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Innovation study on Chinese medicinal materials ultrafine grinding byImpacting and attriting in jet mill

中药材冲击摩擦超细气流粉碎方法研究



全 文 :Τηε γροωτη οφ Σαλϖια µιλτιορρηιζα σεεδλινγ ανδ ροοτ
σψστεµ φολλοωινγ τρανσπλαντατιον
≥˜‘±∏±t oŒ„‘Š ²±ª2¶∏²t o • „‘Š • ¬¨2¯¬±ªt o ‹„‘¬¤±2³¬±ªt o • „‘Š ¬±ª2°¬±u o • ∞Œ ÷¬±2µ²±ªu o¬∏ • ±¨2·¬±ªt
(t1 Νορτηωεστ Σχι2Τεχη Υνιϖερσιτψ οφ Αγριχυλτυρε ανδ Φορεστρψ, Ψανγλινγ ztutss , Χηινα ;
u1 ΤΣΛΨ πλαντ Πηαρµαχευτιχαλ Χο1 Λτδ , Σηανγζηου zuysss , Χηινα)
[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε : ײ¶·∏§¼·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³ ¥¨·º¨¨ ± ³¯¤±·ªµ²º·«¤±§¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ²©¤¦·¬√¨¬±ªµ¨§¬¨±·¶¬± Σαλϖια µιλτιορρηιζα1
Μετηοδ : ×µ¤±¶³¯¤±·¶²© Σ1 µιλτιορρηιζα º µ¨¨ ¶¤°³¯ §¨¤·us §¤¼¬±·¨µ√¤¯¶1 „·¨ ¤¦«¶·¤ª¨ o·«¨ ªµ²º·«²©¶¨ §¨¯¬±ª¤±§µ²²·¶¼¶·¨° º¤¶µ¨¦²µ§¨§
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[ Κεψ ωορδσ] Σαλϖια µιλτιορρηιζα~·µ¤±¶³¯¤±·~¶¨ §¨¯¬±ª¶¼¶·¨° ~µ²²·¶¼¶·¨°
≈责任编辑 王康正 
≈收稿日期  ussw2su2tu
≈通讯作者  叶菁 oר¯ }ksuzlyu{|wtut oƒ¤¬}ksuzl{zyxtwuw o∞2
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中药材冲击摩擦超细气流粉碎方法研究
叶 菁
k武汉理工大学 材料科学与工程学院 o湖北 武汉 wvsszsl
≈摘要  目的 }针对中药材粉碎特性 o提出一种/中药材冲击摩擦超细气流粉碎0方法 o该方法可有效解决现有
中药材超细粉碎方法中关于超细粉碎效率的问题 o特别是现有气流粉碎装置对不同物性的中药材粉碎适用性较差
的缺点 ∀方法 }将喷射气流的高速冲击粉碎作用和旋转靶的高速摩擦粉碎作用复合用于中药材的超细气流粉碎
中 o并经分级获得中药材超细粉体 ∀结果 }通过几种典型中药材的超细粉碎实验表明 o粉碎平均粒径分别为 u ∗
tu1z Λ° ∀结论 }该方法具有适用性强 !超细粉碎效率高的优点 o是一种微米化中药材的有效制备手段 ∀
≈关键词  中药材 ~超细 ~气流粉碎
≈中图分类号  • u{v ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussxlst2ssuz2sv
中药的组成十分复杂 o有植物药 !动物药和矿物
药 o其中植物类中药又有根 !根茎 !皮 !叶 !花果 !种子
等 ∀它们的微观组织结构存在很大的差异 o反映在
物料的易磨性上也有很大的差异 o即加工成超细粉
体的难易程度明显不同 ∀因此 o根据中药材的微观
组织结构 o采用不同的粉碎方式 o对中药材的超细粉
碎效率至关重要 o这也是中药材难以实现超细粉碎
的关键问题所在 ∀
目前 o用于中药材超细粉碎的设备主要包括振
动粉碎 !机械冲击粉碎和气流粉碎等方法≈t  o也包括
辅以深冷粉碎k或低温粉碎l措施 ∀其中 o振动粉碎
是通过研磨介质对物料的高强度振动冲击 !摩擦作
用进行粉碎 o该方法的优点是对不同物性的中药材
具有较好的适用性 o缺点是存在研磨介质的磨损性
参杂污染 o且粉碎过程中产生摩擦发热现象 o不适用
于热敏性和挥发性中药材的超细粉碎 ~机械冲击粉
碎是通过回转叶片对物料的高速冲击 !铣削作用进
行粉碎 o该方法的优点是适用于脆性和纤维状中药
材粉碎 o缺点是超细粉碎效率较低和摩擦发热 ~气流
zu
第 vs卷第 t期
ussx年 t月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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粉碎是通过喷射气流使物料之间产生高速碰撞 !摩
擦作用进行粉碎 o该方法也是目前中药材超细粉碎
技术中使用最多的方法≈u  o但问题是 o现有的气流粉
碎装置均不是专门针对中药材超细粉碎设计的 o因
此 o直接用于中药材的超细粉碎 o会由于忽视了中药
材不同的物性而影响超细粉碎效果 ∀深冷粉碎措施
是利用材料的冷脆性 o即中药材随着温度的降低 o其
抗拉强度也随之降低的特性进行辅助粉碎 o该措施
可用于常温下难以粉碎或不能粉碎的中药材的超细
粉碎 o并使药物的内在质量 !色 !香 !味保持不变 ∀但
深冷粉碎最大的缺点是粉碎成本高 o且需要冷媒k如
液氮l粉碎作业不方便 ∀在以上这些方法中 o气流粉
碎以其低温性 !低污染性 !粒度均齐等独特的粉碎性
能 o使其在中药材的超细粉碎技术最具应用潜
力≈v ow  ∀
作者针对中药材粉碎特性 o提出一种采用/中药
材冲击摩擦超细气流粉碎0方法k发明专利申请号
svtu{v||1vl o该方法可有效解决现有中药材超细粉
碎方法中关于超细粉碎效率的问题 o特别是现有气
流粉碎装置对不同物性的中药材粉碎适用性较差的
缺点 ∀通过几种典型中药材的超细粉碎实验表明 o
该方法是一种适用性强 !粉碎效率高的中药材超细
气流粉碎新方法 ∀
1 粉碎方法
/中药材冲击摩擦超细气流粉碎方法0 的主要
原理是将喷射气流的高速冲击粉碎作用和旋转靶的
高速摩擦粉碎作用复合用于中药材的超细气流粉碎
中 o并经分级获得中药材超细粉体 ∀该方法通过冲
击摩擦超细气流粉碎和内置分级结构组成的气流粉
碎装置实现对中药材的超细粉碎 o主要包括 }分级涡
轮 !螺旋给料机 !离心布料锥盘 !旋转靶 !物料分配
器 !喷嘴 !混合加速管和叶片等结构 ∀中药材通过离
心布料锥盘和物料分配器 o经由多个喷嘴和混合加
速管加速后高速冲击旋转靶 o在旋转靶的摩擦 !剪切
作用下粉碎 ~符合粒径要求的中药材通过分级轮作
为产品排出 ~不符合粒径要求的中药材回落至物料
分配器 o被再次加速 !冲击 !摩擦粉碎 o直至粒径符合
要求作为产品排出 ~粉碎粒径由分级轮转速控制且
连续可调 ∀
2 实验
211 中药材原料 实验选用的几种中药材原料在
物性特征方面具有一定的典型性 o包括植物的粉质
硬脆性和纤维的坚韧性 o脂类的热敏性及矿物质的
坚硬性 ∀具体的中药材原料如表 t所示 ∀
表 t 粉碎的中药材原料
中药材原料 物性特征
唇形科植物薄荷的干燥地上部分 质脆
唇形科植物丹参的干燥根及根茎 质硬而脆
伞形科植物川芎的干燥根茎 质坚硬不易折
五加科植物三七的干燥根 体重质坚实
百合科植物川贝母的干燥鳞茎 质硬而脆
兰科植物天麻的块茎 质坚硬不易折
多孔菌科真菌茯苓的干燥菌核 体重质坚实
橄榄科植物没药树的干燥树脂 富油性质坚实
鸡内金 质硬而脆
珍珠母为蚌科动物三角帆蚌等的贝壳 质坚硬
上述中药材原料通过粗粉碎加工至粒度小于
t ∗ v °° o分别加入到中药材冲击摩擦超细气流粉
碎装置中 o经超细粉碎分级和气固分离捕集 o制得超
细粉 ∀
212 实验结果 利用激光粒度测试仪 „≥×∞• ≥Œ2
∞• ÷ 对超细粉碎后的中药材粉体进行粒度分析 o所
得结果如图 t和表 u所示 ∀中药材冲击摩擦超细气
流粉碎装置工作参数设定为 }粉碎压力为 s1{w ∗
s1{{ °¤~分级轮转速为 z tss µ#°¬±p t ~旋转靶转速
为 u |{s µ#°¬±pt ∀
图 t 中药材粉碎粒度分布
由图 t和表 u可以看出 o该方法对植物类的粉
质硬脆性中药材和纤维类的坚韧材料 o以及矿物质
的珍珠母均有很好的粉碎效果 ~对热敏性树脂没药
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中 国 中 药 杂 志
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表 u 中药材粉碎粒度特征值
药材 平均粒径rΛ° |s h筛下粒径rΛ°
薄荷 w1wz t{1st
丹参 x1st ty1sz
川芎 u1yu tw1z|
三七 x1vw |1|t
川贝母 u1ss {1zx
天麻 y1uu tt1{y
茯苓 v1ut x1|z
没药 z1st vs1uu
鸡内金 tu1zs vz1ut
珍珠母 v1t{ x1|x
的粉碎也十分明显 o若考虑超细没药在空气中迅速
微溶和团聚的因素 o其实际粉碎粒径要较测试值小 ~
鸡内金粉碎效果相对较差一些 o可能是由于粉碎所
用的鸡内金不够干燥所致 ∀需要说明的是 o上述中
药材的粉碎粒径值 o并不是该方法的极限粉碎粒径 o
因为装置中的分级轮最高转速为 tt sss µ#°¬±pt o即
极限粉碎粒径大约可达上述粒径值的 ys h ∗ zs h ∀
3 结论
与现有的中药材超细粉碎方法相比 o中药材超
细气流粉碎新方法具有以下优点 ∀
311 特别针对中药材物性特征 o采用高速冲击和剪
切摩擦强化复合粉碎方式 o可以更有效地实现中药
材的超细粉碎 ∀
312 采用不同的旋转靶表面摩擦纹理和连续可调
的旋转靶速 o可以有目的的选择粉碎的施力方式 o使
气流粉碎对不同物性中药材的适用性和超细粉碎效
率得到提高 ∀
313 采用离心布料锥盘和物料分配器 o可以使中药
材均匀地获得每个喷嘴和混合加速管的加速作用 o
使冲击粉碎效率得到提高 ∀
通过几种典型中药材的粉碎实验表明 o该方法
具有适用性强 !超细粉碎效率高的优点 o是一种微米
化中药材的有效制备手段 ∀
≈参考文献 
≈t  葛晓陵 1 药物超细粉碎技术的研究 1 中国粉体技术 oussu o{
kyl }t|1
≈u  陈 力 o吴懿平 1 微米中药及其制备技术 1 中草药 oussu ovv
ktsl }{yx1
≈v  张 瑜 o范丙义 o张大禄 1 超微粉碎技术在中药加工中的应用
与思考 1 中国药学杂志 oussu ovzkttl }{st1
≈w  杨 明 o杨 胜 o刘龙成 1 气流粉碎技术在中药材精细加工中
的应用 1 中国中药杂志 ousss ouxk{l }xs|1
Ιννοϖατιον στυδψ ον Χηινεσε µεδιχιναλ µατεριαλσ υλτραφινε γρινδινγ βψ
Ιµ παχτινγ ανδ αττριτινγ ιν ϕετ µιλλ
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(Σχηοολ οφ Ματεριαλσ Σχιενχε ανδ Ενγινεερινγ , Ωυηαν Υνιϖερσιτψ οφ Τεχηνολογψ, Ωυηαν wvsszs , Χηινα)
[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε : ג ¬±·µ²§∏¦¨ ¤ ° ·¨«²§²©∏¯·µ¤©¬±¨ ªµ¬±§¬±ª¥¼¬°³¤¦·¬±ª¤±§¤·µ¬·¬±ª¬± ­¨·°¬¯¯ o º«¬¦«¦¤± ¶²¯√¨ ©¨©¨¦·¬√¨¯¼
¤¥²∏·ªµ¬±§¬±ª ©¨©¬¦¬¨±¦¼ ¤±§¶∏¬·¤¥¬¯¬·¼©²µ√¤µ¬¤±·≤«¬±¨ ¶¨ ° §¨¬¦¬±¤¯ °¤·¨µ¬¤¯¶1 Μετηοδ : • ¤º °¤·¨µ¬¤¯¶¤µ¨ ∏±¬©²µ°¯ ¼ §¬¶·µ¬¥∏·¨§·² °∏¯·¬³¯¨
±²½½¯ ¶¨¤±§¤¦¦¨¯¨µ¤·¬±ª³¬³¨¶o¤±§«¬ª«2¶³¨ §¨¬°³¤¦·²±¤µ²·¤µ¼·¤µª¨·º¬·«¶∏µ©¤¦¨ ²©√¤µ¬²∏¶©µ¬¦·¬²± √ ¬¨±¬±ªo¶² ≤«¬±¨ ¶¨ ° §¨¬¦¬±¤¯ °¤·¨µ¬¤¯¶
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ªµ¬±§¬±ª ¬¨³¨µ¬° ±¨·ª²·²¶«²º·«¤·¤√ µ¨¤ª¨ ©¬±¨ ±¨ ¶¶²©¶¨√ µ¨¤¯ ®¬±§¶²©·¼³¬¦¤¯ ≤«¬±¨ ¶¨ ° §¨¬¦¬±¤¯ °¤·¨µ¬¤¯¶³²º§¨µ¤µ¨ u1s ∗ tu1z °¬¦µ²±¶1
Χονχλυσιον : ׫¬¶° ·¨«²§«¤¶²¥√¬²∏¶¤§√¤±·¤ª¨ ²©¶∏¬·¤¥¬¯¬·¼ ¤±§ ©¨©¬¦¬¨±¦¼©²µ∏¯·µ¤©¬±¨ ªµ¬±§¬±ª ≤«¬±¨ ¶¨ ° §¨¬¦¬±¤¯ °¤·¨µ¬¤¯¶1
[ Κεψ ωορδσ] ≤«¬±¨ ¶¨ ° §¨¬¦¬±¤¯ °¤·¨µ¬¤¯¶~∏¯·µ¤©¬±¨ ªµ¬±§¬±ª~³±¨ ∏°¤·¬¦³∏¯√ µ¨¬½¬±ª
≈责任编辑 刘  
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