金紅顆粒干法制粒生產工藝改進研究

江維維　賈銀芝　鄭亞銘　朱明巖

摘要：針對金紅顆粒干法制粒生產過程中出現的細粉多、粒度高、一次成型率低等現象，優化干法制粒生產工藝，以粒度為主要評價指標，優選干法制粒機最佳的壓輪種類以及整粒篩網目數，即選擇斜紋壓輪為最優壓輪，10目菱形編織篩網為最優整粒篩網;采用正交試驗設計法，優化干法制粒參數，最佳干法制粒工藝參數為輥輪轉速15 r/min、送料螺桿轉速110 r/min、整粒轉速130 r/min;同時進行3批工藝驗證，對比工藝優化前后顆粒一次成型率、粒度、溶化性及工作效率，得到以下結論：優化的干法制粒工藝，可以有效提高金紅顆粒一次成型率，降低粒度，提高生產效率和產品質量，節約成本，為實現中藥制藥的智能制造提供保障。

關鍵詞：金紅顆粒;干法制粒;一次成型率;粒度;對比研究;正交試驗

中圖分類號：TQ461? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）06-0085-04

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

0? ? 引言

江蘇康緣藥業股份有限公司的智能化固體綜合制劑車間于2018年開工建設，2021年上半年建成投產，旨在實現中藥制藥的自動化、智能化生產。2021年下半年，金紅顆粒品種轉移至智能化固體綜合制劑車間生產，干法制粒生產過程中出現了細粉多、粒度高、一次成型率低等問題，無法滿足現階段全流程自動化作業的需要，制約了生產，影響了供貨。基于此，車間開展了金紅顆粒干法制粒生產工藝改進研究。

金紅顆粒由川楝子、木香、延胡索（醋制）、紅花八角葉等中藥制成，具有疏肝解郁、理氣活血和胃止痛的作用，主要用于慢性淺表性胃炎肝胃不和癥，癥見胃脘脹痛、攻竄兩肋、吞酸噯氣、苔白、脈弦等。金紅顆粒成型工藝采用干法制粒技術，2021年5月，公司固體綜合制劑車間引進一臺干法制粒機，用于金紅顆粒生產，但因藥粉流動性差、不易擠壓成型，生產過程中出現了細粉多、粒度高、一次成型率低等現象，嚴重影響了生產效率和產品質量。

本文以粒度為主要評價指標，優選干法制粒機最佳的壓輪種類以及整粒篩網目數;采用正交試驗設計法，以顆粒一次成型率為指標，優化干法制粒參數;同時進行3批工藝驗證，對比工藝優化前后的制粒效果。

1? ? 儀器與試藥

1.1? ? 儀器

BSA223S電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司;標準分樣篩，河北安平光亮篩具廠;DG150干法制粒機，山東某機械制造有限公司。

1.2? ? 試藥

金紅顆粒噴霧干燥粉，自制，批號：Z211001;糊精，購自曲阜市天利藥用輔料有限公司，批號：F2110039。

2? ? 方法與結果

2.1? ? 噴霧干燥粉制備

按照金紅顆粒處方量及標準制備工藝提取、精制、濃縮至適量后，噴霧干燥、粉碎，加適量糊精總混均勻，即得。

2.2? ? 質量評價方法

2.2.1? ? 一次成型率

干法制粒機連接振蕩篩分機，上層安裝24目網，下層安裝65目網。分別收集未通過24目篩網的大顆粒、通過65目的細粉及介于24目和65目之間的合格顆粒，稱定重量。

顆粒一次成型率（%）=24目到65目之間的合格顆粒/顆粒總重量×100%。

2.2.2? ? 粒度

參照《中華人民共和國藥典（2020年版）四部》通則0982第二法——雙篩分法測定[1]。取供試品30 g，稱定重量，置于規定的藥篩中，保持水平狀態過篩，左右往返，邊篩邊輕叩3 min。取不能通過一號篩和能通過五號篩的顆粒及粉末，稱定重量，計算所占比例（%）。

粒度=不能通過一號篩與能通過五號篩的顆粒和粉末之和/供試品取樣量×100%。

2.3? ? 壓輪種類優選

干法制粒機是將混合好的干粉物料通過真空上料機加到上料斗內，經螺旋送料器輸送到壓力室，兩個高壓力擠壓輪將物料壓制成密度、厚度符合要求的薄片，再通過整粒系統制成粒徑符合要求的顆粒，完成制粒過程。壓輪是干法制粒機的核心組成部分，壓輪表面鐫刻紋路主要是為了增大壓輪的摩擦力，使物料在生產時容易被擠壓成型。車間干法制粒機安裝的是網紋壓輪，使用過程中發現壓輪網紋紋路淺，容易粘料，使整個壓輪表面成了光面，導致螺旋送料堵料，設備報警停機，降低了生產效率，縮短了設備使用壽命。經調研，本文選取4種壓輪——網紋、直紋、斜紋、光面進行考察，以粒度為考察指標，取100 kg樣品試制，計算各個時間段粒度，結果如圖1所示。

由圖1可知，光面壓輪和網紋壓輪制出的顆粒粒度較高，直紋壓輪和斜紋壓輪制出的顆粒粒度較低，即光面檢測粒度>網紋檢測粒度>直紋檢測粒度>斜紋檢測粒度。直紋和斜紋比較適用于流動性差、不易擠壓成型的物料，考慮到降低刮刀對壓輪刮蹭的風險，故最終選擇斜紋壓輪。

2.4? ? 整粒篩網目數優選

整粒篩網是干法制粒機的重要配件之一。整粒篩網孔徑會影響顆粒的大小，如篩網目數過小，顆粒不易下料，需要反復整粒，則細粉量會增加。經預試驗，選取4種目數整粒篩網進行考察：10目、12目、14目、16目;以顆粒粒度為考察指標，取100 kg樣品試制，計算各個時間段粒度，結果如圖2所示。

由圖2可知，14目和16目篩網測出的顆粒粒度較高，10目和12目篩網測出的顆粒粒度較小。考慮到菱形編織網孔徑間距小，受力面積較大，且價格實惠，而圓形孔徑一次成型網孔徑間距較大，受力面積小，價格較貴，故最終選擇性價比較高的10目菱形編織整粒篩網。

2.5? ? 干法制粒工藝參數優化

2.5.1? ? 試驗設計

結合物料性質與設備性能，經預試驗發現，輥輪轉速、送料螺桿轉速、整粒轉速是影響干法制粒工藝的主要因素。故選取輥輪轉速、送料螺桿轉速、整粒轉速為考察因素，以顆粒一次成型率為考察指標，采用正交試驗設計方法進行工藝優化，因素水平表如表1所示。

2.5.2? ? 試驗方法及結果

取金紅顆粒混合粉9份，每份50 kg，按L9（34）正交表進行干法制粒。試驗設計及結果如表2所示，方差分析如表3所示。

方差分析結果顯示，A因素（輥輪轉速）對干法制粒效果有顯著性影響。直觀分析結果顯示，3個因素的影響大小順序為A>B>C，即輥輪轉速>送料螺桿轉速>整粒轉速。最佳制粒工藝為A2B2C3，即輥輪轉速15 r/min，送料螺桿轉速110 r/min，整粒轉速130 r/min。

2.6? ? 優化前后工藝對比

2.6.1? ? 優化前工藝

取金紅顆粒標準批量混合粉，采用網紋壓輪、12目圓孔一次成型網，輥輪轉速10 r/min，送料螺桿轉速100 r/min，整粒轉速110 r/min進行干法制粒，平行制備3批。

2.6.2? ? 優化后工藝

取金紅顆粒標準批量混合粉，采用斜紋壓輪、10目菱形編織整粒篩網，輥輪轉速15 r/min，送料螺桿轉速110 r/min，整粒轉速130 r/min進行干法制粒，平行制備3批。

2.6.3? ? 樣品測定結果

取不同批次的金紅顆粒混合粉，分別采用優化前工藝和優化后工藝參數制備，測定顆粒一次成型率、粒度、溶化性、工作效率，結果如表4所示。

由表4可知，基于優選后的壓輪、篩網及參數制備所得顆粒，其一次成型率、粒度、工作效率均明顯優于原來的工藝，減少了因報警停機而導致人工拆洗設備的時間，提高了生產效率和產品質量，更適合作為金紅顆粒的制粒工藝。

3? ? 結語

干法制粒技術是近年來研究較多的中藥綠色制粒新工藝，廣泛應用于固體制劑生產過程[2-5]。金紅顆粒采用干法制粒進行制劑成型，生產過程中出現細粉多、粒度高、一次成型率低等現象。本文優選了斜紋壓輪為干法制粒機的最佳壓輪，10目菱形編織整粒篩網為最佳整粒篩網，最佳干法制粒工藝參數為輥輪轉速15 r/min、送料螺桿轉速110 r/min、整粒轉速130 r/min，與原工藝相比，提高了顆粒一次成型率，降低了粒度，進而提高了生產效率及產品質量。

金紅顆粒生產工藝參數的不斷優化具有重要意義。首先，不斷提高生產效率確保了藥品的及時供貨;其次，提高了設備利用率，降低了生產成本，優化后每批節約人員及設備成本約2萬余元;最后，有效保證了藥品質量的有效、均一、穩定，能夠滿足生產車間制粒、總混、機包等工序全流程的自動化作業，為智能制造提供了工藝技術保障。

[參考文獻]

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（2020年版）四部[M].北京：中國醫藥科技出版社，2020.

[2] 張青鈴，羅友華，許光輝，等.干法制粒工藝在中藥口服固體制劑制備中的應用[J].中國現代中藥，2020，

22（5）：827-834.

[3] 羅勇，朱明巖.干法制粒技術在逍遙膠囊生產中的應用[J].機電信息，2017（14）：26-29.

[4] 田守生，孫四海，張淹，等.阿膠顆粒干法制粒工藝研究[J].中草藥，2014，45（12）：1714-1717.

[5] 況彎彎，伍振峰，萬娜，等.中藥干法制粒的研究思路探討：基于干法制粒技術研究的國內外研究進展[J].中國中藥雜志，2019，44（15）：3195-3202.

收稿日期：2021-12-22

作者簡介：江維維（1985—），女，江蘇連云港人，工程師，研究方向：中藥制劑生產及質量控制。