Механическое разделение (ситовое)

В химико-фармацевтической промышленности пре­имущественно используют ситовое разделение. С этой целью применяют механизированные сита, представ­ляющие собой сочетание сеток и специальных меха­низмов, обеспечивающих их движение. По характеру сетки различают сита плетеные, штампованные и ко­лосниковые.

Плетеные сита. Их получают переплетением тонких нитей или проволок. Используют натуральный шелк, синтетические материалы (капрон), специальные сорта нержавеющей стали, латунь, фосфористую бронзу. Плетеные сита малопрочны. Их сетки легко вытягиваются, нити сдви­гаются, в результате чего нарушается первоначаль­ная правильность размеров отверстий. Для повыше­ния прочности проволочные сетки подвергают прессо­ванию под большим давлением, благодаря чему в но местах перекрещивания проволока сминается и за­крепляется. В некоторых случаях тонкую проволоку и шелковые нити подкрепляют более прочной, с более крупными отверстиями металлической сеткой.

Штампованные сита. Это сита, кото­рые представляют собой металлические листы толщи­ной 2—12 мм, с проштампованными (пробивными) отверстиями круглой, овальной или квадратной, фор­мы. Они отличаются прочностью и широко применя­ются в промышленности, однако имеют довольно круп­ные отверстия — не менее 0,3 мм.

Колосниковые сита. Применяются редко, в ос­новном устанавливаются в мельницах, работающих по принципу удара. Они представляют собой соче­тание металлических (чугунных, стальных) пластин (рис. г); отличаются исключительной прочно­стью.

• Конструкция сит

В химико-фармацевтической промышленности ис­пользуют механизированные сита. В зависимости от конструкции механизмов, приводящих в движение рабочую поверхность сита и просеиваемый материал, различают сита качающиеся и вибрационные.

Качающиеся сита (трясунки). Эти механизмы со­вершают принудительное качание сита, которое обес­печивается жесткой связью коленчатого вала, шатун-но-кривошипного или эксцентрикового механизмов с корпусом сита. Сито устанавливается в горизонталь­ном или наклонном положении (7—14°) на роликахдвигающихся по направляющим, иногда они крепятся на шарнирных или кривошипных опорах или же их подвешивают на шарнирных подвесах. Число качаний в минуту составляет от 50 до 400, а амплитуда коле­баний от 5 до 200 мм.

Многоярусные качающиеся сита. Многоярусные си­та имеют несколько сеток, расположенных одна над другой, причем верхняя имеет наибольшие отверстия, а нижняя — наименьшие. Такие сита позволяют раз­делить просеиваемый материал по крупности частиц на отдельные фракции.

Вибрационные сита. При помощи специального механизма (вибратора) вибрационные сита соверша­ют частые колебания с небольшой амплитудой. Числовибраций сита находится в пределах 900—1500 в ми­нуту (иногда до 3600) при амплитуде колебаний от 0,5 до 12 мм. При высокой частоте колебаний сита его отверстия почти не забиваются, так как сортируе­мый материал непрерывно подбрасывается на сетке. Поэтому вибрационные сита пригодны для просеива­ния разнообразных материалов (в том числе влаж­ных), обеспечивают высокую производительность и точность просеивания.

Вибрационное сито. Устройство вибрационного (электромагнитного) многоярусного сита представлено на рис.4. В корпусе (1) размещено сито (3), имею­щее три сетки, расположенные одна над другой, при­чем верхняя имеет наибольшие отверстия, а нижняя наименьшие. Просеиваемый материал из бункера (2) непрерывно подается на рабочую поверхность сита, которая установлена с наклоном, регулируемым в пре­делах 20—40°. Привод сита в движение осуществля­ется посредством электромагнитного генератора коле баний (4), расположенного под его рабочей поверх­ностью. Ситовая ткань и генератор колебаний соеди­нены между собой по форме замыкания через толка­тель, что обеспечивает возбуждение отдельных точек ткани сита. Каждая просеивающая поверхность имеет несколько точек возбуждения. Сито разделяет про­сеиваемый материал по крупности частиц на три фракции (5), (6), (7). Электромагнитное сито в ре­зультате быстрого ускорения ткани обеспечивает вы­сокую производительность и повышенную точность разделения.

Рисунок 4.

СМЕШИВАНИЕ

Смешивание — процесс, при котором несколько раз­дельно находящихся порошкообразных компонентов после тщательного перемешивания и равномерного распределения каждого из них в смешиваемом объеме материала, образуют однородную смесь. Получение однородной смеси очень важно для обеспечения тре­бования о равномерном распределении лекарственных веществ в объеме готовой лекарственной формы.

Осо­бенно возрастают требования к качеству смешивания для препаратов с сильнодействующим веществом, со­держание которого в одной дозе менее 5 мг.

Качественное смешивание порошкообразных ком­понентов в производстве порошков, таблеток и драже представляет собой сложную задачу. Степень и ско­рость смешивания зависят от большого числа пере­менных факторов: физико-химических свойств отдель­ных компонентов (распределение частиц по размерам, форма частиц, характеристика поверхности, насыпная плотность и плотность частиц, содержание влаги, текучесть, коэффициент трения частиц и др.)"> харак­теристики смешивающих устройств (размеры и гео­метрия смесителя, размеры возбудителя, тип и раз­мещение загрузочных и разгрузочных устройств, кон­струкционные материалы и степень их чистоты) и ус­ловий операции смешивания (масса каждого добав­ляемого компонента, отношение объемов смеси и сме­сителя, метод, последовательность, место и скорость добавления компонентов, скорость смешивания.

Смесители

Аппараты, в которых сыпучие материалы смеши­ваются между собой и с жидкостями называют сме­сителями.

Смесители классифицируют: по характеру процесса смешивания (конвективного или диффузионного), кон­структивному признаку (барабанные смесители с вра­щающимся корпусом и червячно-лопастные), способу воздействия на смесь (гравитационные, центробеж­ные), характеру протекающего в них процесса сме­шивания (периодический или непрерывный) и другим признакам.

По характеру протекающего процесса в отечест­венной химико-фармацевтической промышленности наибольшее распространение получили смесители пе­риодического действия, которые в зависимости от типа рабочего органа подразделяются на смесители: с вра­щающимся корпусом, червячно-лопастные, с псевдо­ожижением сыпучего материала, центробежного дей­ствия с вращающимся конусом.

Смесители с вращающимся корпусом. К ним от­носятся барабанные смесители, применяемые для сме­шения сухих порошкообразных материалов. Барабан­ный смеситель (рис. 7.15) представляет собой цилинд­рический корпус (1), вращающийся на опорных ро­ликах (2) со скоростью 6—8 об/мин. Для лучшего смешивания материала на внутренних стенках бараба­на укреплены спиральные перегородки (3), а внутри него — несколько продольных полок (4) с перегород­ками. Барабанный смеситель является аппаратом пе­риодического действия. Загрузка и выгрузка осуществ­ляется с помощью шнека (5), который при загрузке вращается в одном направлении, а при выгрузке.

Смесители
Аппараты, в которых сыпучие материалы смеши­ваются между собой и с жидкостями называют сме­сителями.

Смесители классифицируют: по характеру процесса смешивания (конвективного или диффузионного), кон­структивному признаку (барабанные смесители с вра­щающимся корпусом и червячно-лопастные), способу воздействия на смесь (гравитационные, центробеж­ные), характеру протекающего в них процесса сме­шивания (периодический или непрерывный) и другим признакам.

По характеру протекающего процесса в отечест­венной химико-фармацевтической промышленности наибольшее распространение получили смесители пе­риодического действия, которые в зависимости от типа рабочего органа подразделяются на смесители: с вра­щающимся корпусом, червячно-лопастные, с псевдо­ожижением сыпучего материала, центробежного дей­ствия с вращающимся конусом.

Смесители с вращающимся корпусом. К ним от­носятся барабанные смесители, применяемые для сме­шения сухих порошкообразных материалов. Барабан­ный смеситель (рис.5) представляет собой цилинд­рический корпус (1), вращающийся на опорных ро­ликах (2) со скоростью 6—8 об/мин. Для лучшего смешивания материала на внутренних стенках бараба­на укреплены спиральные перегородки (3), а внутри него — несколько продольных полок (4) с перегород­ками. Барабанный смеситель является аппаратом пе­риодического действия. Загрузка и выгрузка осуществ­ляется с помощью шнека (5), который призагрузке вращается в одном направлении, а при выгрузке в противоположном.

Рисунок 5.

Аппараты с псевдоожижением сыпучего материала. Данные смесители нашли широкое применение в таб­леточном производстве. Они отличаются высокой эф­фективностью и малым временем смешивания, отсутст­вием вращающихся деталей, что обеспечивает высо­кую чистоту получаемого продукта. Кроме смешива­ния, в этих аппаратах выполняется ряд последующих технологических операций процесса приготовления таблеточной массы: гранулирование, сушка, опудри-вание.

Смесители центробежного действия с вращающим­ся конусом. В них достигается качественное смеши­вание сыпучих материалов при относительно неболь­шом расходе энергии, обусловленном малой длитель­ностью смешивания и высокой производительностью единицы объема аппарата.

Гранулирование - процесс превращения порошкообразного материала в частицы (зерна) определенной величины – укрупнение с образованием формы и поверхности.

Назначение: • улучшение сыпучести таблетируемой массы; • предотвращение расслаивания многокомпонентной таблетируемой массы; • предотвращения слипания частиц различной величины и удельной плотности; • обеспечение равномерной скорости поступления таблетируемой массы в матрицу таблеточной машины. Виды грануляции: 1) влажная грануляция – осуществляется продавливанием влажных масс с последующим распылительным или контактным высушиванием; 2) сухая грануляция – размол до определенной величины с предварительным уплотнением (компактированием) или без него; 3) структурная грануляция (грануляциия в псевдоожиженном слое).

Влажная грануляция: порошки, имеющие недостаточную способность к сцеплению между частицами и плохую сыпучесть. Грануляторы (протирочные машины) - механизмы, с помощью которых осуществляется гранулирование протиранием масс через сито.

Рисунок 6.

Гранулятор для влажного гранулирования: 1-цилиндр с отверстиями; 2-протирающие лопасти; 3-электродвигатель; 4-коническая передача; 5-приемник для гранул.

 

Высушивание гранул в сушильных шкафах или сушилках псевдоожиженого слоя. Температура 30-60ºC, время сушки 20-60 мин, остаточная влажность в гранулах не должна превышать 2%.

 

• 1 – воздухозаборное устройство; • 2 - калорифер; • 3 – фильтр; • 4 – тележка; • 5 – продукт; • 6 – резервуар из оргстекла; • 7 – рукавный фильтр со встрях. устройством; • 8 - вентилятор; • 9 - шибер; • 10 – поток воздуха на выходе из сушилки; • 11 – электродвигатель; • 12 – стержневая рамка (снять электростат.эл-во).

Сухая грануляция

Метод сухого гранулирования включает следующие операции: • перемешивании порошка; • компактирование и сжатие в брикеты (плитки) 25-50 мм под высоким давлением в присутствии склеивающих веществ (МЦ, КМЦ, ПЭО); • размол массы в крупный порошок с помощью вальцов или мельницы «Эксцельсиор».

Грануляция размолом используется: • когда увлажненный материал реагирует с материалом при протирке (ЛВ разлагаются в присутствии воды; во время сушки вступают в хим. реакции; подвергаются физическим изменениям). • когда ЛВ обладает хорошей прессуемостью и для него не требуется дополнительного связывания частиц склеивающими веществами. 1 – емкость; 2 – вибросито; 3 – гранулятор; 4 – измельчитель ударного действия; 5 – регулирующее устройство; 6 – валковый пресс 7 – шнек; 8 – смеситель; 9 – трубопровод; 10 – сетка гранулятора; 11 – питатель.

Структурная грануляция - характерное воздействие на увлажненный материал, приводящее к образованию округлых, при соблюдении определенных условий - однородных гранул.

Способы структурной грануляции: 1) грануляция в дражировочном котле: Смесь порошков загружают при вращении котла со скоростью 30 об/мин, и увлажняют через форсунку раствором связывающего вещества. Частицы порошков слипаются между собой, высушиваются теплым воздухом и в результате трения приобретают приблизительно одинаковую форму. В конце процесса к высушиваемому грануляту добавляют скользящие вещества.

2) грануляция распылительным высушиванием: Готовят раствор (суспензию) из смеси ЛВ и ВВ и увлажнителя и подают их через форсунки в камеру распылительной сушилки, при 150 °С. Распыленные частицы быстро теряют влагу и образуют за несколько секунд сферические пористые гранулы, которые смешивают с ЛВ. Такие гранулы имеют хорошую сыпучесть и прессуемость.

3) гранулирование в условиях псевдоожижения. Образование и рост гранул в псевдоожиженном слое происходит за счет двух физических процессов: комкования при смачивании и слипания с последующей агломерацией. Обрабатываемый материал, и образующийся гранулят непрерывно находятся в движении. Все процессы — смешивание, увлажнение, грануляция, сушка и внесение опудривающих веществ — протекают в одном аппарате. Гранулят, полученный в псевдоожиженном слое, имеет ряд преимуществ: более сбалансированный фракционный состав, округлая форма гранул, лучшая сыпучесть.

Таблетирование

Прессование – это процесс образования таблеток из гранулированного или порошкообразного материала под действием давления (25-250 МПа).

Эксцентриковый таблеточный пресс EP-1 (таблетпресс) с одним пуансоном работает в полностью автоматическом режиме. Все компоненты хромированы, изготовлены из нержавеющей стали AISI 316 и из прозрачного акрилового материала (передняя дверца). Устройство таблетпресс работает в полностью автоматическом режиме, способно производить круглые таблетки и таблетки неправильной формы диаметром до 20 мм, имеет регулируемую глубину наполнения (до 15 мм) и настраиваемое сжимающее усилие (до 3 тонн, устройство оборудовано дисплеем, отображающим величину усилия). Максимальная производительность таблетпресса составляет 4000 ударов в час. Технические данные: Скорость пресса варьируется. Максимальный диаметр таблеток 20 мм. Максимальная глубина наполнения 17 мм. Максимальная сила компрессии 3 тонны. Максимальная производительность 40 000 таблеток в час. Вес нетто 135 кг. Длина/ширина/высота пресса (мм): 425/385/640. Длина/ширина/высота дополнительных частей (мм): 550/400/800. Блок питания 230 вольт/50-60 герц. Электрическая нагрузка 2,2 киловольт-ампер. Рис.7.

Рисунок 7.

Прямое прессование - это процесс прессования негранулированных порошков.

Преимущества: • позволяет исключить 4 технологические операции и, таким образом, сократить время производства; • позволяет понизить себестоимость продукта; • исключает разложение лекарственных веществ, возможное при влажном гранулировании под действием влаги и температуры; • снижает побочное действие лекарственных препаратов за счет снижения продуктов разложения; • повышает срок годности таблеток. • Используется для веществ, имеющих изометрическую форму частиц, приблизительно одинакового гранулометрического состава и, как правило, не содержащие большого количества мелких фракций (т. е. частиц размером менее 0,1 мм).

Например, натрия хлорид, калия иодид, бромкамфара и др. Направления обеспечения прямого прессования: • добавление вспомогательных веществ, улучшающих технологические свойства таблетируемого материала; • предварительная направленная кристаллизация лекарственных веществ; • принудительная подача таблетируемого материала из загрузочной воронки в матрицу. Причины брака и способы их устранения • перед прессованием любая таблеточная машина должна быть тщательно выверена и отрегулирована. • затем проводят пробное таблетирование, в результате которого добиваются необходимой массы таблеток, должной прочности и распадаемости, а также устранения внешних изъянов таблеток.