干法制粒技术在中药制剂中的应用探究

贾晓伟 ，吴丹丹，单长智，黄广泰，刘士玉，张惠斌

（1.山东步长制药股份有限公司；2.山东丹红制药有限公司，山东 菏泽 274000）

1 干法制粒技术的发展现状

19世纪末期，干法制粒技术相继在日本、德国、美国等国家的制药行业中得到应用和发展，但我国对干法制粒技术的研究起步比较晚，从20世纪40年代才开始研究。目前，干法制粒技术水平仍需要提升，一方面，由于中药浸膏粉的高黏性易导致黏轮现象，使得生产效率降低；另一方面，国内干法制粒机设备稳定性相对国外设备较差，部分有漏粉，颗粒收率低等弊端。因此，在一定程度上限制了干法制粒技术的广泛应用和发展。

2 干法制粒的工艺流程

干法制粒是指在不用润湿剂或液态黏合剂的条件下，将药粉末与辅料混匀直接压缩成较大片剂或片状物后，重新粉碎成所需大小颗粒的制粒方法。其一般工艺流程：粉状物料（经脱气送入、挤压压缩）—致密薄片（粉碎整粒）—合格颗粒。

3 干法制粒的优点

3.1 操作简化

干法制粒在制剂原料中添加适当辅料后，可直接制粒，省去了制软材、干燥的过程，工序简化，易于操作，缩短了生产周期，降低了人力、物力的投入，自动化程度高。

3.2 节约成本，降低能耗

干法制粒不需要添加黏合剂，无须湿润、混合、干燥等，不仅缩短了工艺流程和周期，节约了大量成本，减少了设备投入，而且降低消耗。

3.3 环保

干法制粒机直接将粉体原料制成合格颗粒，安装在洁净区，操作过程封闭，与物料接触的部件可方便拆卸和清洗，并有效防止粉尘外泄，降低环境污染的概率。

3.4 提高质量

干法制粒后颗粒粒度均匀度提高，堆密度增大，物料外观及流动性明显改善，方便贮存和运输，尤其适用于湿法制粒等无法作业的物料，对一些受湿热影响而不稳定的品种，有利于产品的稳定性，进而提高药品质量。

4 干法制粒的分类和原理

依据压制方法不同，可分为重压法和滚压法。干法制粒的原理在于药物细粉之间的黏结，是药物细粉从小的粒子增大为大的药物颗粒。颗粒成形过程分为四步：（1）空气溢出，粒子重排；（2）压力作用，粒子变形，增大接触面积；（3）粒子折断，形成新的表面点和潜在的结合点；（4）压力增大，粒子黏结，塑性变形，黏结成大的薄片。

4.1 重压法

重压法干法制粒，是将原料和辅料混匀后经压片机压成大片，再经粉碎、过筛得到所需大小的颗粒。重压法干法压片过程分为充填、压实和排片。此法的效率偏低，一般需要使用润滑剂。重压法的影响因素主要为重压压力、破碎速度以及制粒速度。如果压力过大会导致压片硬度大，破碎不完全，收率低。目前，重压法干法制粒的相关技术研究较少。

4.2 滚压法

滚压法干法制粒是将物料粉末混匀，利用辊轮挤压成合适硬度的条带片，再经破碎、过筛制成所需大小颗粒。相比重压法，滚压法具有生产能力大、润滑剂用量小的优点，因此，滚压法是干法制粒普遍采用的方法。根据送料方式不同，滚压法干法制粒分为竖直送料滚压法和水平送料滚压法。滚压法可以通过调节投料速度、辊轮转速、辊轮压力等参数来控制颗粒质量。滚压法干法制粒工艺流程总体分为送料模块、挤压模块、制粒模块。进料系统对于流动性好的物料可以利用自身重力；流动性差可以借助机械外力，如真空上料等。挤压模块是通过两辊轮间相互挤压，使固体粉受压形成片状物，辊轮压力和辊轮转速是影响质量的主要因素。

5 影响因素及控制

5.1 原料性质

（1）浸膏粉的可压性。浸膏粉的可压性越好，制得颗粒的脆碎度越小，保证流动性大的前提下，适当增加粉末的可压性，可提高颗粒质量。（2）浸膏粉的黏性与含水量。浸膏粉的黏度大，吸湿性强；含水量低，颗粒松散且收率低，但溶化性好；含水量高，易黏设备，颗粒硬度大，溶化性差；因此要保持浸膏粉的适宜的含水量。

5.2 辅料用法

干法制粒一方面物料需要具有良好的流动性；另一方面还要有可压性，且不易吸潮。表现在：（1）粘压辊时可以在制粒前加入硬脂酸镁；如果吸潮，可以加微粉硅胶等。（2）糊精和乳糖的配合使用，在同一药品中，单用糊精时制粒不顺利，制的药品溶化性和口感差；单用乳糖时，易黏机器导致无法制粒；乳糖和糊精按照2:3比例使用，制粒顺利，所制药品水溶化性和口感好。

5.3 工艺参数

由于不同原料的含水量、流动性、可压性、黏性等都不同，因此，要依据物料的需求设置适宜的工艺参数。

（1）送料速度。送料速度过快，则导致给料堵塞现象。在辊轮转速和辊轮压力恒定的情况下，送料速度的不同，也会影响颗粒收率。（2）辊轮转速。辊轮的转速过慢，物料停留在轧合区域的时间就越长，物料中所含空气被排出的越少。辊轮转速过大，物料受压时间短，粉体粒子塑性形变减小，颗粒结构疏松，从而导致颗粒收率降低。（3）辊轮压力。辊轮压力对中药浸膏粉所压制条带的硬度和颗粒的收率、脆碎度等有不同的影响，不同的物料特性其所需的辊轮压力不同。

6 现实问题

由于中药性质的复杂性及干法制粒设备的自身缺陷，在实际生产中还存在一些问题。

6.1 一次得率不高

干法制粒一次得率不高，粉碎后细粉较多。在辅料方面，选择可压性、成形性好的辅料。在设备方面，可以设计用凸凹相互咬合的辊轮和增加侧封板密封性，从而减少在压制过程细粉的侧漏；对于粗粉，可采取多级粉碎整粒过筛方法，对于细粉可利用改动设备机构，使其再次回到挤压制粒过程；此外，在滚压过程中，由于部分滞留气体被压缩导致气体压力和温度升高，对于物料热敏性成分，考虑增加冷却装置，防止破碎过程中压缩气体瞬间释放压力，导致颗粒爆碎，产生细粉概率。

6.2 黏轮现象

由于大多数中药浸膏粉具有较强的黏性，因此，经常出现黏轮现象。可通过增加润滑剂等辅料来改善，也可选用防黏的材质的辊轮；个别的浸膏粉由于含有多糖、胶质等黏性物质较多，进行干法制粒更容易黏轮，可通过对上层工艺进行优化来改善；中药浸膏粉容易吸湿、结块，因此，在车间实际生产中控制好最佳温湿度；此外，还可以在辊轮处增设水冷却装置，降低辊轮表面温度，减少黏轮概率。

6.3 压制出的条带分层

对于条带分层现象，可以加入一些干燥黏合剂等来改善；也可以通过离子复合技术和包覆技术来改善制剂原料的物料性质，降低中药浸膏粉的黏性，提高可压性；此外还可以通过减小浸膏粉粒径分布，来减少分层。

6.4 粉末流动性差

在竖向进料过程中，形成一个速度梯度层，物料流速不一致，因此，需要配备必要的振动装置，保持进料均匀稳定。由于物料粉末与容器壁有一定的摩擦，势必造成辊轮边沿进料差，出现漏粉现象等。对此，在水平进料位置设置双螺杆机构，不仅推动物料流动，还能减少空气滞留，对粉末产生预压实作用，因为单螺杆推进容易造成预压力不均匀，导致片状物密度出现差异。

6.5 压力不稳定

辊轮变形导致辊轮之间挤压时间隙发生变化从而引起压力的波动，对此可以改进辊轮材质和加工工艺；粉体物料在运送过程中，极易造成空气滞留导致颗粒间隙的一部分空气被压缩，引起压力波动，对此可以增设脱气装置，实时监测；液压系统的油泵往往处于连续工作状态，造成油温升高，压力不稳定，这就要求我们运行一段时间后及时更换液压油，避免造成不必要的设备故障；当然，也可以改进更好的液压系统。

7 结语

干法制粒技术对于湿法制粒和其他方法无法作业的物料，有着不可替代的地位。要想提高干法制粒技术水平，必须加深对制备环节的认识，加强过程质量检测，不断优化工艺和设备，从而保证产品质量。干法制粒工艺简单易操作，可全面实现生产自动化，但目前干法制粒技术还存在诸多问题，我们应该充分借鉴国外干法制粒技术，不断学习和吸收先进经验来提高国内中药干法制粒技术水平，推动中药制剂现代化的快速发展。