包衣機是將聚合物包裹在片劑片芯外形成薄膜的設備。即用噴霧的方式將包衣溶液噴到滾動的片芯表面，通入熱空氣以使滾動片芯上的溶劑蒸發，使其表面形成一層連續的高分子薄膜。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，這些需要設計者和操作者了解、控制，以達到高質量的包衣。

包衣的特點：（1）克服片劑味道不佳不易吞服的缺點；（2）提高片劑穩定性，防止因光或空氣等使之氧化變性；（3）調節藥物的釋放；（4）隔離易相容的藥物；（5）較好的外觀。

1、薄膜形成機理及影響因素

經過包衣后的片芯上薄膜的結構并不均勻，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，薄膜不是連續地形成。多數包衣過程是將聚合物溶液通過噴霧黏附在固體片芯后經過干燥，再接受下一次噴霧，這個過程需要重復多次直至包衣完成。為了得到良好的包衣效果首先要了解薄膜的形成機理。

▍薄膜的形成機理

水性聚合物分散體系的薄膜形成是很復雜的，研究得出：在潤濕的階段，聚合物以大量的不連續粒子存在，隨著干燥的進行其水分減少，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而聚合物粒子則彼此相連，粒子周圍的水膜的毛細管作用極大地加速了這個過程，當相鄰粒子相互擴散時，出現了完全凝聚狀態。

在整個過程中包括以下幾個重要階段：

包衣溶液或混懸液的制備；

霧滴的產生；

霧滴從噴槍向片床的移動；

霧滴在片芯表面或顆粒表面上的撞擊、濕潤、鋪展以及聚結；

干燥膠凝及黏附成膜。圖1是上述階段的示意圖。

▍包衣溶液或混懸液的物理性質對包衣過程的影響

包衣溶液或混懸液的物理性質對包衣過程中的其他4個階段都會產生影響。人們發現產生霧滴的粒徑大小對成衣外觀有直接影響，便總結出一些公式來描述對霧滴性質的影響，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，而當外推至其他系統時會產生較大的偏差。

Fair（1974）提出用公式描述液壓噴霧中溶液性質對霧滴大小的影響：

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

以上公式表明：溶液的物理性質會影響到霧滴的粒徑及粒徑分布，進而決定霧滴在片芯表面的命運，最終影響包衣的質量。而在溶液物理性質中，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到達片芯表面后的潤濕、鋪展、滲透、黏附過程，進而影響包衣的完整、片芯表面的粘著力和表面光潔度；黏度影響溶劑蒸發速率，影響懸浮在空氣中霧滴的聚結等。

然而，在實際工程中通過噴頭和距離等參數的調整可將實際張力對質量的影響降低。

▍霧化方法及原理

霧滴的產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片芯表面后均勻散布，并形成一層厚度均勻的光滑連續的薄膜。實際包衣設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：

超聲波霧化

超聲波霧化法是使液體受到強烈的高頻率的振蕩而霧化的方法。優點是霧化效率高，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。缺點是此技術很難控制液體流動的速率，因此無法使生產出的霧滴具有足夠的動量或易使噴嘴堵塞。

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，都會導致霧滴形態的改變?？梢孕纬蓭罨蝈F形的霧幕，當用有機溶劑溶解聚合物時，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。

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。高速高壓氣流產生的相對剪切力將溶液霧化，因為氣體密度小，需要高速氣體的體積很大才能產生足夠的能量將有一定黏度和張力的溶液霧化。

離心式噴霧

離心式噴霧是包衣液在離心盤高速轉動，獲得較高的離心力而被高速甩出，形成薄膜、細絲或液滴，同時受到周圍氣流的磨擦、撕裂等作用形成霧滴。

以上4種方法在包衣設備中常用的為氣壓噴霧和液壓噴霧，研究發現，影響霧滴形成和移動的有關因素：

（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）霧化器的設計，包衣液的性質以及霧化過程產生時的條件；

（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生的剪切速率也不同；

（9）氣/液質量比增大，霧滴的粒徑隨之減小，但增大到4︰1后，質量比再增加霧粒不再減?。?/span>

（10）預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化器以及蒸發和聚結的程度不同，將會導致整個液霧軸向和徑向上霧滴的差異。

▍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粒靠近，并與之相撞，于是又發生一次黏附潤濕，這種黏附對包衣很不利，因為當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一塊未包衣的區域，而另一個片芯表面所形成的膜也會變得不規整，出現局部過厚的現象。這種包衣缺陷叫粘結。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；治標的方法可以通過控制噴霧時間（噴霧量）、干燥時間和滾筒轉速三者關系以克服。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。這不僅是因為增加了包衣液與片芯的接觸面積，而且當毛細孔中的膜干燥后，會像“根”一樣將薄膜衣牢牢地固定在片芯表面。圖2-d是鋪展潤濕示意圖，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，鋪展潤濕對于包衣來說是很有利的，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、國內包衣機操作參數對包衣質量的影響

▍影響霧滴產生和形成的因素

對霧滴產生、形成有影響的為噴槍的設計，液/氣壓力所產生的霧化壓力、流速、噴嘴孔徑和幾何形狀、蠕動泵的定量參數、滾筒壓力及包衣液的物理性質。噴槍的設計影響著霧化分散度、霧化均勻度。液/氣壓力影響著包衣液流經噴嘴時的流速、流量，而流速的高低將使包衣液粒徑發生變化。任何溶液，在外界動能作用下，在單位時間內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，管端液滴質量增加，并克服表面張力，出現滴下現象，當管端流量增大時，形成液柱，這種狀態稱為平滑流。柱端部發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，當達到一定程度時，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叫遷移流；當壓力增加流速再增大時，液柱端部即呈波狀流；若繼續加大流速，即發生噴霧流。在實際應用中，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je來表示霧化程度。

 為了得到良好的霧滴，在設計使用之初應當選擇與包衣液相適合的噴槍及噴霧壓力。這時在使用中調節蠕動泵噴霧速度和噴霧量與片芯及干燥參數相匹配。同時在設備中當包衣液溫度過低時蠕動泵須停機。

▍霧滴移動過程的影響因素

對霧滴移動過程有影響的參數為：霧化壓力、包衣液本身的物理性質和噴槍相對于片床的位置及距離，噴槍在包衣滾筒內的位置，一般對著滾筒下方或內壁的某一位置。在移動過程中因黏度、距離不同，聚結和蒸發影響霧滴粒徑的大小。工程實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控制相應機構做調節，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。

▍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的前提條件下，調整滾筒轉速，既保證片芯有效地翻動，又使片芯不會因為過速移動飛出片床或造成碎片。進風溫度、濕度、進風量，進風量保證干燥過程中所需空氣流通，使水分及時從滾筒內排出，并且通常設定排風量大于進風量，使滾筒內呈負壓。

操作中包衣溶液的霧化程度直接影響外觀質量，噴液的霧化效果直接由霧化壓力以及霧化系統決定。霧化開始時，霧化速度和干燥熱風溫度的控制原則為：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，則會使包衣滾筒內濕度過高，很快出現片芯的粘連現象。此外，滾筒的轉速與包衣操作之間的關系：轉速低，衣膜附著力強；轉速高，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，很有可能會出現粘片現象。

3、結語

綜上所述，要了解并根據包衣液、片芯物理性質、包衣環境的物理參數和設備設計制造后可控參數處理，優化影響包衣質量的條件，根據相互制約關系設置好設備運行參數。