中药半固体物料混合设备浅析

　　俗话说，工欲善其事，必先利其器。在中药制剂生产过程中，物料的混合是一个关键工艺操作环节，混合后物料的均匀程度直接关系到药物制剂的含量均匀性，影响产品的质量和疗效。

　　从混合的物料对象来看，混合设备可以分为固体物料混合设备、液体物料混合设备、半固体物料混合设备。

　　固体物料混合设备，主要用于粉体、颗粒的混合，是目前发展最快、品类最齐全的一类混合设备，主要包括V型混合机、双锥型混合机、二维混合机、三维混合及以及目前应用较为广泛的料斗混合机。

　　半固体物料混合的机理

　　依据物料在混合设备内的运动状态，半固体物料混合过程的机理主要分为3种：

　　①对流。通过混合设备内的搅拌浆等内部构件的旋转运动，促使物料大幅度进行移动，从而形成物料流动，即物料从混合设备内一处迁移到另一处，而另一处物料进行对向运动，物料在对流中相互渗透而形成混合状态；

　　②剪切。剪切构件由转动速度更快的转子和定子构成，混合物料转子和定子间高速碰撞、分散，物料彼此形成相对滑动而发生混合状态；

　　③扩散。通过混合设备内的物料相互变更位置所引起的局部混合。与对流混合相比，其混合速度和程度均显著降低，但其混合状态可达到均匀的状态，且扩散过程是无序的，一般伴随对流和剪切同时发生。

　　一般情况下，各类混合设备内，以上3种机理基本同时存在，不同的是，由于各类物料物理性质的差异和混合设备的构件形式不同，对混合操作的影响程度有所差异。

　　半固体物料混合设备

　　目前，在药物制剂生产实践中，可以用于半固体物料的混合设备包括夹层锅、槽形混合机、均质制膏机、高效潮料搅拌混合机等。

　　（1）夹层锅

　　夹层锅由锅体和支脚组成。锅体是由内外球形锅体组成的双层结构形式，通过电机带动搅拌桨对物料进行搅拌混合，混合主要以对流混合为主。此外，中间夹层通入加热介质（蒸汽、导热油、热水等）加热。有固定式、可倾式等样式。倾倒式夹层锅通过手柄带动锅轮锅杆转动锅体，从而实现倒料操作。

夹层锅结构示意图

　　夹层锅是药物制剂生产中使用较早的混合设备之一，特别是中药及食品行业中，可用于粉状物和液体物料的均匀混合，设备简单，便于操作和控制。

　　不足

　　夹层锅内搅拌桨并不能完全覆盖腔体，容易出现混合死角，导致混合不均匀现象的发生，混合均匀性较差。搅拌混合完成后，只能倾倒式出料，出料不方便、不彻底，黏度较大的产品转移得效率低，不容易实现参数的在线控制和记录。

　　（2）槽形混合机

　　槽型混合机由电机通过锅轮、锅杆结构带动搅拌桨使其转动混合过程主要以对流混合为主。搅拌轴两端有单向推力球轴承和径向推力球轴承，能防止因负荷作用而产生的窜动或移位。搅拌轴两端有调整螺钉，可调整右侧动力涡轮的轴向位置，使涡轮与蜗杆的中心线对正。倒料时，按动设备的点动按钮，且涡轮、蜗杆传动有自锁功能，因此混合槽可在任意角度停住进行倒料操作。

槽形混合机结构示意图

　　性能

　　槽型混合机是制剂生产中使用较早的混合设备，主要用于不同比值的干性或湿性粉状物的均匀混合，其装载物料比较方便，且便于操作和控制，常用于中药粉的混合、中药软材的生产。

　　槽型混合机内的螺旋状搅拌桨并不能完全覆盖槽型腔体，容易出现混合死角，导致混合不均匀现象的发生。槽型混合机内的螺旋状搅拌桨两端的轴承密封是与物料接触的，设备长时间运行容易漏润滑油、漏物料，造成污染风险。槽型混合机搅拌混合完成后，只能倾倒式出料，出料不方便，不彻底，产品转移得率低。槽型混合机不方便做夹套，对于需要保温搅拌混合的物料，则不适用。

　　（3）真空制膏机

　　真空制膏机由真空系统、加热系统、升降系统、搅拌桨和混合罐体、控制系统等构成。物料加入罐体内，开启搅拌桨、剪切刀进行混合，混合过程既有对流混合，也有剪切混合，此外，还可以按照需要进行抽真空、加热等操作，搅拌桨的升降使用液压缸进行升降，搅拌混合完成后，物料通过倾倒出料，或通过海底阀进行出料操作。

真空制膏示意图

　　性能

　　真空制膏机主要用于乳膏、软膏等生产的主要设备，在日化行业中应用较广，对于较低黏度的物料，搅拌混合具有明显优势，其生产参数可控，可在线记录。

　　不足

　　真空制膏机作为独立设备系统，占地面积较大，操作复杂。由于混合罐体是固定的，对于搅拌混合完成的物料转移至下工序进行后续操作而言，仍然存在物料转移不方便、不彻底的缺点。同时，也存在清洁不方便的缺点；特别是对于黏度较高、相对密度较大的物料混合，其搅拌桨结构不能充分使物料混合均匀。

　　高效潮料搅拌混合机

　　物料在混合筒体内，通过中心搅拌桨（10~600rpm变频可调）和框式搅拌桨搅拌（10~60rpm变频可调），中心搅拌桨以剪切作用为主，框式搅拌桨以对流作用为主，并兼具扩散效果，加速物料的混合，可以有效缩短搅拌时间，提高物料混合均匀度。同时，加料和出料时，混合筒体可以移出设备，作为运转中介使用，减少物料损耗。

高效潮料搅拌混合机示意图

1-搅拌电机；2-减速器；3-外罩；4-导向杆；5-定位杆；6-防撞盘；7-液压缸；8-接近开关；9-导向轮；10-视镜孔；11-搅拌桨；12-投料孔；13-混合桶体；14-触摸屏及外罩；15-机柜；16-出料阀；17-接近开关；18-接近开关；19-设备骨架；20-筒体支脚；21-设备骨架；22-设备支脚；23-筒体脚轮

　　我国制药工业不断发展，对粉体混合的质量提出了更高的要求。粉体混合是制药工业的重要组成部分，因此制药工业的工作人员应该选择合适的粉体混合设备，掌握科学的选用原则和选用方法，以此提高粉体混合的效率和水平，促进制药工业的可持续发展。

　　参考文献：

　　刘献洋，中药半固体物料混合设备现状分析及高效潮料搅拌混合机的应用。

　　王健，制药工业粉体混合设备选用探讨。