건조 과립 (롤러 압축)은 액체 결합제를 첨가하거나 가열 및 건조에 의존하지 않고 기계적 압력을 통해 분말 물질을 과립으로 직접 압축하는 과정입니다. 간단하고 에너지 절약 및 환경 친화적 인 과립 화 방법은 제약 생산에서 특히 습도 및 온도에 민감한 재료의 경우 점차 촉진되었습니다. 약물과 색상은 마이그레이션되지 않으며 지속적으로 생산할 수 있습니다.
1. 프로세스 흐름
1.1 재료 운송 (나사 공급 시스템)
장비 : 스크류 피더는 프리믹 한 파우더를 나사 회전을 통해 롤러 사이의 간격으로 골고루 밀어 연속 공급을 보장합니다.
주요 매개 변수 : 공급 속도가 불충분 한 공급 또는 축적을 피하려면 롤러 속도 (예 : 10-50 rpm)와 일치해야합니다. 물질이 응집이 발생하기 쉬운 경우 유량 보조제 (예 : 0.1-0.5% 이산화 실리콘)를 사전 혼합해야합니다.
1.2 고압 압출 (카운터 회전 프레스 휠)
롤러 : 표면은 내마모성을 향상시키기 위해 탄화물 (예 : 텅스텐 카바이드)으로 도금 될 수 있습니다. 일부 롤러는 그루브 또는 패턴으로 설계되어 재료 그립 능력을 향상시킵니다. 롤러 갭 조정 범위는 0.1-3 mm이며 소형 밀도에 직접적인 영향을 미칩니다.
압축 : 분말은 고압에서 플라스틱 변형 또는 부서지기 쉬운 골절을 겪고 밀도가 높은 소형을 형성합니다 (밀도는 1.2-1.8 g/cm³)에 도달 할 수 있습니다). 압력 범위는 일반적으로 20-100 MPa이며, 열 감시 약물에 대해 롤러 온도를 제어해야합니다 (예 : <40 ℃).
1.3 소형 분쇄 및 스크리닝
분쇄 방법 : 해머 크러셔 (충격 분쇄), 날카로운 입자 가장자리가있는 취성 재료에 적합합니다. 롤러 크러셔 (전단 분쇄), 입자 둥근에 대한 요구 사항이 높은 공정에 적합하지만 장비 비용은 더 높습니다.
스크리닝 제어 : 대상 입자 크기는 일반적으로 20-80 메쉬 스크린을 선택하고 정제 계층화를 피하려면 미세 분말의 비율이 <15%이어야합니다.
2. 재료에 대한 요구 사항
롤러 압축 방법은 분말 재료가 우수한 압축성 (2 차 압축)을 갖도록 요구합니다. 2 차 압축성은 첫 번째 압축 후 2 차 압축을 통해 안정적인 입자를 형성하는 분말의 능력을 지칭한다. 일반적으로, 물질의 압축성 지수 (CI)는> 0.8 (예 : 미세 결정질 셀룰로오스 및 유당)이다. 미세 결정질 셀룰로오스, 프리 겔 라틴 화 된 전분과 같은 플라스틱 부형제를 첨가하거나 입자 크기 분포를 최적화함으로써 압축성이 개선 될 수있다. 또한, 윤활제는 일반적으로 프레스 휠에서 재료의 접착력을 줄이기 위해 필요합니다.
3. 프로세스 스케일 업
건조 과립 공정의 스케일 업은 '기하학적 유사성 '및 '동적 유사성 '의 원리를 따라야하여 소규모 테스트의 압축 거동 및 입자 특성이 대규모 생산의 특성과 일치하도록해야합니다. 제어 가능한 스케일 업은 '키 매개 변수 스케일링 '를 통해 달성됩니다.
3.1 배치 스케일 업의 원리
3.1.1 배치 스케일 업 공식
Q = π × D × W × T × R × N × (60/1000) (kg/h)
D : 롤러 직경 (CM), W : 롤러 너비 (CM), T : 소형 (시트) 두께 (CM), R : 소형 밀도 (g/cm³, 작은 테스트로 측정 됨), N : 롤러 속도 (r/min)
공식 의미 : 출력 Q는 롤러 표면적 πDW, 소형 부피 (t × 면적) 및 속도 (N)에 비례합니다.
3.1.2 스케일 업 전략
일정한 매개 변수 유지 : 압축 시간 차이로 인한 밀도 변화를 피하기 위해 소형 두께 (t); 롤러 속도 (n)는 롤러 또는 과도한 가열에 고착되는 것을 방지하기 위해 유사한 전단 속도를 유지합니다.
확대 조정 매개 변수 : 롤러 직경 (D) 및 폭 (W)은 생산 용량을 직접 증가시키기 위해 비례 적으로 증가합니다.
3.1.3 배치 스케일 업 계산 프로세스
벤치 스케일 장비 데이터를 기반으로 압축 정제의 밀도 계산
D : 프레스 휠의 직경, cm
W : 프레스 휠의 너비, cm
T : 시트의 두께, cm
R : 시트의 밀도, g/cm1 :
N : 프레스 휠의 속도, rmin
Q : 출력, KGH
계산 된 밀도를 사용하여 더 큰 기계의 출력을 계산하십시오.
D : 큰 배치 롤러의 직경
W : 큰 배치 롤러의 폭
T : 작은 배치 시트의 두께
R : 계산 된 시트 밀도
N : 작은 배치 롤러의 속도
참고 : 롤러 압축 출력은 분말 공급 속도와 직접 관련이 있습니다.
3.2 일관된 밀도를 유지하는 원리
건조 과립 (롤러 압축) 과정에서 압축 플레이크 (얇은 시트)의 밀도는 일관성을 유지합니다. '압축 압력, 거주 시간 및 재료 플럭스 '사이의 관계를 제어함으로써, 스케일 업 후 압축 된 생성물의 밀도는 파일럿 시험의 밀도 (밀도 차이 <5%)와 일치하도록한다.
3.2.1 선형 압력 (PLI)을 기반으로 한 프로세스 스케일 업
원리 : 압축 밀도는 단위 폭 당 압축 휠에 의해 가해지는 압력에 의해 결정됩니다. 압력은 선형 인치, (PLI) 또는 kn/cm에 의해 정량화되어 단위 폭 당 압력이 스케일 업 후에 변경되지 않도록합니다.
계산 공식 :
단계 :
파일럿 테스트 측정 : 파일럿 테스트 장비의 목표 밀도를 달성하기 위해 선형 압력 (예 : 5-15 kN/cm)을 최적화하고 기록합니다.
스케일 업 계산 : 대형 생산 롤러의 폭이 파일럿 테스트의 K 배인 경우 (예 : k = 3), 총 압력은 파일럿 테스트의 총 압력으로 k ×까지 확장되어야합니다.
예 : 파일럿 테스트 롤러의 폭은 10cm이고 총 압력은 50 kN → 선형 압력 = 5 kN/cm입니다.
스케일 업 후, 롤러 너비는 30cm → 총 압력을 150 kN으로 증가시켜야합니다.
3.2.2 동일한 롤링 라인 속도를 유지하십시오
원리 : 롤링 라인 속도 (V)는 롤러 표면의 선형 속도로, 고압 면적의 재료의 체류 시간에 직접 영향을 미칩니다.
공식 : v = π⋅d⋅n (cm/min)
구현 단계 :
파일럿 테스트 매개 변수 : 파일럿 테스트 롤러의 직경 D (작은) 및 회전 속도 N (작은)을 기록하고 선형 속도 v (작은)를 계산하십시오.
확대 조정 : 대형 생산 롤러의 직경은 d (큰)이므로 속도를 n (큰) = V (작은) / (πd (large))로 조정해야합니다.
예:
작은 테스트 : d (작은) = 10 cm, n (작은) = 20 r/min → v (작은) = 628.3 cm/min.
확대 후, d (큰) = 30 cm, n (큰) = 628.3/(3.14 × 30) = 6.67 r/min.
3.2.3 공급 속도를 조정하여 압축 두께를 제어합니다.
원리 : 압축 두께 t는 공급 속도 Q 및 롤러 선형 속도 v에 의해 결정됩니다.
q = v⋅w⋅t⋅r (g/min)
구현 단계 :
파일럿 테스트 벤치 마크 : 파일럿 테스트 수유 속도 Q, 작은 해당 압축 두께 t를 결정합니다.
스케일링 조정 : 대형 생산 롤러의 폭 w (large) = k⋅w (작은)는 피드 속도를 다음과 같이 조정해야합니다.
3.3 다른 매개 변수의 최적화
3.3.1 분말 공급 속도 최적화
공급 시스템 (나사 피더)은 공급량이 롤러 표면적의 증가 속도와 일치하도록하기 위해 동기식으로 조정해야합니다. 공급이 충분하지 않으면 소형 밀도가 낮고 입자가 느슨합니다. 피드가 과도하면 재료가 축적되고 롤러가 차단됩니다.
3.3.2 윤활유 최적화
스케일링 후 롤러 표면적이 증가하고 롤러가 고착되는 것을 방지하기 위해 롤러 표면적이 증가하고 윤활유 비율을 적절하게 증가시켜야합니다 (예 : 롤러 스터 링을 방지하기 위해 스티어 레이트 마그네슘 증가와 같은 스테아 레이트 마그네슘 증가와 같은).
3.3.3 압축 열 제어
큰 장비 롤러의 표면적이 더 크고 마찰 열 축적이 더 중요합니다. 롤러 온도 (예 : <50 °)를 모니터링하고 필요한 경우 냉각 시스템을 추가해야합니다.
3.3.4 입자 품질 모니터링
확장 후, 입자 특성 (입자 크기 분포, 벌크 밀도, 유동성)이 파일럿 테스트와 일치하는지 여부를 확인하고 필요한 경우 분쇄 및 스크리닝 매개 변수를 조정해야합니다.