包衣機(jī)是將聚合物包裹在片劑片芯外形成薄膜的設(shè)備。即用噴霧的方式將包衣溶液噴到滾動的片芯表面，通入熱空氣以使?jié)L動片芯上的溶劑蒸發(fā)，使其表面形成一層連續(xù)的高分子薄膜。霧滴的形成，霧滴向片芯的移動，霧滴在片芯表面的撞擊、鋪展、聚結(jié)作用以及薄膜的干燥都是影響包衣的重要因素，這些需要設(shè)計(jì)者和操作者了解、控制，以達(dá)到高質(zhì)量的包衣。包衣的特點(diǎn)：（1）克服片劑味道不佳不易吞服的缺點(diǎn)；（2）提高片劑穩(wěn)定性，防止因光或空氣等使之氧化變性；（3）調(diào)節(jié)藥物的釋放；（4）隔離易相容的藥物；（5）較好的外觀。

1、薄膜形成機(jī)理及影響因素

       經(jīng)過包衣后的片芯上薄膜的結(jié)構(gòu)并不均勻，外表也有差別。這種不均一性是由于有意加入的不溶性成分（如色料）引起的，同時在包衣過程中，薄膜不是連續(xù)地形成。多數(shù)包衣過程是將聚合物溶液通過噴霧黏附在固體片芯后經(jīng)過干燥，再接受下一次噴霧，這個過程需要重復(fù)多次直至包衣完成。為了得到良好的包衣效果首先要了解薄膜的形成機(jī)理。

1.1 薄膜的形成機(jī)理

       水性聚合物分散體系的薄膜形成是很復(fù)雜的，研究得出：在潤濕的階段，聚合物以大量的不連續(xù)粒子存在，隨著干燥的進(jìn)行其水分減少，這些粒子間距離變小直至緊密接觸、變形、凝聚，最后相互融化，形成一個不連續(xù)膜，這些過程中被包衣片芯的表面由稀分散體潤濕。在此過程中，水以水蒸氣的形式揮發(fā)而聚合物粒子則彼此相連，粒子周圍的水膜的毛細(xì)管作用極大地加速了這個過程，當(dāng)相鄰粒子相互擴(kuò)散時，出現(xiàn)了完全凝聚狀態(tài)。

        在整個過程中包括以下幾個重要階段：（1）包衣溶液或混懸液的制備；（2）霧滴的產(chǎn)生；（3）霧滴從噴槍向片床的移動；（4）霧滴在片芯表面或顆粒表面上的撞擊、濕潤、鋪展以及聚結(jié)；（5）干燥膠凝及黏附成膜。圖1是上述階段的示意圖。

1.2 包衣溶液或混懸液的物理性質(zhì)對包衣過程的影響

       包衣溶液或混懸液的物理性質(zhì)對包衣過程中的其他4個階段都會產(chǎn)生影響。人們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生霧滴的粒徑大小對成衣外觀有直接影響，便總結(jié)出一些公式來描述對霧滴性質(zhì)的影響，但公式之間存在差異，差異的原因是所選擇霧化器之間有很大的差別，因而某個公式只能適用于各自條件下，而當(dāng)外推至其他系統(tǒng)時會產(chǎn)生較大的偏差。

Fair（1974）提出用公式描述液壓噴霧中溶液性質(zhì)對霧滴大小的影響：

Nukiyama及Tanasawa（1939）提出描述氣壓霧化過程中所產(chǎn)生的霧滴的粒徑公式：

       以上公式表明：溶液的物理性質(zhì)會影響到霧滴的粒徑及粒徑分布，進(jìn)而決定霧滴在片芯表面的命運(yùn)，最終影響包衣的質(zhì)量。而在溶液物理性質(zhì)中，黏度、表面張力、密度對包衣液處方噴霧影響最重要。如表面張力將會影響到霧滴的形成。霧滴向包衣片芯移動的時間越長越易影響當(dāng)?shù)竭_(dá)片芯表面后的潤濕、鋪展、滲透、黏附過程，進(jìn)而影響包衣的完整、片芯表面的粘著力和表面光潔度；黏度影響溶劑蒸發(fā)速率，影響懸浮在空氣中霧滴的聚結(jié)等。然而，在實(shí)際工程中通過噴頭和距離等參數(shù)的調(diào)整可將實(shí)際張力對質(zhì)量的影響降低。

1.3 霧化方法及原理

       霧滴的產(chǎn)生就是將液體破碎成由小液滴組成的霧。理想的霧滴要求其在到達(dá)片芯表面后均勻散布，并形成一層厚度均勻的光滑連續(xù)的薄膜。實(shí)際包衣設(shè)備中常使用氣壓和液壓制造霧粒。下面是4種霧化方法及原理：

1.3.1 超聲波霧化

       超聲波霧化法是使液體受到強(qiáng)烈的高頻率的振蕩而霧化的方法。優(yōu)點(diǎn)是霧化效率高，消耗的能量大部分用來增加霧滴表面積，而不像其他兩種霧化方法僅有不到1％用來增加表面積。缺點(diǎn)是此技術(shù)很難控制液體流動的速率，因此無法使生產(chǎn)出的霧滴具有足夠的動量或易使噴嘴堵塞。

1.3.2 液壓無氣噴霧

       液壓無氣噴霧是在液壓噴霧器中，包衣液在高壓下穿過一個小孔，靜壓能轉(zhuǎn)變成動能，包衣液分散為霧滴。改變液體的壓力或液體流入小孔的方向或使用不同的噴嘴，都會導(dǎo)致霧滴形態(tài)的改變?？梢孕纬蓭罨蝈F形的霧幕，當(dāng)用有機(jī)溶劑溶解聚合物時，往往會選擇液壓噴霧法，這是由于在霧化過程中不使用氣體可避免霧滴過早干燥。要使用一定黏度的溶液霧化，需要較高的壓力，需要用非常小的孔徑，以保證液體流動速度。

1.3.3 氣壓噴霧

       氣壓噴霧是利用高速氣流與溶液相撞、磨擦，以形成霧滴。高速高壓氣流產(chǎn)生的相對剪切力將溶液霧化，因?yàn)闅怏w密度小，需要高速氣體的體積很大才能產(chǎn)生足夠的能量將有一定黏度和張力的溶液霧化。

1.3.4 離心式噴霧

       離心式噴霧是包衣液在離心盤高速轉(zhuǎn)動，獲得較高的離心力而被高速甩出，形成薄膜、細(xì)絲或液滴，同時受到周圍氣流的磨擦、撕裂等作用形成霧滴。以上4種方法在包衣設(shè)備中常用的為氣壓噴霧和液壓噴霧，研究發(fā)現(xiàn)，影響霧滴形成和移動的有關(guān)因素：（1）霧化氣體壓力；（2）液霧的形狀；（3）噴槍到片床的距離；（4）液體噴嘴直徑；（5）液霧中心的徑向距離；（6）霧化器的設(shè)計(jì)，包衣液的性質(zhì)以及霧化過程產(chǎn)生時的條件；（7）溶液的黏度、表面張力和密度越大，形成霧滴粒徑越大；（8）包衣液流動速率、霧化氣體和液體之間的相對速率也在很大程度上決定著霧粒的大小，這是由于這一相對速率不同所產(chǎn)生的剪切速率也不同；（9）氣/液質(zhì)量比增大，霧滴的粒徑隨之減小，但增大到4︰1后，質(zhì)量比再增加霧粒不再減??；（10）預(yù)先加熱被霧化的液體會減小它的黏度，霧粒也隨之減?。皇褂貌煌撵F化器以及蒸發(fā)和聚結(jié)的程度不同，將會導(dǎo)致整個液霧軸向和徑向上霧滴的差異。

1.4 包衣液霧逐漸接近并最終撞擊片芯表面的過程

      包衣液霧逐漸接近并最終撞擊片芯表面的過程如圖2所示。

        圖2-a是黏附潤濕的示意圖，圖2-b是黏附潤濕的另一種情形。在一個顆粒表面黏附著一個沒有完全干燥的霧滴，這時，另一個顆粒向這個霧?？拷?，并與之相撞，于是又發(fā)生一次黏附潤濕，這種黏附對包衣很不利，因?yàn)楫?dāng)彎液狀的霧滴干燥后，這兩個顆粒仍然被連接在一起，然而隨著片芯在包衣鍋中的滾動，這兩個片芯會被分開，這時，膜就會從某個片芯上扯裂下來，造成這個片芯上出現(xiàn)一塊未包衣的區(qū)域，而另一個片芯表面所形成的膜也會變得不規(guī)整，出現(xiàn)局部過厚的現(xiàn)象。這種包衣缺陷叫粘結(jié)。治本的方法可以通過改善霧滴的潤濕能力或改善片芯的可潤濕性（比如使用表面活劑），從而使這一過程得到改善；治標(biāo)的方法可以通過控制噴霧時間（噴霧量）、干燥時間和滾筒轉(zhuǎn)速三者關(guān)系以克服。圖2-c是浸入潤濕的示意圖，浸入潤濕對包衣是很有利的，它可以使干燥薄膜與片芯的黏附作用更強(qiáng)。這不僅是因?yàn)樵黾恿税乱号c片芯的接觸面積，而且當(dāng)毛細(xì)孔中的膜干燥后，會像“根”一樣將薄膜衣牢牢地固定在片芯表面。圖2-d是鋪展?jié)櫇袷疽鈭D，是霧滴在片芯表面鋪展開來的過程，也是圖2-a黏附潤濕過程的延續(xù)，鋪展?jié)櫇駥τ诎聛碚f是很有利的，它會增加每一個霧滴的覆蓋面，并使干燥后的薄膜光滑平整。

2、國內(nèi)常見包衣機(jī)基本操作參數(shù)對包衣質(zhì)量的影響

2.1 影響霧滴產(chǎn)生和形成的因素

       對霧滴產(chǎn)生、形成有影響的為噴槍的設(shè)計(jì)，液/氣壓力所產(chǎn)生的霧化壓力、流速、噴嘴孔徑和幾何形狀、蠕動泵的定量參數(shù)、滾筒壓力及包衣液的物理性質(zhì)。噴槍的設(shè)計(jì)影響著霧化分散度、霧化均勻度。液/氣壓力影響著包衣液流經(jīng)噴嘴時的流速、流量，而流速的高低將使包衣液粒徑發(fā)生變化。任何溶液，在外界動能作用下，在單位時間內(nèi)都可以克服表面張力而獲得分散，形成新的表面和霧粒。圖3為各種噴霧法制得霧粒的大致范圍。

       包衣液從單一孔中經(jīng)加壓后獲得霧化，其演變過程如圖4所示。液體從管孔中滴下時，管端液滴質(zhì)量增加，并克服表面張力，出現(xiàn)滴下現(xiàn)象，當(dāng)管端流量增大時，形成液柱，這種狀態(tài)稱為平滑流。柱端部發(fā)生徑向分速度引起縱向振動，使液柱分裂，液柱長度隨液流速度增加而變化，當(dāng)達(dá)到一定程度時，由于液流的縱向振動反而使液柱長度變短，這種液流的不安定狀態(tài)叫遷移流；當(dāng)壓力增加流速再增大時，液柱端部即呈波狀流；若繼續(xù)加大流速，即發(fā)生噴霧流。在實(shí)際應(yīng)用中，由于周圍空氣的作用，液流與空氣之間有相對速度存在，因而可以用噴射數(shù)je來表示霧化程度。

       為了得到良好的霧滴，在設(shè)計(jì)使用之初應(yīng)當(dāng)選擇與包衣液相適合的噴槍及噴霧壓力。這時在使用中調(diào)節(jié)蠕動泵噴霧速度和噴霧量與片芯及干燥參數(shù)相匹配。同時在設(shè)備中當(dāng)包衣液溫度過低時蠕動泵須停機(jī)。

2.2 霧滴移動過程的影響因素

       對霧滴移動過程有影響的參數(shù)為：霧化壓力、包衣液本身的物理性質(zhì)和噴槍相對于片床的位置及距離，噴槍在包衣滾筒內(nèi)的位置，一般對著滾筒下方或內(nèi)壁的某一位置。在移動過程中因黏度、距離不同，聚結(jié)和蒸發(fā)影響霧滴粒徑的大小。工程實(shí)際中噴槍相對于片床的位置和噴射方向，可由外圍電氣控制系統(tǒng)控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)做調(diào)節(jié)，以改變霧滴形成后再往片床移動過程中的聚合和粒徑大小。

2.3 潤濕及干燥過程中的影響因素

       此過程是霧滴與片芯接觸潤濕及水分蒸發(fā)后成衣的過程，在完成第一、二步后霧滴的形成及移動為最優(yōu)的前提條件下，調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速，既保證片芯有效地翻動，又使片芯不會因?yàn)檫^速移動飛出片床或造成碎片。進(jìn)風(fēng)溫度、濕度、進(jìn)風(fēng)量，進(jìn)風(fēng)量保證干燥過程中所需空氣流通，使水分及時從滾筒內(nèi)排出，并且通常設(shè)定排風(fēng)量大于進(jìn)風(fēng)量，使?jié)L筒內(nèi)呈負(fù)壓。

       操作中包衣溶液的霧化程度直接影響外觀質(zhì)量，噴液的霧化效果直接由霧化壓力以及霧化系統(tǒng)決定。霧化開始時，霧化速度和干燥熱風(fēng)溫度的控制原則為：使片面略帶濕潤，又要防止片面粘連，溫度不宜過高或過低。過高，則干燥太快，成膜容易粗糙，片色不均；過低或霧化量過大，則會使包衣滾筒內(nèi)濕度過高，很快出現(xiàn)片芯的粘連現(xiàn)象。此外，滾筒的轉(zhuǎn)速與包衣操作之間的關(guān)系：轉(zhuǎn)速低，衣膜附著力強(qiáng)；轉(zhuǎn)速高，衣膜附著力差，易剝落。包衣過程中，一旦干燥溫度過低，霧化量過大或片子流動滯留的話，很有可能會出現(xiàn)粘片現(xiàn)象。

3、結(jié)語

綜上所述，要了解并根據(jù)包衣液、片芯物理性質(zhì)、包衣環(huán)境的物理參數(shù)和設(shè)備設(shè)計(jì)制造后可控參數(shù)處理，優(yōu)化影響包衣質(zhì)量的條件，根據(jù)相互制約關(guān)系設(shè)置好設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。