对于固体制剂而言，粉末混合是最为常见的操作。本文将简单介绍粉末在混合设备中运动形态与过程。

混合设备多种多样，对于制药行业而言，最为常用的混合设备是回转式混合桶，同时也存在不同形状的混合桶（例如圆桶、双锥、方锥等）和回转模式（二维、三维）。

混合开始前，需要将物料加入混合桶中，密封混合桶。实际上，物料的加入顺序可能对物料的混合过程产生一定影响。加料的顺序影响初始的物料接触方式，进而影响粉末的运动方式。

物料加入完成后，设备开始绕轴旋转。随着混合设备的持续运转，粒子持续受到来自于设备提供的机械力、自身的重力和其他颗粒的压力或剪切力，伴随粉体的膨胀，粒子在混合桶中的运动，粒子的相对位置重新分布，并最终达到符合要求的混合程度。很显然越容易在发生运动的粒子更容易实现混合，这通常与粒径大小、形状、表面性质有重要关系。

虽然混合设备多种多样，但就混合的基本过程而言，其都是处于混合桶中的混合粉末在桶壁作用力和自身重力的作用下发生运动而实现混合。图1（上）以圆柱形桶混合桶为例，描述了混合桶中粉末的最为重要的宏观运动轨迹。

首先，混合桶旋转，由于桶壁对粉末的作用力和粉末之间的作用力，处于水平的粉末跟随混合桶旋转形成坡面；当粉末逐渐上升，重力大小足以克服粉末之间的摩擦力时，粉末将沿着坡面向下运动。由于粉末之间的相互作用力，这些粉末可能是成团运动，在向下运动过程中伴随与粉末表面的碰撞和摩擦，运动的粉末团会进一步分散，粉末可能随机地停留在坡面或与在坡面底部桶壁发生碰撞而分散。随着运动的持续，后续的粉末不断从坡面高处跌落，混合程度不断提高（图1下）。

很显然，这个坡面的运动过程才是混合的关键，如果坡面足够长，重力加速时间足够，颗粒的运动速度较高，则颗粒之间碰撞等越剧烈，混合效率越高。在实践中一些小型设备中的容易出现的混合问题，在批量放大后，采用更大尺寸的设备时问题便得到了解决。如果混合桶中的粉末装填量过大，那么运动坡面过小，则混合效率较低；如果混合桶中粉末装填量过小，粉末的重力过小不能使粉末与桶壁产生足够的摩擦力而带动粉末的整体运动，粉体也无法形成坡面，则混合过程无法实现。如果混合粉末相互作用力太强，粉末形成较大的团块滚落，滚落过程中的摩擦和碰撞无法分散团块，很显然难以达到满意的混合效果，这种情况下一些额外的分散团块的设备或操作使提供混合效率的必然选择。

图1制药粉末混合过程中粉末流动实际照片（上）和模拟图（下）