原创：中药粉碎工艺技术的产业化应用

蒲公英

    本文作者：石猛  广州中一白云山药业  来自蒲公英制药高管联盟群原创分享，转载请注明来源和出处

    粉碎是中药材加工和中药制剂生产工艺中的重要环节，是制药生产中基本操作之一，也是药剂制备的基础。传统的中药粉碎存在技术水平较低，粉尘大、噪音大、粉碎温度高、劳动强度大等问题，一直是亟待解决的行业的共性问题和难点问题。

一、中药粉碎技术和装备上的难题

    中药的粉碎一般包括干浸膏和中药材的粉碎，干浸膏包括全干浸膏和含药材粉的干浸膏，性状均较简单，容易粉碎。中药粉碎的难点主要在于中药材的粉碎。由于不同品种的中药材性质差异较大，必须根据实际的情况分别对待，国内现有的粉碎设备很难解决各种类型中药材的粉碎目标的要求。目前，中药材的粉碎在技术和装备上主要存在以下难点问题。

    （一）中药材本身的结构和性质复杂多样，常规的单一的粉碎设备难以满足各类中药材的粉碎要求。

如质地坚硬的药材（如郁金、白芍、白术、元胡等），因药材硬度大，粉碎时对粉碎设备筛片的打击大，容易导致筛片变形或被击穿。

如含纤维较多的药材（如黄芪、甘草、黄柏等），采用常规粉碎设备通常难以达到要求的粉碎细度；同时，因药材中的纤维较难顺利通过粉碎机的筛片，保留在粉碎系统中，不但在粉碎过程中产生了缓冲作用，而且浪费了大量的机械能，造成所谓的“缓冲粉碎”，粉碎效率低下；另外，常规粉碎中这些纤维在粉碎机内部不断撞击发热，容易导致着火。

    如含糖类、粘液质较多的粘性药材（如熟地、党参、麦冬等）以及含油脂多的果实种子类药材（如杏仁、桃仁、补骨脂等），粉碎时容易粘附在粉碎腔内部以及筛片上，导致无法粉碎。

如含树脂类的药材（乳香、没药等），由于机械和药材相互摩擦产生热量，使药材软化结块，粘附于设备内部，无法进一步粉碎和过筛，同时，粉碎效率极低。

（二）常规粉碎设备粉碎过程因高速摩擦产生热量，物料温度较高，导致药物中热敏性成分或挥发性成分损失严重，难以保证药物疗效。

（三）常规粉碎设备粉碎过程粉尘飞扬，且噪音极大，易造成环境污染，难以进入净化车间，同时，也不利于操作者的劳动保护。

（四）药粉细度难达标，需重复多次粉碎，即使达到一定的细度后产量较低，效率低下。

二、低温无尘粉碎技术与传统常规粉碎技术的区别

    采用先进的低温无尘粉碎技术，开展系统集成设备的开发应用（北京国药龙立公司的技术与产品），解决传统常规粉碎技术和设备存在的问题是一个重要的环节，用以解决部分特殊材质的中药难粉碎的问题，提高产品质量的稳定性并保证不耐高温的药效成分，同时降低噪音污染，减少粉尘飞扬导致的交叉污染，降低工人的劳动强度。

表1  低温无尘粉碎技术与传统常规粉碎技术对比

序号	传统技术和粉碎设备	低温无尘粉碎技术和设备
1	粉碎方式单一，适应性范围小，难以适应各种不同物理性能的物料的粉碎	粉碎室内将冲击、碰撞、剪切、研磨等多种粉碎形式集于一体，粉碎适应性强，面对品种较多、状态复杂的中药材，粉碎—分级—收集一次完成。
2	粉碎纤维性物料、韧性物料的产能较低	1、粉碎室与分级室相对分离，提高粉碎产量，降低了粉碎温度。由于粉碎室与分级室相对分离，被粉碎物    料在粉碎室不会因“过筛”的阻隔而延长时间的滞留，避免了“过粉碎”的现象，从而提高粉碎产能。    2、循环进料结构，既严格限制了“大颗粒”又避免了过粉碎，因此产品粒径分布狭窄，粒度均匀；避免了100目以上的粉体难以过筛的现象。
3	粉碎到一定的细度后过筛较困难，且容易筛网破裂导致异物混入	使用分级轮技术，减少了原有粉碎机粉碎物料后，必须经过过筛工序，避免了由于筛网破裂尼龙丝、不锈钢丝的脱落，防止了异物的产生。
4	物料细度控制不方便	1、特殊设计的分级室和可变频调速的立式分级轮，不需配置筛网，可在低转速的情况下就可以将产品粒度进行分级，使物料的细度控制十分方便；    2、在不停机不打开机腔的情况下随意调节而不影响生产，节省了过筛工序。
5	操作间的噪音比较大	设备安装后采取了隔音措施，操作间噪音可以降至78分贝以下，满足劳动保护要求
6	粉碎过程粉尘泄漏，造成环境污染，对洁净车间有一定影响	1、整个系统全封闭负压作业，避免了在整个生产过程中比较细的物料在正压作用下，经过除尘布袋分散到操作空间造成空气污染；    2、粉体在粉碎过程中不发生泄漏，无环境污染，符合GMP要求。
7	粉碎过程物料温度较高，中药有效成分易被破坏	1、由于粉碎室与分级室相对分离，被粉碎物料在粉碎室不会因卡板“过筛”的阻隔而过长时间的滞留，避免了“过粉碎”的现象，从而降低粉碎温度；    2、采用负压粉碎有利于保留生物活性成分，提高药效。在粉碎过程中，经控制可不产生过热现象，粉碎速度快，有利于保留不耐高温的生物活性成分及各种营养成分，从而提高药效。
8	运输过程中的粉尘	可采用管道真空输送，全程封闭，无粉尘产生（北京长峰金鼎公司的技术与产品）

三、低温无尘粉碎技术及设备的创新点

（一）采用了创新的分级轮技术

物料随气流进入分级区，在分级轮的高速旋转力作用下产生水平的离心力场（离心力场的大小可以进行变频调节）。粉体颗粒在一定的离心力场中，受到两个力，一是分级轮旋转带动颗粒旋转产生的离心力，二是颗粒由于受到引风机的影响，产生向分级轮转子中心运行的向心力。在实际运行中，被粉碎的混合物料，由导流管进入分级室（如图1）。根据物料细度的要求，分级轮可以设定不同的转速。由于分级轮的旋转产生离心力场对物料进行分级。达到细度要求的物料在引风机引力的作用下进入分级轮中心，被引风作用力吸走，经旋风分离器收集出料；未达要求的较粗颗粒由于受到的离心力大于气流对其的携带力而移向分级室边壁并沿边壁下落，通过回流管回到粉碎室，被粉碎机二次粉碎（如图2）。这样经过分级轮的物料既进行了分级相当于过筛处理，又由于引风机外力的作用将物料随气流移动避免了过粉碎产生热量达到低温粉碎的效果。

（二）解决了粉碎过程中温度高的问题

1、通过粉碎室与分级室相对分离，被粉碎物料在粉碎室不会因卡板“过筛”的阻隔而过长时间的滞留，避免了“过粉碎”的现象，从而降低了粉碎温度。

2、通过在粉碎室的进料端口和回料端口设置风道（我们公司专用冷风系统），由于引风的存在，粉碎时发生的温度被引风带走。

3、负压风力输送物料，有效的降低了粉碎区域温度，减少不必要的粉碎热能。

该设备粉碎温度低比同类型的设备粉碎温度要降低20-30℃，有效避免了药物中热敏性成分的损失，保证药物疗效。

（三）粉碎物料范围广, 粉碎粒度细, 解决了纤维类物料难以粉碎的问题

1、该类设备在粉碎室内集多种粉碎形式于一体（如图3），将冲击，碰撞，剪切，研磨等多种力有机组合在一起，粉碎物料范围极广。

2、该类设备粉碎的主要工作流程为“预粉碎——强粉碎——精粉碎”，其效果完全由粉碎室各区结构来可靠保证。一、二粉碎区的直径逐渐递增，内圆周固定齿与旋转破碎刀的间隙由大变小，旋转粉碎刀由柔性到刚性，并且两粉碎区之间的坡度隔板适度限制粉碎物料的流动速度，从而有效保证了粉碎效果。

3、纤维类物料由于纤维多、韧性强等本身的物理特性，一般粉碎设备将很难粉碎，但运用该类设备可轻松解决纤维类物料难磨的问题。

（四）解决了粉尘问题、噪音问题

1、如我司粉碎机安装示意图所示（如图4），该设备整个系统全封闭负压作业，引风机被安装在整个系统的最末端，由于它的存在产生风力向外的吸附作用，使整个系统产生全负压的生产过程，有效的避免了粉碎室及系统对外的粉尘，杜绝粉体在粉碎过程中的泄漏，解决了长期困扰中药企业的粉碎粉尘问题，减少了对环境污染。

2、为了减少设备在粉碎过程中产生的噪音对操作工造成不必要的伤害，在设备安装的时候还进行了噪声隔离处理，将粉碎机单独隔离在机房内，使操作工进料和出料都避免与粉碎设备直接接触，从而保证了在整个生产过程中粉碎机都在机房内运行，噪声小，达到了隔音门外面1米处检测低于78分贝的效果。

（五）减少了过筛工序，明显提高产能

1、特殊设计的分级室和可变频调速的立式分级轮，不需配置筛网，可在低转速的情况下就可以将产品粒度进行无级调整，可在线调节物料细度，既严格限制了“大颗粒”又避免了过粉碎，因此产品粒径分布粒度均匀；避免了150目以上的粉体难以过筛的现象。

2、由于粉碎室与分级室相对分离，被粉碎物料在粉碎室粉碎后，不停留地进入分级室，经分级轮“筛选”后，粗颗粒返回粉碎室，对粉碎而言，每次粉碎都是有效粉碎，从而提高粉碎产能。

（六）劳动强度和生产成本降低

低温粉碎系统是全封闭负压生产过程，干膏和中药材（≤6mm）靠系统产生的负压进入粉碎室进行粉碎，是集粗粉碎、细粉碎、过筛为一体的生产过程。

1、在生产过程中可以根据工艺要求在线调节控制物料细度，不需要通过更换筛网或调节刀具与衬套之间的间隙来保证细度，降低了维护人员的劳动强度。

2、避免了传统粉碎设备将物料经过粗粉碎后储存，然后再经细粉碎再过筛等工序时，操作工不得不运输物料的麻烦，降低了操作工的劳动强度。

3、减少了物料的储存空间和物料由于不合格需返磨所产生的人力、物力、财力的浪费。

4、节约了能耗提高了生产效率，降低了生产成本。

四、综合比较

    综合来看，低温粉碎技术是传统粉碎技术的进一步发展，是伴随着现代高新技术和新材料产业发展而新兴的一门科学技术。这一进展主要体现在设备结构的创新、粉碎物料适用性增强、粉碎温度的降低、粉碎细度的控制、生产能力的提高、粉尘与噪音的减少等等。尤其是在中药行业中值得大力推广的设备和技术。

五、产业应用

   针对中药传统粉碎工艺存在粉碎温度高，有效成分（特别是挥发性成分）损失严重；药粉细度难达标，需重复多次粉碎；粉碎过程粉尘大，不利于操作者劳动保护等弊病，早在2009年，我公司就率先引入了2套低温无尘粉碎系统（北京国药龙立公司的产品），新增年处理药粉量达1400吨，生产效率较应用前提高了3倍，成功实现了低温粉碎技术的产业化应用，处于国内领先水平，对传统中药的生产具有里程碑的意义——目前越来越多的中药生产企业已经采用该种技术设备。

syhorchid

谢谢分享

ahzx0558

这个TWF粉碎机后面还要再加个旋风分离器和尾粉收集装置。粉碎不合格的又回到粉碎腔内，对于一些富含纤维的反复多次容易着火啊，还不如设置一个粉碎不合格品的收集口，区分对待是否继续回腔粉碎。

道路漫长黑暗

好着比老旧的万能粉碎机好多了，就是结构有点复杂，清洁方面没有障碍吗。

极地苍凉

谢谢 楼主精彩分享  学习了

年轻人

谢谢分享，能否分享一下该设备清洁方面的细节，清洁周期，谢谢。