干法超微粉碎是指在干燥的条件下对物料进行加工。目前比较常用的干法超微粉碎技术包括气流磨、球磨、振动磨等。然而,传统振动磨和球磨在加工过程中会产生温度的升高,不适合加工富含热敏性物质的物料;气流磨能耗高,以上问题在一定程度上限制了其应用。
济南骏程研发出一套中药超低温粉碎机——低温冲击磨,其具备出色的超细加工能力。具体而言,它能实现全谷物超细加工至50~74μm的细度,调味料至60~150μm,中草药至50~150μm。

低温冲击磨示意图
01、
物料首先通过振动给料器进入冲击磨的粉碎腔内;在粉碎腔中,物料在高速旋转的转子的加速作用下撞击到衬板的齿上,或在转盘的锤头与衬板的齿面之间发生冲击剪切而粉碎;随后,粉碎的物料随着气流进入分级腔,分级腔内安装有一个垂直放置的分级轮转子,通过分级轮转子的旋转,产生一个旋转气流场,颗粒同时受到旋转的离心力和气流曳力两种作用力,粗颗粒所受离心力大于气流曳力,被抛向筒壁,沿筒壁落回粉碎腔继续进行粉碎,符合粒径要求的颗粒则随气流被吸入转子中心。分级部分的存在可以避免过度粉碎。绝大部分产物在旋风分离器的出口处收集,而非常小的颗粒则可能被筒式过滤器收集,从而避免粉尘污染。

磨盘
在整个粉碎过程中,冷风机产生冷风并通过引风机输送至粉碎腔内,使整个粉碎过程的温度保持在20℃以下,可以减少热敏物质的损失。此外,可以通过调节关键参数(分级机频率、粉碎主机频率、引风机频率)来改变低温冲击磨的粉碎效果。
02、
(1)将低温冲击磨用于粉碎糙米,结果发现:低温冲击磨制备的粉体粒径分布均匀,能够更好地保留非淀粉营养成分,能够有效粉碎糙米中的膳食纤维等。
(2)将低温冲击磨用于粉碎毛竹笋头,结果发现:低温冲击磨能有效粉碎毛竹笋头,并促进不溶性膳食纤维向可溶性转变,蛋白质含量提高。粒径减小,比表面积增大,堆积密度减小。笋粉的持水能力提高、膨胀能力显著提升,但是持油能力下降。低温冲击磨能有效释放笋粉中的生物活性成分(总酚、黄酮类物质),使其抗氧化能力、亚硝酸盐吸附能力、胆固醇吸附能力均有所提升。
(3)将低温冲击磨用于粉碎紫玉米,结果发现:低温冲击磨能够明显改变紫玉米粉末的粒径,提高紫玉米的物质溶出率和抗氧化能力,并且改变了紫玉米的糊化温度、回生倾向等特性,同时低温冲击磨很好的保留了非淀粉类营养成分,提高了紫玉米中的酚类物质。
解读中药超低温全破壁超微粉碎技术

中药材绝大多数来自于动物、植物,其药用有效成分主要存在于细胞质、细胞核之内,只有通过细胞壁(膜)释放出后才能被利用。
中药材(植物及动物)的细胞尺度为10-100μm左右,药效成分主要在细胞质和细胞间质内。由于药材植物细胞壁的存在,传统水煎煮方法使得细胞质内的药效成分不能全释放,造成中药材的药效成分利用率比较低,同时也造成了药材资源的极大浪费。
什么是中药纳米全破壁技术?
全破壁技术又叫细胞级微粉碎技术,是近几年上新兴的中药加工高新技术,它是以打破动、植物类药材细胞壁(膜)、使药材粉粒径达到2.5-5μm(传统加工的药粉粒径在150-200μm),从而能进一步提高药材的疗效。
纳米破壁技术是一种国际超微物理处理技术。将传统中药饮片在超低温状态下冷冻,充分脱水,使药材的细胞结构发生崩解。然后利用电子束冲击药材,同时利用电磁震荡的交互作用,将药材进行超微破壁粉碎,确保药材细胞达99%以上的破壁率。经过纳米技术处理后的药材粉粒,其颗粒直径仅为2500纳米,常温冲泡的条件下,药效成分即可全部释放,迅速吸收进入血管。等值、等量的破壁饮片发挥的药效比传统使用方法下提高了14-40倍。
全破壁技术是一种纯物理处理过程,粉碎过程中药材不发生任何化学变化,不改变药材本身的药效物质基础,不会导致中药材功能主治的改变。

中药纳米全破壁技术的优势
全破壁超微粉碎技术具有传统粉碎工艺不可比拟的优点:
(1)传统粉碎工艺药材细粉粒径为150-200μm,不能达到药材细胞破壁(膜)。全破壁超微粉的药材粉碎粒度细,平均粒径在2.5-5μm,细胞破壁(膜)率可达到99%以上,显著提高了有效成分的释放率;
(2)传统粉碎工艺药材细粉粒径分布范围大,均匀性差,影响临床疗效的稳定发挥。全破壁超微粉的药材粉碎粒度分布范围小,粒度更均匀,提高了产品质量和临床疗效的稳定性;
(3)传统粉碎工艺不能实现低温粉碎,粉碎设备温度可达到80℃,可引起药材中部分蛋白质类有效成分变性,影响临床疗效。全破壁超微粉碎技术可采用-50℃的超低温粉碎措施,提高了药材中蛋白质类热敏性有效成分的稳定性,进一步提高了临床疗效。

中药若采用常规方式粉碎,其单个粒子常由数个或数十个细胞所组成,细胞的破壁率极低。中药材细胞破壁超微粉碎加工技术可以把药材有效成分充分释放出来。细胞破壁后,细胞内的水份油份迁出,使微粒子表面呈现出半湿润状态,粒子和粒子之间会形成稳定的粒子团,每个粒子团都包含相同比例的中药成分。该粒子团的物理结构随组份中各成分HLB值(亲水,亲油平衡值)、延展性、破碎性、比重等不同组合和不同的相互作用而不同。这种结构有利于人体对中药的吸收和利用。中药脂溶性增强,轻易穿过脂膜,可以迅速提人体内的血药浓度,达到治愈的目的。
1、增加药物吸收率:全破壁技术增加药物吸收率,提高其生物利用度。中药经过全破壁超微处理后,药物能较好地分散、溶解在胃肠液里,且与胃肠粘膜的接触面积增大,更易被胃肠道吸收,从而大大提高了生物利用度。对于矿物类药材,相当于一部分不溶性于水的物质,经超微处理后,由于其粒度大大减小,可加快其在体内的溶解、吸收速度,提高其吸收量。
2、有利于保留药材中生物活性成分:全破壁超微粉碎技术可采用-50℃的超低温粉碎措施,提高了药材中蛋白质类热敏性有效成分的稳定性,进一步提高了临床疗效。全破壁技术有利于保留生物活性成分,提高药效,有利于保留不耐高温的生物活性成分及各种营养成分,从而提高药效。
3、大大提高了药效成分利用率:中药经超微粉碎后,可用较小剂量,获得原处方疗效。一般药物,经超微粉碎后可不再经过浸提、煎煮等处理,减少了生产环节中有效成分的损失,最大限度地利用了原材料,因此该技术尤宜于珍贵稀有中药的粉碎。

全破壁超微粉碎技术在制药领域的应用优势
中药经超微粉碎后,微细化颗粒的表面积和孔隙率增加,细胞壁的破坏使超微粉体具有良好的吸收性、溶解性、独特的理化特性及生物活性。如将牛黄超微粉碎后,具有强的靶向作用。全破壁超微纯粉的应用优势,具体来说,可归结为以下几方面:
(1)增加吸收率,提高利用度
中药经全破壁超微粉碎后,其粒度更加细微均匀,药物能较好地分散、溶解在胃液中,与胃粘膜的接触面积增大,更易被胃肠道吸收,从而大大提高生物利用度。对于矿物类药材,相当一部分不溶于水的物质,经全破壁超微处理后,由于粒度大大减小,可加快在体内的溶解、吸收速度,提高其吸收量。此外,中药材经超微粉碎后,释出的有效成份种类也比普通粉剂多,因而,药物起效时间显著缩短,对机体或病原微生物的作用更全面,作用强度更大。
(2)提高中药有效成份的提取率
中药经超微粉碎,一方面,细胞破壁使细胞内有效成份溶出阻力减小,溶出速度加快;另一方面,微细化的物料具有很强的表面吸附力、亲和力、分散性和溶解性,从而提高有效成份的溶出速度及溶出率。实践证明,细胞级破壁超微粉碎技术,可显著提高有效成份的提取率,特别是大分子成份的提取率。例如,知母经超微粉碎后,其有效成份菝葜皂甙元的提取率提高80%以上。
(3)有利于保存生物活性成分
全破壁超微粉碎,可在-50℃低温下进行,并因粉碎速度快,瞬时即可完成,这样可最大限度地保留生物活性成分和营养成分。因此,能适用于含芳香性挥发性成分药材;此外,超微粉碎还可视不同药材的特性和制剂需要采用超低温粉碎,尤其是对质地致密的贝壳类、骨类药材和矿物类更具,对纤维状、高韧性、高硬度或含一定水分的物料也适用,既可干法粉碎,又可湿法粉碎,因此,应用范围广。
(4)提高中药制剂的均匀度
按传统工艺生产,一般是由粉碎与搅拌混合两道工序完成,得到的散剂均匀度较难控制。应用全破壁超微粉碎技术,可使粉碎和混合同步完成,而且粉碎细度可达2.5-5μm,粒径均匀,无过大过小现象,超微粉均匀细腻,产品均匀度极大提高。传统中药材经超微破壁后,使药材各有效成分均匀化,从而增强作用效果。也由于粉末粒径小,分布均匀,外形整齐,质量好,便于应用。
(5)节省中药材,便于应用
中药经超微处理后,可用较小的剂量获得原处方疗效。一般药物,经超微粉碎后可不再经过浸提、煎煮等处理,简化了提取过程,缩短了提取时间,减少了有效成分的损失,最大限度地利用了原材料。例如,灵芝和艾叶等,经75%的细胞破壁率超微粉碎后,添加量分别为普通粉的1/2.5和1/4.并因细度的增加,口感改善,便于服用。
(6)改善中药产品的品质质量
进行细胞破壁超微粉碎时,与细胞尺寸大小相当的虫卵也会被杀死,从而减轻虫害对中药材的污染与损害;由于超微粉碎加工是纯物理过程,在全封闭无粉尘系统中进行,不会混入其他杂质,使得加工后的中药材具有纯净与安全的特点;还因为细化处理,颗粒度很细,改善了产品的口感。
中药破壁饮片与传统中药饮片的区别

中药破壁纯粉与中药配方颗粒一样吗?
中药提取技术及中药配方颗粒
以传统中药饮片为原料,经过现代制药技术提取、分离、浓缩、干燥、制粒、包装等生产工艺,加工制成的一种统一规格、剂量、质量标准的新型颗粒剂,可供中医临床配方使用。
中药破壁纯粉和中药配方颗粒的比较
共同点:
1)二者都不需要煎煮,可直接冲服,安全卫生,方便快捷;
2)原材料都是经过严格质量控制的、炮制过的传统中药饮片;
3)二者都使用了现代先进的制药技术,都属于新型中药饮片,具有统一规格、统一剂量、统一的质量标准,适合工业化生产;
4)均能够满足医师进行辨证论治,随证加减的需要;
5)二者都是小剂量精细包装,冲服浓度可自行调解,服用剂量小,易于吸收,作用迅速。
不同点:
1)是否为全成分入药。中药破壁饮片工艺上属于超低温纯物理处理技术,属于全成分入药,保留了传统中药的全部药效成分。中药配方颗粒工艺上则要经高温浓缩分离提纯等工艺,不但无法做到全成分入药,还会对原有药效成分造成极大的破坏。
2)有无添加。中药破壁饮片无需任何辅料、赋形剂的添加,属于100%纯原生药粉。中药配方颗粒则需要加入辅料、赋形剂等其他成分。
3)疗效是否明确。根据中医的一些理论和实践证明,传统的几味药材一起煎熬,可以发挥的作用与颗粒简单配方不全一样。
比如生脉散(人参、麦冬。五味子)一起煎汤的疗效,显著强于将以上3种颗粒混合后的冲剂。四逆汤(附子、干姜、炙甘草)一起煎汤,疗效也显著强于将它们混合的颗粒配方。研究发现,这是因为颗粒配方药效成分的变化或缺失,使得疗效大打折扣,这在许多配方上已有反应。而中药破壁饮片不但能保证传统中药饮片的全成分入药,而且因其全破壁、易吸收的两大特点,冲服后疗效既大大优于配方颗粒剂,又明显倍增于传统水煎煮方式,发挥的药效比传统使用方法下提高了数倍。