhì)量檢測標準,一般的粉碎設(shè)備并不直接適用于藥品的生產(chǎn),目前研制生產(chǎn)的設(shè)備大多由礦物粉碎設(shè)備改進而來,國外于中藥的粉碎設(shè)備資料較少,以下僅對國產(chǎn)的部分中藥粉碎設(shè)備做一些分析。(1)振動磨粉碎機:濟南某粉體公司研制的新型第3代振動磨,利用高強度的振動使物料在磨筒內(nèi)受到高速度的撞擊、切磋,可在極短的時間內(nèi)達到理想的粉碎效果,并可使物料達到精密的混合(分散)效果。改機型有其不足的地方,產(chǎn)品粒度與給料zui大粒度有關(guān),當(dāng)給料zui大粒度為10mm左右時,產(chǎn)品粒度大于10μm;另外,在無法工作時,對中藥的水分較敏感,水分增加,生產(chǎn)能力下降。(2)機械剪切式粉碎機:無錫某大學(xué)研制成功的機械剪切式超微粉碎機能地使纖維微粒化,成功地用于大豆全粉、綠豆全粉的生產(chǎn),可得到粒徑小于2μm的微細纖維[3]。該機型不適宜粉碎含糖含油多的中藥。(3)氣流粉碎機:南京某大學(xué)超細粉體工程技術(shù)研究中心研制的GQF型超音速氣流超細粉碎分級系統(tǒng),集多項噴管技術(shù)、流化床技術(shù)及臥式分級系統(tǒng)于一體,有良好的自動分級功能,產(chǎn)品粒度細且均勻,粉體粒度小于2μm。浙江省某機械廠將高精度渦輪式分級和高速沖擊微粉碎機相結(jié)合,開發(fā)出新一代節(jié)能CWJ超微粉碎機,通過氣流的膨脹較成功地解決了粉碎過程中的溫升問題,且具有非常好的使用可靠性,粉碎粒度達10μm以下,粒度無級可調(diào)。該類機型不足之處在于,設(shè)備制造成本高,一次性投資大,能耗高,能量利用率較低,故產(chǎn)品的成本高。(4)低溫粉碎機:江陰市某低溫設(shè)備廠于1994年開始開發(fā)生產(chǎn)DFZ一系列超低溫粉碎機,并成功地將此技術(shù)應(yīng)用于甲魚、魔芋、枸杞、茶葉、南瓜、胡椒、核桃仁、牛骨、羚羊角等原料的粉碎。杭州某制藥廠與浙江某大學(xué)共同開發(fā)了ZU-1型低溫粉碎裝置,該機選用SF-170型錘式粉碎機為粉碎機械。以液氮為冷劑,可以進行多種類、小批量中藥材以及食品的粉碎。該機結(jié)構(gòu)簡單,拆卸方便,比較適合我國國情。該粉碎裝置可直接出料或經(jīng)旋風(fēng)分離后出料,視產(chǎn)品粒度的不同要求而定。以上兩種機型的不足之處在于產(chǎn)量低,對投料粒徑要求高;在需要分級系統(tǒng)時,有產(chǎn)生混粉和雜菌污染的可能。
2中藥粉碎設(shè)備存在的問題
從已有的資料來看,當(dāng)前的中藥粉碎設(shè)備雖然較成功的實現(xiàn)了中藥粉碎粒度的要求,但還存在一些急需解決的問題,主要表現(xiàn)為:(1)效率低。粉碎機械中的物料只有一部分受到外力而破碎,而另一些物料因接受的外力不足不能破碎。在一般情況下,粉碎機械的效率很低,其余的能量消耗在:未粉碎粒子的彈性變形;物料在粉碎室內(nèi)的遷移;粒子間的摩擦;粒子與粉碎機械間的摩擦;生熱;振動與噪音;電機與傳動裝置的損耗等。因此,粉碎設(shè)備的效率常常很低。(2)溫度升高。粉碎過程中有部分機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?導(dǎo)致溫度過高,造成某些物料的損失,或有的受熱而分解,或有的變枯、變軟,影響粉碎的正常運行,在粉碎過程必須采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧?。對熱敏性、含糖含油的中?一般采取低溫粉碎,冷卻方法主要有噴淋法、浸噴法、噴淋和浸漬的混合法、氣冷法等,商品化的低溫粉碎機,大都采用液氮作冷劑,這卻增加了產(chǎn)品的成本。(3)細粉過多。粉碎系統(tǒng)中如有過多已
達到某種細度的粉末,混在粗粒中間起緩沖作用,消耗了大量機械能,引起升溫等不利的影響。因此應(yīng)隨時排除已達到粒度的粉末,在粉碎機上裝篩子或使用其它措施進行分級分離[3]。但是對于某些類型的粉碎設(shè)備進行實時排除已達粒徑的粉末,還有許多困難。(4)重新結(jié)塊。粉碎引起表面能的增加,由于表面自由能會趨向降低,已粉碎的粉末有重新結(jié)聚的傾向,故不穩(wěn)定。重新結(jié)塊在粉碎過程中和粉碎后都會存在,在粉碎過程中的危害主要是使效率過低,溫度升高;在粉碎之后的危害主要是成品在使用時浸出率的降低。(5)設(shè)備選材不適當(dāng)。中藥的質(zhì)量控制是藥品生產(chǎn)和安全使用的保證。在粉碎過程中,涉及到機械磨損的問題,要防止機械磨損的微?;烊胨幉闹?影響藥性,對人體有害,在選材時往往選用耐磨材料,同時還考慮所選材料與被粉碎物料是否會發(fā)生不良反應(yīng)。低溫粉碎時,還要使用耐低溫的材料,一次性投資高。
3中藥超微粉碎設(shè)備的發(fā)展趨勢
由于中藥材種類的多樣性,以及國家對藥品加工的嚴格要求,必將促進中藥粉碎設(shè)備的不斷發(fā)展,其發(fā)展和研究主要包括:(1)開發(fā)粉碎與分級相結(jié)合的閉路工藝及設(shè)備,從而降低能耗,提高生產(chǎn)率[4]。(2)提高和改進現(xiàn)有粉碎設(shè)備的性能,降低成本。(3)實現(xiàn)工藝研究和設(shè)備開發(fā)的一體化,根據(jù)中藥材的性能進行設(shè)備的開發(fā)設(shè)計。(4)從節(jié)能和安全性方面考慮,針對不同的粉碎設(shè)備,提取一個或幾個狀態(tài)參量作為監(jiān)測參量,由數(shù)字信號處理器(DSP)對這些監(jiān)測參量的
分析,來判斷該設(shè)備的運行狀態(tài),進而采用控制機械對設(shè)備進行智能控制以保持設(shè)備的*工作狀態(tài)。如低溫粉碎設(shè)備中,可以對冷卻溫度、進料量、原料的粒度分布等參數(shù)進行實時監(jiān)測。(5)為防止中藥揮發(fā)性成分的丟失以及生產(chǎn)結(jié)塊,在粉碎設(shè)備內(nèi)部設(shè)計能對中藥采取表面處理的機械。(6)提高物料在粉碎中的破碎比例,可通過工藝流程“前處理→粗粉碎和篩分→細粉碎和篩分→成品”來提率[5]。(7)開發(fā)出的設(shè)備除了具有可行性、可靠性、經(jīng)濟性、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)量高、使用壽命長等優(yōu)點外,還要使設(shè)備規(guī)范化、標準化、科學(xué)化、體系化,使產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控貫穿整個粉碎工序。