制藥工業中，常常需要用到粉體混合設備將兩種或多種粉體進行混合，尤其是片劑、膠囊等固體制劑的制備。因為制藥工業具有特殊性，所以在選擇粉體混合設備時必須遵循一定的原則和要求，否則就無法發揮粉體混合設備的實效性。因此若要挑選合適的混合設備，就必須要對粉體混合設備的選用要點有相當的掌握。

一、粉體混合的概念

混合就是減少組分非均勻性的過程。所謂的粉體混合，就是將兩種或兩種以上的粉體物料混合成成分均勻的混合物。另外，物體混合操作還包括添加少量液體與粉體的均勻混合的過程。

混合原理：

依粉體在混合運動過程的狀態、混合操作的機理，歸納起來有3種基本運動形式：

（1）對流混合，粉粒子之間相對產生上下、左右移動；

（2）擴散混合，粉粒子擴散到新出現的粉體面上；

（3）剪切混合，粉體形成滑移面。

粉體混合機理示意圖

在粉體混合的過程中，對流、剪切、擴散3種混合機理不可能在各自的區域獨立起作用，而是隨著混合的進行而同時出現（混合特性如下圖），但是各自的運動區域不同，而且會以一種混合類型為主。就醫藥工業常用的粉體混合設備來說，粉體混合的運動形式以對流為主，粉體的粒子會進行上下左右的移動。

二、混合均勻度對藥用粉體的影響

固體藥物制劑產品往往由多種成分混合而成，如復方制劑或加入的藥用輔料等。為了保證制劑中藥物含量的均勻性，需對各個成分進行粉碎、過篩使成一定粒度的粉末之后進行混合。而藥物混粉是否混合均勻，會直接影響有效成分在混粉中的分布狀況，繼而影響藥效。

影響混合均勻度的因素有：

①粒徑

粗大的粉體顆粒具有較好的壓縮性，但成形性差；細小粉體顆粒成形性好，但壓縮性差，因此大小顆粒適當的搭配，能改善粉體的填充型，提高粉體的壓縮性和改善粉體的燒結性能。但是，粉體顆粒大小差異越大，越不易混合。細粉體易“搭橋”和相互黏附，妨礙顆粒的相互移動，不易均勻分散。

②松裝密度（比重）

松裝密度差異越大，越不容易混合。松裝密度小的輕粉易漂浮，混合時，始終漂浮于上方，很難混入較重粉的組元里，不易混合均勻。

③流動性

粉體流動性差，顆粒間相互粘附，不利于粉體相互穿插移動、對流，不易于其他粉體混合均勻。

④粒子形態

形態不規則、表面不光滑的粒子不易混合均勻，但易于保持均勻的混合狀態；而表面光滑的球狀顆粒由于其流動性過強容易分離出來。

⑤靜電性和表面能

在空氣狀態比較干燥（如相對濕度小于 40%）的狀態下，粉體容易產生靜電而聚集。

除上述因素外，水分含量、脆碎性、休止角、結團性以及彈性等同樣會影響粉體混合均化。

三、粉體混合設備類型

粉體混合的設備很多，但是具體來說，粉體混合設備分為三種類型：復合型、回轉型和多向型。這三種粉體混合設備的類型不同，特點也呈現出較大的差異性。

1、滾翻運動混合機（一維運動混合機）

滾翻運動混合機屬復合型混合機，其由料筒、傳動系統、機座等組成。

原理：筒體在電機的帶動下作均速旋轉運動，由于筒體內壁焊有若干特制的抄板，物料在抄板的推動下，沿著筒壁作環向運動，形成物料上下、左右方向的運動。同時，由于抄板與筒體中軸線有一定的角度，使物料在筒體內能作前后方向的運動，使物質充分混合。

滾翻運動一維混合機

2、搖滾運動混合機（二維運動混合機）

搖滾混合機屬復合型混合機，由料筒、兩套料筒運動機構和安裝該兩套料筒運動機構用的上、下機架等部件組成。

原理：混合桶一方面在圓周運動傳動機構的帶動下繞其對稱軸作圓周運動，另一方面又在搖擺傳動機構傳動下繞一根與其對稱軸正交的水平軸作搖擺運動，從而使料筒同時獲得自轉和擺動。同時，桶體內壁焊有抄板，可以使物料向空間拋撒，從而增加了徑向的移動，使物料混合得更加充分。

搖滾運動混合機外觀及結構示意圖

3、三維運動混合機（萬向混合機）

三維運動混合機屬回轉型，其由機座、驅動裝置、萬向搖臂機構、混料桶及電氣柜等組成，其中驅動系統有一個主動軸和一個從動軸，每個軸都帶有一個Y型萬向節，二個萬向節之間裝有混料桶。

三維運動混合機

原理：混合桶運動形態是在自轉同時還進行公轉，其將有四種運動的疊加，一是繞筒體中心軸作轉動；二是筒體兩端的上下運動；三是筒體兩端左右運動；四是筒體平移運動。因此能使物料產生旋轉滾動、平移和顛倒落體等復雜運動，從而產生交替脈沖和湍動，物料的能量變化梯度推動物料各質點處于不同運動狀態，各質點的頻繁擴散運動改變各自的位置，達到滿意的混合。

4、料斗混合機

料斗（又稱方錐）混合機由機架、回轉體、驅動系統、提升系統、制動系統以及控制系統組成，具備了多向混合機的特點。

原理：料斗混合機利用（方錐）料斗的翻轉與左右（或單一）臂軸的角度，使物料回轉時產生上下翻轉、放大縮小、左右摻雜作用以達到均勻混合效果，同時回轉體（料斗）與回轉軸線成一夾角，使得混合過程中產生強烈的翻轉和切向運動，達到理想的混合效果。

料斗混合機

5、V型混合機

V型混合機混合原理是利用物料反復分離與合一。其有2種：①對稱型V型混合機，缺點是回轉高度高、二桶體相關線拼焊焊縫上易造成死角和交叉污染、無法徹底清洗，同時其混合運動只有橫向縱向流動，造成混合均勻時間過長等；

②不對稱（長短桶體）V型混合機，容器二邊高度不對稱，其優點是運動時兩邊容器物料的周而復始地互相摻雜，達到良好混合效果，缺點是體積大、回轉空間大、內部不易全拋光而形成死角、易造成交叉污染，但此種不對稱V型混合機在制藥工業中還有廠家在使用。

V型混合機

6、雙重圓錐型混合機

雙重圓錐型的運動方式只有單向運動，物料流動性差混合不徹底、混合效果不良，故現在制藥工業一般不用。

7、行星錐形混合機

行星錐形混合機有單螺旋和雙螺旋2種，其由錐體、螺旋桿、轉臂及傳動部分組成。混合時，螺旋桿在自轉的同時也能公轉。

原理：螺旋桿自轉將物料自下而上提升，形成沿壁上升的螺旋柱物料流，同時轉臂帶動螺旋桿公轉使螺桿體外物料相應地混入螺旋柱物料流內，造成錐體內物料不斷地混摻錯位，并由錐形體中心匯入向下流動，使物料能在短時間內達到混合均勻。

行星錐形混合機

資料來源：

1、制藥工業粉體混合設備選用探討，田耀華。

2、制藥工業粉體混合設備選用探討，王健。

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