球磨機是物料被破碎之后再進行粉碎的關鍵設備，廣泛用于水泥、耐火材料、玻璃、陶瓷、各種礦石和其它一些可磨性物料。在中藥加工中，特別是細料藥的粉碎中其具有較長的應用歷史，適用于結晶性、脆性藥物及非組織性中藥的粉碎，也可以用于無菌藥物的粉碎與混合。

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球磨機的原理

球磨機主要由進料部分、出料部分、轉動部分、傳動部分（減速器、小傳動齒輪、電機、電控）等部分組成。首先，將待研磨的物料和研磨介質加入到球磨機的筒體內；其次，啟動球磨機，傳動部件驅動筒體沿水平方向做低速旋轉；再者，在筒體的旋轉過程中，研磨介質和物料在重力、離心力的作用下發生運動。研磨介質會撞擊物料，產生強烈的研磨和剪切作用，從而實現物料的粉碎和細化；最后，研磨后的物料通過排料裝置排出球磨機，完成整個研磨過程。

球磨機工作原理（動圖）

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球磨機分類

不同的球磨機都有其獨特的特點和適用范圍，正確選擇球磨機類型對于提高生產效率、降低能耗和成本具有重要意義。

（1）間歇式球磨機

間歇式球磨機是一種常用于粉磨物料的設備，通過轉動的圓筒內裝有磨球，將物料進行研磨和混合。該機型操作簡單，不需要復雜的控制系統，適用于小批量生產和實驗室研究。其特點是處理能力相對較小，適合處理小批量的物料，但研磨效果較好（可以更好地控制物料的細度），適用于對細度要求較高的物料。另外，由于操作方式的不同，間歇式球磨機的工作效率可能相對較低。

（2）連續式球磨機

連續式球磨機是一種連續運行的球磨設備，通常由旋轉的圓筒和裝有磨球的磨體組成。物料通過進料口連續進入球磨機，經過研磨后從出料口排出。這種機型的特點是具有較大的處理能力，適用于大批量生產和工業應用，研磨時間相對較短，不僅可以實現高效研磨，而且可以精確控制研磨過程中的參數，如物料進料速度、磨球的大小和研磨時間等，以實現所需的研磨效果。需要注意的是，連續式球磨機的設備復雜度較高，操作和維護相對較為復雜；同時，連續式球磨機的初投資和運行成本可能較高。因此，在選擇球磨機時，需要綜合考慮生產需求、物料特性和經濟因素。

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藥用球磨機

球磨機主要依靠襯板與研磨介質之間的沖擊力將物料粉碎，具有結構簡單、粉碎比大、機械可靠性強、工藝成熟、適應性強等特點。然而，球磨機對襯板材料的要求較高，襯板必須能夠承受物料和研磨介質的沖擊。

在藥物粉碎領域，球磨機的粉碎腔體在粉碎過程中不能引入二次雜質。因此，粉碎腔體的內襯通常采用不銹鋼、聚氨酯、陶瓷、剛玉甚至氧化鋯等材料。絕對不能使用普通鐵質材料，因為藥物中所含的鞣質、苷類等物質會與鐵發生反應，生成鞣質鹽類，從而降低藥物的療效。更嚴重的是，這種反應還可能改變藥性，導致患者服用后不僅無法達到治療效果，反而可能加重病情。

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球磨機的影響因素

（1）球磨方式

工業生產和實驗室環境中，存在多種不同類型的球磨機。不同類型的球磨機及其承載能力不同。振動球磨機處理粉末時可以選用較大的振動頻率（即較高的球磨能量），但由于容量有限，常適用于少量、高純樣品的試制；攪拌球磨機常用于大批量、對粉末純度要求較低的工業生產；而行星球磨機的性能居于兩者之間。

（2）球磨轉速

球磨過程中可設置的最大球磨速度有一定的限制。提高球磨速度將提高磨球的運動速度，當運動速度超過臨界值時，磨球在離心力的作用下被“吸附”在球磨罐的內壁上，不會發生相互碰撞，因而無法對粉末施加任何形式的沖擊力。因此，為了獲得最高的球磨能量，最大轉速應剛好低于該臨界值，以便磨球從最大高度落下，使磨球之間／磨球與罐壁間發生強烈碰撞，產生最大碰撞能量。

限制球磨過程中最大轉速的另一個因素是，在高速或高球磨強度下，球磨罐內部的溫度會急劇升髙。溫升可能導致藥物的化學降解、物理性質改變、穩定性降低、生物利用度下降以及安全性降低。

（3）球磨時間

球磨時間是最重要的球磨參數之一。球磨時間的長短會直接影響藥物的粒徑、晶型、均勻性、活性以及最終的藥效。

（4）球磨介質的粒徑、重量、硬度、大小配比及填充率

研磨介質的粒徑大小直接影響粉碎效果和效率。減小研磨介質直徑，增加其數目，可增大研磨介質之間的有效粉碎區，一般來說研磨介質的直徑應是被粉碎藥物的4~9倍，并且重量、硬度適當。

大小研磨介質在筒體內的配比也會影響粉碎效率，一般根據進料粒度、粒度分布及經驗來確定磨球直徑大小的配比。

提高研磨介質的填充率可使生產能力和產量增加，但不能過高，因為研磨介質填充率增加會使內層磨球的數量增加，但內層磨球的粉碎作用較弱；另外磨球數量增加以后在拋射磨球的落點處，磨球堆積較高，從而減緩了磨球的沖擊力，導致產量和粉碎效率降低，比能耗增大。通常球罐內裝填介質的體積占球罐有效容積單位25%~45%。濕法粉碎時，以40%為界。

（5）球料比

球磨過程中，磨球與藥物的重量比是一個重要參數。此外，藥物量應不超過球罐總容積的50%，以提高粉碎效率。

（6）球磨氣氛

在球磨過程中，藥物的化學穩定性、生物活性、物理性質等可能會因氣氛的不同而發生變化。

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小結

球磨機在藥物粉碎中具有重要作用，其工作原理和分類決定了其在不同生產場景中的適用性。藥用球磨機需特別注意襯板材料的選擇，以避免引入雜質。球磨過程中的多個因素（如球磨方式、轉速、時間、研磨介質參數、球料比和氣氛）對粉碎效果和藥物質量有顯著影響。合理選擇和優化這些參數，可以提高生產效率、降低能耗和成本，同時確保藥物的質量和安全性。

參考來源：
1、劉佳卿.淺析我國球磨機在水泥領域的應用現狀
2、朱衛豐，陳富財等.基于粒子設計原理的中藥粉體改性研究進展
3、粉體網：藥物超細粉碎設備之“球磨機”
4、魏至成.微細球磨制備超細銅粉的微觀形貌與性能研究

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