Современное промышленное производство таблеток

Метод влажного гранулирования включает следующие операции:

1) смешивание порошков;

2) увлажнение порошков  раствором связывающих веществ  и перемешивание;

3) гранулирование влажной  массы;

4) сушка влажных гранул;

5) обработка сухих гранул.

Для смешивания и увлажнения порошкообразных веществ применяют смесители с вращающимися лопастями; шнековые смесители; барабанные смесители. [11]

Процесс «гранулирования» влажной массы производится на грануляторах, в которых материал протирается через перфорированную сетку (влажная масса – 2-5 мм,  сухая – 1-3 мм). [11]

Гранулятор (с использованием шнеков)

В рабочую камеру (1), через загрузочную воронку подается влажный материал, подлежащий гранулированию. В камере на двух параллельных валах (2) установлены шнеки (3), снабженные продольными стержнями (4) и лопастными колесами (5), смонтированными на противоположных концах валов. Шнеки перемещают и протирают материал через перфорированную пластину, образующую дно рабочей камеры .[11]

 

Рис.3 Гранулятор

1-камера;2-валы;3-шнеки;4-продольные  стержни;5-лопостные колеса.

 

Высушивание и обработка гранул

Гранулы высыпают тонким слоем на поддонах и сушат при комнатной температуре, чаще при температуре 30-40 С° в сушильных шкафах или сушильных помещениях. [11]

Остаточная влажность гранул не более 2%

Сушилка с псевдоожиженным слоем типа СП-30

Принцип работы сушилки СП-30

Поток воздуха, всасываемый вентилятором(4) в верхнюю часть каркаса, нагревается в калорифере (6) до заданной температуры, очищается в фильтре (7) и попадает непосредственно в сушильную камеру, где проходит через резервуар с продуктом снизу вверх, псевдоожижая слой продукта. Далее увлажненный воздух проходит через рукавный фильтр (3), очищается от мелких частиц продукта и выбрасывается в атмосферу.[2]

Высушенные гранулы перед прессованием должны иметь некоторую влажность, называемую остаточной.

Остаточная влажность для каждого таблетируемого препарата индивидуальна и должна быть оптимальной, т.е. такой, при которой процесс прессования протекает наилучшим образом.[2]

Недосушенные гранулы прилипают к пуансонам, неравномерно заполняют матрицу и требуют повышенного количества антифрикционных веществ.

Пересушенные гранулы трудно прессуются, и таблетки могут иметь нарушенные края.[2]

 

Рис.4 Сушилка СП-30

1-тележка резервуара;2-ворошители;3- рукавный фильтр;4 – вентилятор;5-электродвигатель;6 –калорифер;7 – фильтр.

Сушилка-гранулятор FL-B серии

Предназначена для сухого смешивания порошков в емкости, впрыскивания связующей жидкости через форсунки, последующего гранулирования и сушки многокомпонентных таблетируемых смесей в кипящем слое.

Поток воздуха, предварительно очищенный и подогретый до заданной температуры, проходя через слой сухой таблетсмеси, находящейся в выдвижной емкости с сетчатым дном, поддерживает порошок в виде кипящего слоя, активно смешивает его. [11]

Последующие технологические операции заключаются в подаче в аппарат гранулирующей жидкости, благодаря которой порошок превращается в гранулы и дальнейшей их сушки, в течение которой гранулы отвердевают.

Все технологические операции происходят в одном аппарате непрерывно, в результате чего получают идеально сформированные пористые гранулы. 
В установку входят теплообменник, воздуховод, вентилятор, фильтр и сам гранулятор.[11]

 

Влажная     грануляция в вертикальных грануляторах

Рис.5 Гранулятор вертикальный

1 –  цилиндр с отверстиями;2- протирающие лопасти;3-электродвигатель;4 – коническая передача;5- приемник  гранул.

Гранулят на выходе из вертикальных грануляторов компактен, с хорошей сыпучестью, поскольку при грануляции происходит механическое уплотнение продукта. В установках, в которых реализован способ «весь процесс в одном котле» рабочая емкость (котел) выполняется с двойной стенкой и может быть соединена с системой удаления растворителя. Дополнительная подача газа через форсунки у лопастей ротора существенно ускоряет сушку частиц.[2]

При влажном гранулировании порошок загружается в вертикальный гранулятор, а затем увлажняется или опыляется раствором связывающего вещества. Z-образные лопасти ротора обеспечивают интенсивное перемешивание порошка и, при добавке растворов связующих веществ – быстрое образование гранул с высокой плотностью. Измельчитель на боковой стенке емкости предотвращает образование крупных агломератов. .[2]

Современные тенденции: совмещение нескольких операций (например,

смешение+гранулирование или смешение+гранулирование+сушка)

Высокоскоростной смеситель-гранулятор - герметичная полированная емкость с закругленным дном. [11]

В емкости имеются две мешалки:

одна - центральный скребок (3), приводимый в действие через центральный вал (14), предназначена для придания материалу движения;

другая (10) -для разрушения частиц неправильной формы.

Обе мешалки работают с регулируемой частотой вращения, которая у второй мешалки примерно в 10 раз выше, чем у первой. [11]

 В аппарате осуществляется  смешивание и гранулирование.

Смешивание в основном обеспечивается за счет энергичного принудительного кругового перемешивания частиц и сталкивания их друг с другом.

При влажном гранулировании к предварительно смешиваемому порошку в смеситель (9) подается гранулирующая жидкость и в зависимости от состава смесь перемешивается еще 3—10 мин[11]

 

 

 

Рис 6. Высокоскоростной смеситель-гранулятор

1 - картер привода; 2 - гомогенизатор; 3 - вращающийся скребок; 4 - водяная  рубашка; 5 - ось крышки; 6 - выпускные  клапаны; 7 - крышка; 8 - система блокировки  крышки; 9 - корпус; 10 - мешалка; 11 - разгрузочный  клапан; 12 - узел наклона резервуара: 13 - привод; 14 - центральный вал .

Принцип работы смесителя-гранулятора

• Гранулирующая жидкость поступает по патрубку (4) и растекается по поверхности ротора (2).

• Сыпучий компонент по патрубку (5) попадает на слой жидкого компонента и под действием центробежных сил внедряется в него. Возможна подача нескольких сыпучих и жидких компонентов. В этом случае патрубки для подачи сыпучих материалов располагаются по окружности для лучшего распределения компонентов в смеси.

• Готовая смесь, дойдя до конуса (3), под действием центробежных сил протекает через отверстия, диспергируется и захватывается потоком воздуха, поступающего по патрубкам (9).

• Полученные гранулы оседают в конической части конуса, а воздух через сетку (7) удаляется из аппарата.

     Размер гранул  зависит от режима работы ротора, напора воздуха и геометрии  перфорации конуса.[11]

 

 

Рис 7.Центробежный смеситель-гранулятор имеет корпус (1),

ротор (2), с отбортованным перфорированным усеченным конусом (3), патрубки ввода компонентов (4) и (5), накопитель готового продукта (6),

сетку (7), защищенную экраном (8) для предотвращения ее забивания гранулами, патрубки (9) для ввода воздуха.

4.3Структрная грануляция.

Структурная грануляция - характерное воздействие на увлажненный

материал, приводящее к образованию округлых, при соблюдении

определенных условий - однородных гранул. [7]

 

Способы структурной грануляции:

 

• грануляция в дражировочном котле

•  грануляция распылительным высушиванием 

•  гранулирование в псевдоожиженном слое[7]

   

4.3.1Грануляция дражировочном котле.

     Смесь порошков  загружают в дражировочный котел, увлажняют раствором связывающего  вещества через форсунку  при  вращении котла со скоростью 30 об/мин. Частицы порошков слипаются  между собой, высушиваются теплым  воздухом и в результате трения  приобретают приблизительно одинаковую  форму. К высушиваемому грануляту  добавляют скользящие вещества.[11]

Рис.8Дражировочная машина состоит:

-  станины    (1)

-  редуктора (2)

-  котла         (3)

Внутри станины на шарнирах укреплена плита, на которой смонтирован электродвигатель

4.3.2Грануляция распылительным высушиванием

• Готовят раствор или суспензию из ВВ и увлажнителя, подают их через форсунки в камеру распылительной сушилки (t=150 °С). Частицы быстро теряют влагу и образуют всего за несколько секунд пористые сферические гранулы.

• Полученные гранулы смешивают с ЛВ, если необходимо, добавляют ВВ, не введенные в состав суспензии. Гранулы имеют хорошую сыпучесть и прессуемость, поэтому таблетки, полученные из такого гранулята, обладают высокой прочностью и прессуются при низких давлениях.  

Грануляцию распылительным высушиванием целесообразно использовать в случаях нежелательного длительного контактирования гранулируемого продукта с воздухом, непосредственно из раствора (например, в производстве антибиотиков, ферментов, продуктов из сырья животного и  растительного происхождения).[11]

4.3.3Грануляция в псевдоожиженном слое

1. Образование и рост гранул в псевдоожиженном слое происходит за счет двух физических процессов: комкования при смачивании и слипания с последующей агломерацией.

2. Обрабатываемый материал и образующийся гранулят непрерывно находятся в движении.

3. Все процессы протекают в одном аппарате:

• смешивание компонентов,

• увлажнение смеси раствором склеивающего в-ва,

• грануляция,

• сушка гранулята

• внесение опудривающих веществ[11]

 

Грануляция в псевдоожиженном слое осуществляется двумя способами:

1. Способ 

Распылением р-ра, содержащего ВВ и ЛВ в псевдоожиженной системе

      Гранулы  образуются при нанесении гранулирующего  р-ра или суспензии на поверхность  первоначально введенных в колонну  ядер (ядром может быть ЛВ или  индифферентное вещество, например  сахар). Этот способ представляет  собой распыление гранулирующего  р-ра в псевдоожиженную систему  из первоначально введенных в  колонну ядер, являющихся искусственными  «зародышами» будущих гранул.[11]

2. Способ 

Гранулированием порошкообразных в-в с использованием псевдоожижения

Непосредственная грануляция порошков в кипящем слое.

• Процесс гранулирования в псевдоожиженном слое происходит одновременно с сушкой получаемых гранул горячим воздухом.

• Качество гранул и их фракционный состав зависят от многих факторов, основными из которых являются скорость ожижижающего газа, состав и скорость подачи гранулирующей жидкости, температура в слое.[11]

Сушилка-гранулятор типа СГ-30

Аппарат работает в автоматическом режиме.

Обеспечивается последовательность и продолжительность операций, а также цикличность и длительность процесса встряхивания фильтров и синхронность с ним работы заслонки.

По окончании всего цикла гранулирования автоматически выключается вентилятор и прекращается подача пара в калориферную установку. Опускается продуктовый резервуар.

Тележку вместе с резервуаром выкатывают, из сушилки, гранулят поступает на таблетирование. [11]

Применение установок типа СГ дает ряд преимуществ: сокращение производственного цикла, в большинстве случаев он длится 25-45 мин (вместо 11 — 30 ч); уменьшение количества применяемого оборудования (с 5 до 2 видов) и соответственно сокращение производственных площадей почти на 50%; снижение трудоемкости процесса, так как отпадает ряд ручных производственных операций. [11]

Гранулят, полученный гранулированием в псевдоожиженном слое отличается рядом преимуществ от гранулята, полученного путем механического гранулирования с увлажнением:

1. гранулы имеют более округлую форму,

2. обладают лучшей сыпучестью,

3. сбалансированный фракционный состав.

Данный способ гранулирования является выгодным в процессе промышленного производства

• позволяет проводить весь процесс в одном аппарате,

• экономить производственные площади;

• является менее трудоемким;

• является закрытым аппаратом, что соответствует современным требования к производству. [11]

 

Принцип работы аппарата СГ-30

     Резервуар (3) имеет  форму усеченного конуса, переходящего  в распылитель (4), соединяющийся  с фильтрами (5). Резервуар с исходными  компонентами на тележке (1) закатывается  в аппарат, поднимается пневмоцилиндром (2). Поток воздуха всасывается  вентилятором (8), приводимым в действие  электродвигателем (7), очищается в  воздушных фильтрах (12), нагревается  до заданной Т в калориферной  установке (16) и проходит снизу  вверх через воздухораспределительную  решетку. Продукт — перемешивается. Затем в псевдоожиженный слой  из емкости (14) дозирующим насосом (13) подается через форсунку гранулирующая  жидкость и происходит гранулирование  таблеточной смеси. Сжатый воздух, подается к пневматической форсунке  по системе распыления гранулирующей  жидкости (15). Встряхивающее устройство (6) соединено с устройством, перекрывающим  заслонки (10). При встряхивании фильтров  заслонка перекрывает доступ  псевдоожижающего воздуха к вентилятору, прекращая псевдоожижение продукта. Путем встряхивания фильтры очищают  от продукта, находящегося в виде  пыли, который затем гранулируется. В выходной части вентилятора  размещен шибер (9) с ручным механизмом  управления, регулирует расход псевдоожижающего  воздуха. Через определенный промежуток  времени отключается система  распыления и начинается сушка  гранулята.[11]