全自动制丸机出条嘴对中药丸剂成型的影响

王 玲， 李淞明， 詹常森

(上海和黄药业有限公司，上海中药固体制剂创新工程技术研究中心，上海 201401)

*通信作者：詹常森(1968—)，男，博士，高级工程师，从事中药现代化和成果转化研究。Tel：(021)62509065，E-mail:zhanchangsen@ shpl.com.cn

上世纪90年代开始，中药制剂工作者一直致力于中药丸剂尤其是直径4～12 mm中药水丸、水蜜丸和小蜜丸的机械化、自动化生产，经过数十年的研究和改进，制丸生产线已应用于国内多家中药企业丸剂的生产[1-3]。

制丸机制备中药丸剂依次经过“混合炼制—制丸成型—湿丸干燥—打光包衣”等4个过程，在“制丸成型”过程中，丸条表面粗糙、断裂、丸粒表面粗糙，有脐点或凹陷，呈纺锤形或破裂等现象，导致丸剂外观圆整度较差，丸重差异超标等质量问题时有出现，这主要与软材性质、物料所受到的压力，出条嘴与制丸刀刀槽的匹配程度有关[4]，软材的性质主要与处方有关[5-6]，中药处方千差万别，组成中药复方的药材性质各不相同，影响软材性质的因素多种多样[7]，通常需个性化调整，而物料所受到的压力，出条嘴与制丸刀刀槽的匹配程度主要与出条嘴和制丸刀的选择高度相关，是制丸中的共性因素，对不同中药丸剂的制备更具有通用性，本课题组在多年的中药自动化制丸工艺研究中也证实了这一点，本文就物料受到压力和出条嘴与制丸刀刀槽的匹配程度对丸条断裂和丸药圆整度的影响进行了研究和探讨。

1 材料

YUJ-16B台式制丸机(甘肃天水华圆制药器械有限公司)；Microtrac PartAn 3D粒径测试仪(美国麦奇克公司)；CT-3质构仪(美国博勒飞公司)。中药制剂粉末处方1(含熟地、茯苓、磁石、柴胡等)；中药制剂粉末处方2(含川贝、半夏等)；中药制剂粉末处方3(含金礞石、沉香、黄芩、熟大黄等)；中药制剂粉末处方4(含党参、白术、炙黄芪、炙甘草等)；中药制剂粉末处方5(含丹参、当归、五味子，麦冬等)；中药制剂粉末处方6(含柏子仁、党参、炙黄芪、川芎、当归等)；中药制剂粉末处方7(含朱砂、黄连、炙甘草、生地黄等)，以上制剂粉末均过80目筛，由上海和黄药业有限公司生产。

2 方法与结果

2.1 丸条断裂改善研究 取中药制剂粉末200 g，按照处方加入适量的粘合剂，混合均匀，既可制备软才，将软材投至制丸机料仓中，利用螺旋推料器及料仓翻板把软材从出条嘴中挤出成圆柱形长条，丸条制丸的成型性与物料所受到的压力密切相关。出条嘴内径和长度影响软材受到的压力，一般根据湿丸的重量选择出条嘴内径，因此通常调节出条嘴长度来调节软材受到的压力，使丸条物理性质利于药丸成型。

质构仪原理是模拟人的触感，分析检测在力作用下食品物理性质的仪器[6]，在食品评价中量化感官评价指标。由于它可以反映物料内在的物理特性，故目前也越来越多地用于药物开发过程中制剂处方的评价[8-11]。取中药制剂粉末处方1与适量的水混合制软材，投入制丸机炼药2次，分别取长度为10、15、20、25、30、35 mm，内径5.0 mm的出条嘴制丸，观察出条情况，并采用质构仪对丸条进行拉伸测试。截取10 cm样品进行测定，探头为TA3/100；夹具为TA-DGA；测前速度为1 mm/s；测试速度为0.5 mm/s；测后速度为4.5 mm/s；拉伸距离为20 mm；触发点负载为5 g，曲线的最高点为丸条断裂处，该点所对应的横向距离和纵向压力表明丸条的抗拉强度，用距离/丸条原始长度×100计算丸条断裂拉伸率，断裂拉伸率、最大应力越高，表明丸条抗拉伸能力越强，丸条拉伸测试曲线见图1，制备情况见表1。

图1 不同长度出条嘴制备丸条拉伸测试应力曲线

表1 不同长度出条嘴制备丸条情况

由此可知，随着出条嘴长度的增加，丸条抗拉伸能力增强，在35 mm时虽然有最好的抗拉伸能力，但由于压力偏大，出条速度变慢，导致丸条易拉扯变细；在30 mm时丸条光滑不断，出条速度适中，适宜制丸。

2.2 圆整度改善研究 丸条被导轮输送至制丸刀切断，搓圆，搓丸工作原理为制丸刀表面有半圆形刀槽，左右刀具齿轮重合后呈圆形，在相向和前后运动下，将切断的丸条搓圆，控制药丸的形状。厂家建议，制丸刀槽直径比出条嘴直径大0.2～0.3 mm制丸，但所得药丸圆整度较差，重量差异超标现象时有发生，故需对出条嘴和制丸刀刀槽匹配情况进行研究。

取中药制剂粉末处方1和适量水混合制丸，出条嘴内径为5.0 mm，出条嘴长度为30 mm，制丸刀刀槽直径分别选取5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5 mm，采用Microtrac PartAn 3D粒径测试仪对丸药进行分析，发现圆整度在0.95～1.05之间，表明药丸球形度较好，并进行重量差异检查，标示丸重1.0 g/10丸，限度±9%，结果见表2，丸药外观见图2。

图2 不同刀槽直径制备药丸3D图像

表2 不同制丸刀制丸情况

由此可知，当刀槽直径大于出条嘴0.4 mm以上时，圆整度差，重量差异检查超标；为5.0、5.3 mm时，虽然重量差异检查合格，但药丸圆整度较差；当制丸刀大于出条嘴0.1 mm，即为5.1 mm时，药丸圆整度、重量差异检查最优，其次为5.2 mm。

2.3 制丸参数适用性研究 取中药制剂粉末处方2～7适量，按照处方要求投入适量的黏合剂制软材，制丸，根据丸重要求选取合适内径的出条嘴，长度均为30 mm，制丸刀直径均比出条嘴内径大0.1 mm，测定丸条断裂拉伸率、药丸圆整度和重量差异，结果见表3。

表3 不同处方制丸情况

由此可知，制剂处方在不同制丸内径下，当出条嘴长度为30 mm，刀槽直径大于出条嘴0.1 mm时，均可制备外观、重量差异合格的药丸。

3 讨论与结论

通过本实验研究，首先以制剂处方1为研究对象，探讨了采用全自动制丸机制备中药丸剂中遇到了一些共性问题，丸条断裂和圆整度较差，通过调节出条嘴的长度以及与制丸刀刀槽的匹配度可以有效解决该问题，确定出条嘴长度为30 mm，刀槽直径为大于出条嘴直径0.1 mm，并将该参数运用于其他6个丸剂的制备，均取得了较好的效果。

利用质构仪、3D粒径仪对丸条的抗张强度、圆整度等指标进行了量化表征，结合感官评价，对制丸情况评价更为客观。

本次研究采用的制剂处方有纤维性强、含有矿石等粘性较差的处方，也有含糖量较高，粘性较强的处方，涵盖水丸、水蜜丸以及小蜜丸，处方和剂型均有一定的代表性，为丸剂的生产开发提供参考。