Основные принципы масштабирования процессов сухой грануляции (уплотнения роликов)

Сухая грануляция (уплотнение роликов) - это процесс, который непосредственно сжимает порошкообразные материалы в гранулы посредством механического давления без добавления жидких связующих средств и не полагаясь на нагрев и сушку. Простой, энергосберегающий и экологически чистый метод грануляции постепенно продвигался в фармацевтическом производстве, особенно для материалов, которые чувствительны к влажности и температуре. Препараты и цвета не будут мигрировать и могут быть производиться непрерывно.

1. Процесс поток

1.1 Передача материала (система кормления винта)

Оборудование: винт -кормление выталкивает предварительно смешанный порошок равномерно к зазору между роликами через вращение винта для обеспечения непрерывного подачи.

Ключевые параметры: скорость подачи должна соответствовать скорости роликов (например, 10-50 об / мин), чтобы избежать недостаточного кормления или накопления. Если материал подвержен агломерации, необходимо предварительно переназначена помощь в потоке (например, 0,1-0,5% кремниевого диоксида).

1.2 Экструзия высокого давления (нажапиющее колесо с противодействием)

Роллер: поверхность может быть выселена карбидом (например, карбид вольфрама) для повышения устойчивости к износу. Некоторые ролики разработаны с помощью канавок или узоров для повышения способности материала. Диапазон регулировки калирового зазора составляет 0,1-3 мм, что непосредственно влияет на плотность компакта.

Сжатие: порошок подвергается пластической деформации или хрупкому перелому при высоком давлении, чтобы сформировать плотный компакт (плотность может достигать 1,2-1,8 г/см3;). Диапазон давления, как правило, составляет 20-100 МПа, и температура ролика должна контролироваться для термочувствительных лекарств (таких как <40 ℃).

1.3 Compact Crushling and Screning

Метод дробления: дробилка молотка (удаление удара), подходящая для хрупких материалов с острыми краями частиц. Роликовая дробилка (раздавливание сдвига), подходящая для процессов с более высокими требованиями к округлости частиц, но стоимость оборудования выше.

Управление скринингом: размер целевой частицы обычно выбирает 20-80 сетку, а доля тонкого порошка должна быть <15%, чтобы избежать стратификации таблеток.

2. Требования к материалам

Метод уплотнения ролика требует, чтобы порошковой материал имел хорошую сжимаемость (вторичное сжатие). Вторичная сжимаемость относится к способности порошка образовывать стабильные частицы посредством вторичного сжатия после первого сжатия. Как правило, индекс сжимаемости (CI) материала составляет> 0,8 (например, микрокристаллическая целлюлоза и лактоза). Сжатие можно улучшить, добавив пластиковые наполнения, такие как микрокристаллическая целлюлоза, прегелатинизированный крахмал или путем оптимизации распределения частиц по размерам. Кроме того, смазки, как правило, необходимы для уменьшения адгезии материала на нажатии.

3

Масштаб процесса сухой грануляции должен следовать принципам «геометрического сходства » и «динамическое сходство », чтобы гарантировать, что поведение сжатия и характеристики частиц небольшого теста согласуются с характеристиками крупномасштабного производства. Контролируемый масштаб достигается за счет масштабирования параметров клавиши '.

3.1 Принцип пакетного масштаба

3.1.1 Формула масштабирования пакетного масштаба

Q = π × D × W × T × R × N × (60/1000) (кг/ч)

D: диаметр ролика (см), W: ширина ролика (см), T: Компактная (лист) толщина (см), R: компактная плотность (г/см3;, измерено с помощью небольшого теста), n: скорость ролика (R/мин)

Значение формулы: выходной Q пропорционален площади поверхности ролика πdw, компактным объемом (область T ×) и скорости (n).

3.1.2 Стратегия масштабирования

Поддерживать постоянные параметры: компактная толщина (t), чтобы избежать изменений плотности, вызванных различиями в времени сжатия; Скорость ролика (n) для поддержания одинаковых скоростей сдвига, чтобы предотвратить прилипку материала к ролику или чрезмерное нагревание.

Параметры корректировки увеличения: диаметр ролика (D) и ширина (W), увеличение пропорционально для непосредственного увеличения производственной мощности.

3.1.3 Процесс расчета партийного масштаба

Расчет плотности сжатых таблеток на основе данных оборудования в масштабе.		D: Диаметр прессового колеса, CM W: Ширина нажащающего колеса, CM Т: Толщина листа, см. R: плотность листа, G/CM1: N: скорость прессования колеса, Rmin Q: Вывод, KGH
Используя рассчитанную плотность, рассчитайте выходной сигнал большей машины		D: Диаметр большого пакетного ролика W: Ширина большого пакетного ролика T: толщина маленького партийного листа R: рассчитанная плотность листа N: скорость маленького партийного ролика
Примечание.

3.2 Принцип поддержания последовательной плотности

Во время процесса сухой грануляции (уплотнения роликов) плотность сжатых хлопьев (тонкие листы) остается последовательной. Контролируя взаимосвязь между давлением сжатия ', временем пребывания и потоком материала ', плотность уплотненного продукта после масштабирования обеспечивается согласованной с плотностью пилотного теста (разница в плотности <5%).

3.2.1. Скалы процесса на основе линейного давления (PLI)

Принцип: плотность сжатия определяется давлением, приложенным колесом сжатия на единицу ширины. Давление количественно определяется по фунтам на линейный дюйм, (PLI) или кн/см, чтобы гарантировать, что давление на ширину единицы остается неизменным после масштабирования.

Формула расчета:

Шаги:

Измерение пилотных тестов: оптимизировать и записать линейное давление (например, 5-15 кН/см) для достижения целевой плотности на пилотном испытательном оборудовании.

Расчет масштабирования: если ширина большого производственного ролика в рамках пилотного теста (например, k = 3), общее давление должно быть увеличено до k × общее давление пилотного теста.

Пример: ширина пилотного тестового ролика составляет 10 см, общее давление составляет 50 кН → линейное давление = 5 кН/см.

После масштабирования ширина ролика составляет 30 см → общее давление должно быть увеличено до 150 кН.

3.2.2. Поддерживайте ту же скорость капищной линии

Принцип: скорость катания линии (v) является линейной скоростью поверхности ролика, которая непосредственно влияет на время пребывания материала в области высокого давления.

Формула: v = π> d> (см/мин)

Шаги внедрения:

Параметры теста пилота: запишите диаметр D (небольшой) и скорость вращения n (небольшой) пилотного тестового ролика и вычислить линейную скорость V (малая).

Регулировка увеличения: диаметр большого производственного ролика составляет d (большой), поэтому скорость необходимо отрегулировать до n (большой) = v (маленький) / (πd (большой))

Пример:

Небольшой тест: D (маленький) = 10 см, n (малый) = 20 об/мин → V (малый) = 628,3 см/мин.

После увеличения d (большой) = 30 см, затем n (большой) = 628,3/(3,14 × 30) = 6,67 р/мин.

3.2.2. Отрегулируйте скорость кормления, чтобы контролировать толщину сжатия

Принцип: толщина сжатия t определяется скоростью кормления Q и линейной линейной скоростью V:

Q = v порядка

Шаги внедрения:

Пилотный тест -этаж: определите скорость подачи пилота Q, небольшая соответствующая толщина сжатия t.

Регулировка масштабирования: ширина большого производственного ролика, w (большой) = k порядк (небольшой), необходимо отрегулировать скорость подачи на: q (большой) = k порядк (маленький)

3.3 Оптимизация других параметров

3.3.1 Оптимизация скорости подачи порошка

Система кормления (винтовой фидер) должна быть масштабирована синхронно, чтобы убедиться, что количество подачи соответствует скорости увеличения площади поверхности ролика. Когда подача недостаточно, компактная плотность низкая, а частицы свободны. Когда подача чрезмерная, материал накапливается, и ролик блокируется.

3.3.2 Оптимизация смазки

После масштабирования площадь поверхности ролика увеличивается, и соотношение смазки должно быть надлежащим образом увеличено (например, увеличение стеарата магния с 1% до 1,2-1,5%), чтобы предотвратить прилипание роликов.

3.3.3 Управление теплом сжатия

Площадь поверхности ролика большого оборудования больше, а накопление тепла трения является более значительным. Необходимо контролировать температуру роликов (например, <50 ℃) и добавить систему охлаждения, если это необходимо.

3.3.4 Мониторинг качества частиц

После масштабирования необходимо проверить, соответствуют ли характеристики частиц (распределение частиц по размерам, объемная плотность, текучесть), и при необходимости при необходимости регулируют параметры дробления и скрининга.