www.188betkr.com 讯球磨机是物料被破碎之后再进行粉碎的关键设备,广泛用于水泥、耐火材料、玻璃、陶瓷、各种矿石和其它一些可磨性物料。在中药加工中,特别是细料药的粉碎中其具有较长的应用历史,适用于结晶性、脆性药物及非组织性中药的粉碎,也可以用于无菌药物的粉碎与混合。
球磨机的原理
球磨机主要由进料部分、出料部分、转动部分、传动部分(减速器、小传动齿轮、电机、电控)等部分组成。首先,将待研磨的物料和研磨介质加入到球磨机的筒体内;其次,启动球磨机,传动部件驱动筒体沿水平方向做低速旋转;再者,在筒体的旋转过程中,研磨介质和物料在重力、离心力的作用下发生运动。研磨介质会撞击物料,产生强烈的研磨和剪切作用,从而实现物料的粉碎和细化;最后,研磨后的物料通过排料装置排出球磨机,完成整个研磨过程。
球磨机工作原理(动图)
球磨机分类
不同的球磨机都有其独特的特点和适用范围,正确选择球磨机类型对于提高生产效率、降低能耗和成本具有重要意义。
(1)间歇式球磨机
间歇式球磨机是一种常用于粉磨物料的设备,通过转动的圆筒内装有磨球,将物 料进行研磨和混合。该机型操作简单,不需要复杂的控制系统,适用于小批量生产和实验室研究。其特点是处理能力相对较小,适合处理小批量的物料,但研磨效果较好(可以更好地控制物料的细度),适用于对细度要求较高的物料。另外,由于操作方式的不同,间歇式球磨机的工作效率可能相对较低。
(2)连续式球磨机
连续式球磨机是一种连续运行的球磨设备,通常由旋转的圆筒和装有磨球的磨体组成。物料通过进料口连续进入球磨机,经过研磨后从出料口排出。这种机型的特点是具有较大的处理能力,适用于大批量生产和工业应用,研磨时间相对较短,不仅可以实现高效研磨,而且可以精确控制研磨过程中的参数,如物料进料速度、磨球的大小和研磨时间等,以实现所需的研磨效果。需要注意的是,连续式球磨机的设备复杂度较高,操作和维护相对较为复杂;同时,连续式球磨机的初投资和运行成本可能较高。因此,在选择球磨机时,需要综合考虑生产需求、物料特性和经济因素。
药用球磨机
球磨机主要依靠衬板与研磨介质之间的冲击力将物料粉碎,具有结构简单、粉碎比大、机械可靠性强、工艺成熟、适应性强等特点。然而,球磨机对衬板材料的要求较高,衬板必须能够承受物料和研磨介质的冲击。
在药物粉碎领域,球磨机的粉碎腔体在粉碎过程中不能引入二次杂质。因此,粉碎腔体的内衬通常采用不锈钢、聚氨酯、陶瓷、刚玉甚至氧化锆等材料。绝对不能使用普通铁质材料,因为药物中所含的鞣质、苷类等物质会与铁发生反应,生成鞣质盐类,从而降低药物的疗效。更严重的是,这种反应还可能改变药性,导致患者服用后不仅无法达到治疗效果,反而可能加重病情。
球磨机的影响因素
(1)球磨方式
工业生产和实验室环境中,存在多种不同类型的球磨机。不同类型的球磨机及其承载能力不同。振动球磨机处理粉末时可以选用较大的振动频率(即较高的球磨能量),但由于容量有限,常适用于少量、高纯样品的试制;搅拌球磨机常用于大批量、对粉末纯度要求较低的工业生产;而行星球磨机的性能居于两者之间。
(2)球磨转速
球磨过程中可设置的最大球磨速度有一定的限制。提高球磨速度将提高磨球的运动速度,当运动速度超过临界值时,磨球在离心力的作用下被“吸附”在球磨罐的内壁上,不会发生相互碰撞,因而无法对粉末施加任何形式的冲击力。因此,为了获得最高的球磨能量,最大转速应刚好低于该临界值,以便磨球从最大高度落下,使磨球之间/磨球与罐壁间发生强烈碰撞,产生最大碰撞能量。
限制球磨过程中最大转速的另一个因素是,在高速或高球磨强度下,球磨罐内部的温度会急剧升髙。温升可能导致药物的化学降解、物理性质改变、稳定性降低、生物利用度下降以及安全性降低。
(3)球磨时间
球磨时间是最重要的球磨参数之一。球磨时间的长短会直接影响药物的粒径、晶型、均匀性、活性以及最终的药效。
(4)球磨介质的粒径、重量、硬度、大小配比及填充率
研磨介质的粒径大小直接影响粉碎效果和效率。减小研磨介质直径,增加其数目,可增大研磨介质之间的有效粉碎区,一般来说研磨介质的直径应是被粉碎药物的4~9倍,并且重量、硬度适当。
大小研磨介质在筒体内的配比也会影响粉碎效率,一般根据进料粒度、粒度分布及经验来确定磨球直径大小的配比。
提高研磨介质的填充率可使生产能力和产量增加,但不能过高,因为研磨介质填充率增加会使内层磨球的数量增加,但内层磨球的粉碎作用较弱;另外磨球数量增加以后在抛射磨球的落点处,磨球堆积较高,从而减缓了磨球的冲击力,导致产量和粉碎效率降低,比能耗增大。通常球罐内装填介质的体积占球罐有效容积单位25%~45%。湿法粉碎时,以40%为界。
(5)球料比
球磨过程中,磨球与药物的重量比是一个重要参数。此外,药物量应不超过球罐总容积的50%,以提高粉碎效率。
(6)球磨气氛
在球磨过程中,药物的化学稳定性、生物活性、物理性质等可能会因气氛的不同而发生变化。
小结:
球磨机在药物粉碎中具有重要作用,其工作原理和分类决定了其在不同生产场景中的适用性。药用球磨机需特别注意衬板材料的选择,以避免引入杂质。球磨过程中的多个因素(如球磨方式、转速、时间、研磨介质参数、球料比和气氛)对粉碎效果和药物质量有显著影响。合理选择和优化这些参数,可以提高生产效率、降低能耗和成本,同时确保药物的质量和安全性。
参考来源:
1、刘佳卿.浅析我国球磨机在水泥领域的应用现状
2、朱卫丰,陈富财等.基于粒子设计原理的中药粉体改性研究进展
3、粉体网:药物超细粉碎设备之“球磨机”
4、魏至成.微细球磨制备超细铜粉的微观形貌与性能研究
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