金红颗粒干法制粒生产工艺改进研究

江维维　贾银芝　郑亚铭　朱明岩

摘要：针对金红颗粒干法制粒生产过程中出现的细粉多、粒度高、一次成型率低等现象，优化干法制粒生产工艺，以粒度为主要评价指标，优选干法制粒机最佳的压轮种类以及整粒筛网目数，即选择斜纹压轮为最优压轮，10目菱形编织筛网为最优整粒筛网;采用正交试验设计法，优化干法制粒参数，最佳干法制粒工艺参数为辊轮转速15 r/min、送料螺杆转速110 r/min、整粒转速130 r/min;同时进行3批工艺验证，对比工艺优化前后颗粒一次成型率、粒度、溶化性及工作效率，得到以下结论：优化的干法制粒工艺，可以有效提高金红颗粒一次成型率，降低粒度，提高生产效率和产品质量，节约成本，为实现中药制药的智能制造提供保障。

关键词：金红颗粒;干法制粒;一次成型率;粒度;对比研究;正交试验

中图分类号：TQ461    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2022）06-0085-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.06.024

0    引言

江苏康缘药业股份有限公司的智能化固体综合制剂车间于2018年开工建设，2021年上半年建成投产，旨在实现中药制药的自动化、智能化生产。2021年下半年，金红颗粒品种转移至智能化固体综合制剂车间生产，干法制粒生产过程中出现了细粉多、粒度高、一次成型率低等问题，无法满足现阶段全流程自动化作业的需要，制约了生产，影响了供货。基于此，车间开展了金红颗粒干法制粒生产工艺改进研究。

金红颗粒由川楝子、木香、延胡索（醋制）、红花八角叶等中药制成，具有疏肝解郁、理气活血和胃止痛的作用，主要用于慢性浅表性胃炎肝胃不和症，症见胃脘胀痛、攻窜两肋、吞酸嗳气、苔白、脉弦等。金红颗粒成型工艺采用干法制粒技术，2021年5月，公司固体综合制剂车间引进一台干法制粒机，用于金红颗粒生产，但因药粉流动性差、不易挤压成型，生产过程中出现了细粉多、粒度高、一次成型率低等现象，严重影响了生产效率和产品质量。

本文以粒度为主要评价指标，优选干法制粒机最佳的压轮种类以及整粒筛网目数;采用正交试验设计法，以颗粒一次成型率为指标，优化干法制粒参数;同时进行3批工艺验证，对比工艺优化前后的制粒效果。

1    仪器与试药

1.1    仪器

BSA223S电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司;标准分样筛，河北安平光亮筛具厂;DG150干法制粒机，山东某机械制造有限公司。

1.2    试药

金红颗粒喷雾干燥粉，自制，批号：Z211001;糊精，购自曲阜市天利药用辅料有限公司，批号：F2110039。

2    方法与结果

2.1    喷雾干燥粉制备

按照金红颗粒处方量及标准制备工艺提取、精制、浓缩至适量后，喷雾干燥、粉碎，加适量糊精总混均匀，即得。

2.2    质量评价方法

2.2.1    一次成型率

干法制粒机连接振荡筛分机，上层安装24目网，下层安装65目网。分别收集未通过24目筛网的大颗粒、通过65目的细粉及介于24目和65目之间的合格颗粒，称定重量。

颗粒一次成型率（%）=24目到65目之间的合格颗粒/颗粒总重量×100%。

2.2.2    粒度

参照《中华人民共和国药典（2020年版）四部》通则0982第二法——双筛分法测定[1]。取供试品30 g，称定重量，置于规定的药筛中，保持水平状态过筛，左右往返，边筛边轻叩3 min。取不能通過一号筛和能通过五号筛的颗粒及粉末，称定重量，计算所占比例（%）。

粒度=不能通过一号筛与能通过五号筛的颗粒和粉末之和/供试品取样量×100%。

2.3    压轮种类优选

干法制粒机是将混合好的干粉物料通过真空上料机加到上料斗内，经螺旋送料器输送到压力室，两个高压力挤压轮将物料压制成密度、厚度符合要求的薄片，再通过整粒系统制成粒径符合要求的颗粒，完成制粒过程。压轮是干法制粒机的核心组成部分，压轮表面镌刻纹路主要是为了增大压轮的摩擦力，使物料在生产时容易被挤压成型。车间干法制粒机安装的是网纹压轮，使用过程中发现压轮网纹纹路浅，容易粘料，使整个压轮表面成了光面，导致螺旋送料堵料，设备报警停机，降低了生产效率，缩短了设备使用寿命。经调研，本文选取4种压轮——网纹、直纹、斜纹、光面进行考察，以粒度为考察指标，取100 kg样品试制，计算各个时间段粒度，结果如图1所示。

由图1可知，光面压轮和网纹压轮制出的颗粒粒度较高，直纹压轮和斜纹压轮制出的颗粒粒度较低，即光面检测粒度>网纹检测粒度>直纹检测粒度>斜纹检测粒度。直纹和斜纹比较适用于流动性差、不易挤压成型的物料，考虑到降低刮刀对压轮刮蹭的风险，故最终选择斜纹压轮。

2.4    整粒筛网目数优选

整粒筛网是干法制粒机的重要配件之一。整粒筛网孔径会影响颗粒的大小，如筛网目数过小，颗粒不易下料，需要反复整粒，则细粉量会增加。经预试验，选取4种目数整粒筛网进行考察：10目、12目、14目、16目;以颗粒粒度为考察指标，取100 kg样品试制，计算各个时间段粒度，结果如图2所示。

由图2可知，14目和16目筛网测出的颗粒粒度较高，10目和12目筛网测出的颗粒粒度较小。考虑到菱形编织网孔径间距小，受力面积较大，且价格实惠，而圆形孔径一次成型网孔径间距较大，受力面积小，价格较贵，故最终选择性价比较高的10目菱形编织整粒筛网。

2.5    干法制粒工艺参数优化

2.5.1    试验设计

结合物料性质与设备性能，经预试验发现，辊轮转速、送料螺杆转速、整粒转速是影响干法制粒工艺的主要因素。故选取辊轮转速、送料螺杆转速、整粒转速为考察因素，以颗粒一次成型率为考察指标，采用正交试验设计方法进行工艺优化，因素水平表如表1所示。

2.5.2    试验方法及结果

取金红颗粒混合粉9份，每份50 kg，按L9（34）正交表进行干法制粒。试验设计及结果如表2所示，方差分析如表3所示。

方差分析结果显示，A因素（辊轮转速）对干法制粒效果有显著性影响。直观分析结果显示，3个因素的影响大小顺序为A>B>C，即辊轮转速>送料螺杆转速>整粒转速。最佳制粒工艺为A2B2C3，即辊轮转速15 r/min，送料螺杆转速110 r/min，整粒转速130 r/min。

2.6    优化前后工艺对比

2.6.1    优化前工艺

取金红颗粒标准批量混合粉，采用网纹压轮、12目圆孔一次成型网，辊轮转速10 r/min，送料螺杆转速100 r/min，整粒转速110 r/min进行干法制粒，平行制备3批。

2.6.2    优化后工艺

取金红颗粒标准批量混合粉，采用斜纹压轮、10目菱形编织整粒筛网，辊轮转速15 r/min，送料螺杆转速110 r/min，整粒转速130 r/min进行干法制粒，平行制备3批。

2.6.3    样品测定结果

取不同批次的金红颗粒混合粉，分别采用优化前工艺和优化后工艺参数制备，测定颗粒一次成型率、粒度、溶化性、工作效率，结果如表4所示。

由表4可知，基于优选后的压轮、筛网及参数制备所得颗粒，其一次成型率、粒度、工作效率均明显优于原来的工艺，减少了因报警停机而导致人工拆洗设备的时间，提高了生产效率和产品质量，更适合作为金红颗粒的制粒工艺。

3    结语

干法制粒技术是近年来研究较多的中药绿色制粒新工艺，广泛应用于固体制剂生产过程[2-5]。金红颗粒采用干法制粒进行制剂成型，生产过程中出现细粉多、粒度高、一次成型率低等现象。本文优选了斜纹压轮为干法制粒机的最佳压轮，10目菱形编织整粒筛网为最佳整粒筛网，最佳干法制粒工艺参数为辊轮转速15 r/min、送料螺杆转速110 r/min、整粒转速130 r/min，与原工艺相比，提高了颗粒一次成型率，降低了粒度，进而提高了生产效率及产品质量。

金红颗粒生产工艺参数的不断优化具有重要意义。首先，不断提高生产效率确保了药品的及时供货;其次，提高了设备利用率，降低了生产成本，优化后每批节约人员及设备成本约2万余元;最后，有效保证了药品质量的有效、均一、稳定，能够满足生产车间制粒、总混、机包等工序全流程的自动化作业，为智能制造提供了工艺技术保障。

[参考文献]

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典（2020年版）四部[M].北京：中国医药科技出版社，2020.

[2] 张青铃，罗友华，许光辉，等.干法制粒工艺在中药口服固体制剂制备中的应用[J].中国现代中药，2020，

22（5）：827-834.

[3] 罗勇，朱明岩.干法制粒技术在逍遥胶囊生产中的应用[J].机电信息，2017（14）：26-29.

[4] 田守生，孙四海，张淹，等.阿胶颗粒干法制粒工艺研究[J].中草药，2014，45（12）：1714-1717.

[5] 况弯弯，伍振峰，万娜，等.中藥干法制粒的研究思路探讨：基于干法制粒技术研究的国内外研究进展[J].中国中药杂志，2019，44（15）：3195-3202.

收稿日期：2021-12-22

作者简介：江维维（1985—），女，江苏连云港人，工程师，研究方向：中药制剂生产及质量控制。