离心造粒原理

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

双酚A装置产品质量的关键环节--离心造粒技术

制粒过程实际是将粉末加工成固定形状、大小比例的物理做功过程。如干法制粒、压片工艺—模具的直压力，将物料压制成固定大小比例颗粒或者固定形状的片子，工艺简便；摇摆制粒—滚刀和筛网的挤压力，制成一定粒度分布的颗粒，同时可以使物料密度增加；挤出滚圆—挤出力成型；摩擦，转盘离心和侧壁的支撑力滚圆，挤出过程使物料密度增加明显，滚圆成均一的微丸；顶喷制粒—空气的支撑和重力，特别之处是使物料密度减小的工艺。制粒及放大生产同时，也需考虑物料高度产生的压力，使放大生产的颗粒比小试的颗粒密度变大的情况。

其中离心造粒、挤出滚圆和流化床包衣是目前微丸制剂的三个主要工艺。本文主要分析离心造粒的相关内容。

一、离心造粒主要功用

1. 离心制备丸芯：纯辅料丸芯如蔗糖丸芯、微晶纤维素丸芯、还包括不同种类、不同比例的辅料丸芯；还可以是原料丸芯、或者原辅料混合的丸芯。目前见的最多的是制备纯辅料丸芯如蔗糖丸芯。

2. 离心撒药：将原料与辅料混合均匀后，根据喷液速度及丸芯的润湿状态，设置撒粉速度，进行离心上药。

3. 离心包衣：对微丸进行包衣，可以是固体形式或者液体形式包衣，一般是药层外或药层间的隔离衣。

二、离心造粒主要涉及的参数

1. 转盘速度：转盘速度首先影响微丸的润湿均匀性，转盘速度过慢，物料的连续性和喷液的均匀性可能受到影响；转盘速度加快，粒子经过喷液区域的次数越多，能保证更好的润湿和包衣的均匀性，使丸子更均匀美观。

但当转盘速度过快，微丸受到的离心力就会过大，物料的水分可能被离心到微丸的表面，造成微丸之间的粘连或者设备内壁的物料粘连。同时，离心力变大，设备对物料做功变大，使微丸的密度增加，进而会对微丸的大小和硬度产生影响。

在进行工艺放大的时候，转盘速度的放大，需综合考虑微丸线性速度润湿过程的放大和离心力对微丸密度大小等的影响进行选择。

2. 鼓风频率：鼓风的主要目的是防止细粉物料下沉，以免引起转盘与桶壁的摩擦。主要在微丸起核的过程中发挥作用。同时鼓风频率和温度的设定，影响着制粒过程中的蒸发速率。但制粒后期撒粉粘合或包衣的过程，不宜将鼓风设置过大，可能影响微丸的正常流动或者造成微丸表面湿润，引起粘连。鼓风频率在生产放大的过程中，一般根据喷液量成比例放大。

3. 喷液速度：这是影响离心造粒的最主要因素之一。首先喷液速度决定着离心造粒的时间，喷液快，供粉快，造粒快；其次喷液速度影响着微丸的大小，因为喷液速度不仅影响着雾化液滴的大小，来影响微丸的大小，同时还通过对整个物料造粒过程中的水分的影响和物料润湿的均匀性，来影响着微丸的大小和均匀性。离心工艺的放大，首先考虑是喷液速度的比例放大。

4. 雾化压力：现在一般设备上配备都是气压式喷枪。一般的雾化压力越大，液滴越均匀，起芯或者包衣也均匀，做成微丸更均一好看。但雾化压力的增大，不能影响微丸的正常流动。小试的时候，喷枪与物料的距离为3-5cm，而放大生产，一般喷枪与物料的距离在10-20cm。所以在按压力与流量比例，保持液滴大小一致情况下，一般生产设备制备的微丸更加均匀。

5. 供粉速度：这是影响离心造粒的另一个主要因素。供粉的时间把握：供粉早，微丸未润湿完全，细粉不能粘连，会产生新的小丸芯或者小碎渣；供粉晚，微丸过分润湿，可能引起丸芯变大或者丸芯粘连。供粉速度的快慢：供粉速度快，稍微湿润，微丸难以长大；供粉速度慢，过度湿润，微丸长大过快。

6. 其他影响因素：

温湿度的影响：空气中的湿度会随着天气的变化而变化，一般的，空气湿度小，能提供更快的蒸发效率，包衣也更均匀；空气湿度过大，包衣撒粉不易控制且易产生小碎渣。温度的提高，可以加快蒸发效率，但同时引起物料粘性加大，造成微丸生长大小不均一，并且可能对稳定性产生影响。

粘合剂：纯化水最为简单易得，但制成的微丸硬度一般，如果离心造粒后，需要流化床进一步包肠溶衣，那微丸需要达到一定的硬度，一般选择不同粘度的HPMC或者HPC，粘合剂的浓度或者粘度越大，微丸的硬度越大。