7.1. Измельчение

Измельчение — процесс уменьшения размеров кус­ков (частиц) твердых материалов путем механическо­го воздействия. Его широко применяют в фармацев­тической промышленности с различными целями. Из-

92

Таблица от начальных и	7.1. Виды измельчения в зависимости конечных размеров частиц
Вид измельчения			Размер частиц, мм
			начальный	конечный

150—25	25—5
25—5	5—1
5—1	1—0,075
0,2—0,1	До Ы0-"

93

Среднее измельчение материала проводят, как пра­вило, в сухом виде, мелкое и тонкое — как в сухом, так и мокром виде (обычно в воде); коллоидное — преимущественно в воде. При измельчении в мокром виде получают более однородный продукт, облегчает­ся его выгрузка и уменьшается пылеобразование.

7.1.1. Особенности измельчения твердых тел

Подлежащие измельчению лекарственные вещества являются в основном продуктами тонкого органиче­ского синтеза, материалами растительного, животного и неорганического происхождения. Абсолютное боль­шинство из них является кристаллическими вещест­вами, характеризующимися анизотропией физических свойств (теплопроводность, электропроводность, меха­ническая прочность), неодинаковых по различным на­правлениям внутри этого тела. Поэтому независимо от направления механической силы кристаллы разру­шаются по наименее прочным местам — плоскостям спаянности. Прочность кристаллических тел определя­ется структурой кристаллической решетки — характе­ром сил взаимодействия, типом связи и свойствами частиц, расположенных в углах кристаллической ре­шетки.

Ионные кристаллы (натрия хлорид, кислота бор­ная и др.) состоят из ионов, силы взаимодействия между которыми достаточно велики, поэтому ионные кристаллические тела обладают высокой прочностью.

Молекулярные кристаллы состоят из дипольных (полярных) или электронейтральных молекул. У по­лярных кристаллических веществ (органические кисло­ты, барбитал и др.) наблюдается в основном ориен-тационное межмолекулярное взаимодействие за счет правильной ориентации молекул. Большинство органи­ческих веществ состоит из электронейтральных мо­лекул, слабо взаимодействующих друг с другом за счет дисперсионных ван-дер-ваальсовых сил, энергия которых невелика. Поэтому эти вещества измельча­ются сравнительно легко.

В фармацевтической практике иногда встречаются с измельчением аморфных тел (камеди, смолы, твер­дые жиры). Аморфные вещества не имеют определен­ной структуры: атомы, молекулы и другие элементар-

94

ные частицы, из которых они построены, расположены беспорядочно. В этой структуре удается различить так называемый «ближний порядок», когда ближай­шие частички располагаются правильно, затем поря­док их нарушается. В связи с этим, для аморфных тел характерна изотропия физических свойств (меха­ническая прочность и др.), одинаковых по всем на­правлениям. В этом отношении они подобны жидкос­тям и газам, поэтому иногда аморфные тела называют переохлажденными жидкостями.

Так как механическая прочность аморфных тел одинакова, при измельчении они разрушаются по все­возможным направлениям, образуя стекловидный из­лом неправильной формы. Силы взаимодействия меж­ду частицами, как правило, невелики (преобладают ван-дер-ваальсовы силы). Прочность аморфных тел зависит от температуры, при повышении которой они становятся более упругими и пластичными, а при по­нижении — хрупкими. Поэтому для превращения аморфных тел в порошок их надо предварительно охлаждать (замораживать), а затем измельчать.

Измельчение материала с клеточной структурой (лекарственное растительное сырье) имеет свои осо­бенности. Прочность высушенного растительного мате­риала зависит от гистологической структуры (корни, кора, стебли, пластинка листа и т. д.) и влажности. Влажный материал обладает свойствами упругости, мнется, измельчается трудно; пересушенный — стано­вится хрупким, образуя много пыли. Поэтому необхо­димо подвергать измельчению материал, имеющий оп­тимальную влажность, которая составляет 5—6%. Пересушенный материал увлажняют водой, тщательно перемешивают, измельчают и затем немедленно вы­сушивают.

Важным правилом при измельчении лекарственно­го растительного сырья является полное измельчение определенной навески. Это требование объясняется различной механической прочностью тканей даже од­ного и того же органа растения, а также разным содержанием биологически активных веществ в них. Так, ткани пластинки листа красавки содержат ал­калоидов меньше, чем жилка, вследствие чего при не­правильном измельчении может быть получен порошок с заниженным содержанием алкалоидов.

95

хуууУУ/ХуууууЛ

7.1.2. Основные способы измельчения

Измельчение тел достигается путем применения де­формирующих усилий. В зависимости от характера прилагаемой силы различают измельчение объемное и поверхностное.

При объемном измельчении приложенные силы перпендикулярны к поверхности измельчаемого тела, при этом оно испытывает деформации сжатия, растя­жения, изгиба, кручения и др. Измельчение — слож­ный процесс, протекающий через ряд последователь­ных стадий. Под влиянием приложенной силы тело подвергается упругой деформации, которая (при дос­тижении предела упругости) переходит в пластиче­скую. Когда превзойден предел прочности тела, на­пряжение в материале превышает внутренние силы сцепления частиц, наступает стадия его разрушения.

При поверхностном дроблении в основном исполь­зуется деформация сдвига. В этом случае на тело действуют две силы: одна перпендикулярно, другая — параллельно его поверхности, при этом разрушение проходит через те же стадии, что и при объемном из­мельчении. В стадии разрушения с поверхности тела срываются тонкие пластинки и измельченный продукт имеет вид мелкого порошка.

На практике не удается осуществить отдельно каж­дый вид измельчения, поэтому продукт получается неоднородным.

В измельчающих машинах используют разные виды воздействия на материал. Способы измельчения по­казаны на рис. 7.1.

Поскольку виды деформации и прочность тел раз­личны, большое значение имеет правильный выбор измельчающих машин.