Технологічний процес виробництва таблеток

Під час виготовлення лікарських форм із порошко­вого матеріалу, крім змішування і пресування, проводяться опе­рації здрібнювання, грануляції і таблетування.

Здрібнювання препарату застосовують для досягнення однорід­ності змішування, усунення великих агрегатів у матеріалах, що грудкуються і склеюються, збільшення технологічних і біологіч­них ефектів.

Здрібнювання порошків забезпечує певне збільшення міцнос­ті і кількості контактів між частинками і як наслідок — утворю­ються міцні конгломерати. Використовуючи цю властивість, у ву­гільній промисловості отримують методом обкатування міцні гранули із здрібненого порошку.

Тонке здрібнювання лікарських порошків, незважаючи на можливі переваги біодоступності, не знайшло, за винятком окре­мих випадків, широкого застосування в технології виробництва твердих лікарських форм. Це обумовлено тим, що кристал являє собою жорстко сформовану структуру з мінімальною вільною і значною внутрішньою енергією. Тому його руйнація потребує значних зовнішніх зусиль. У системі кристалів одночасно зі здрі­бнюванням посилюється тертя, яке зменшує прикладене зовніш­нє навантаження до величин, здатних спричинити тільки еласти­чну або незначну пластичну деформацію. Тому ефективність здрібнювання, особливо в кристалічних речовинах із високою те­мпературою плавлення, швидко падає.

Для збільшення пластичної деформації у здрібнений порошок уводять деяку кількість рідкої фази.

Збільшення вільної енергії кристалів при здрібнюванні може служити причиною механохімічної деструкції препаратів і змен­шення їхньої стабільності під час зберігання.

Здрібнювання високопластичних матеріалів із низькими тем­пературами плавлення, таких як ковзні і змащувальні речовини, може забезпечити значне збільшення їх ефективності при виго­товленні таблеток.

Деякі м'які конгломерати порошків можуть бути усунуті їх просіюванням або протиранням крізь перфоровані пластини або сита з певним розміром отворів. В інших випадках просіювання є невід'ємною частиною здрібнювання для одержання суміші з пев­ним гранулометричним складом.

Здрібнювання застосовується також для переробки неконди­ційних гранул і таблеток.

Для здійснення здрібнювання порошків і гранул запропонова­но багато апаратів з різними робочими органами. Часто подріб-

нювальні агрегати входять до комплексу обладнання для обробки вихідних субстанцій і кінцевої продукції — гранул (гранулятори, змішувачі-гранулятори, класифікатори та ін.).

У зв'язку з невеликими кількостями подрібнюваних матеріа­лів на заводах для цих цілей, зокрема, для здрібнювання некон­диційних гранул, використовують гранулятори, кульові і молот­кові млини, мікромлини та ін.

Вибір оптимальної технологічної схеми виробництва таблеток залежить від фізико-хімічних і технологічних властивостей лі­карських речовин, їх кількості у складі таблетки, стійкості до дії чинників зовнішнього середовища тощо.

На сьогодні відомо два основні методи одержання таблеток: прямим пресуванням речовин і через гранулювання.

14.6.1. ПРЯМЕ ПРЕСУВАННЯ

Метод прямого пресування має деякі переваги. Він дозволяє досягти високої продуктивності праці, значно скороти­ти час технологічного циклу за рахунок ліквідації деяких опера­цій і стадій, виключити використання декількох позицій облад­нання, зменшити виробничі площі, знизити енерго- і працезатрати. Пряме пресування дає можливість одержати таблетки з волого-, термолабільних і несумісних речовин. Нині за цим методом одер­жують менше 20 найменувань таблеток. Це пояснюється тим, що більшість лікарських речовин не мають властивостей, які забез­печують безпосереднє їх пресування. До цих властивостей нале­жать: ізодіаметрична форма кристалів, добра сипкість (плинність) і спресовуваність, низька адгезійна здатність до прес-інструмента таблеткової машини.

Пряме пресування — це сукупність різних технологічних за­ходів, що дозволяють поліпшити основні технологічні властивос­ті таблетованого матеріалу: сипкість і спресовуваність — і одер­жати з нього таблетки, минаючи стадію грануляції.

На сьогодні таблетування без грануляції здійснюється:

1) із додаванням допоміжних речовин, які поліпшують техно­логічні властивості матеріалу;

2) примусовою подачею таблетованого матеріалу із завантажу­вального бункера таблеткової машини в матрицю;

3) із попередньою спрямованою кристалізацією спресовуваних речовин.

Велике значення для прямого пресування мають розмір, міц­ність частинок, спресовуваність, плинність, вологість та інші вла­стивості речовин. Так, для одержання таблеток натрію хлориду прийнятною є видовжена форма частинок, а кругла форма цієї

речовини майже не піддається пресуванню. Найбільшою плинніс­тю відзначаються крупнодисперсійні порошки з рівноосною фор­мою частинок і малою пористістю — такі, як лактоза, фенілсалі-цилат, гексаметилентетрамін та інші подібні препарати, що входять у цю групу. Тому такі препарати можуть бути спресовані без по­переднього гранулювання. Щонайкраще зарекомендували себе лі­карські порошки з розміром частинок 0,5—1,0 мм, кутом при­родного укосу менше 42°, насипною масою понад 330 кг/м³, пористістю менше 37 %.

Вони складаються з достатньої кількості ізодіаметричних час­тинок приблизно з однаковим фракційним складом і, як правило, не містять великої кількості дрібних фракцій. їх об'єднує здат­ність рівномірно висипатися з лійки під дією власної маси, тобто спроможність довільного об'ємного дозування, а також досить добра спресовуваність.

Однак переважна більшість лікарських речовин не здатна до самовільного дозування через значний (понад 70 %) вміст дріб­них фракцій і нерівномірності поверхні частинок, що спричиняє сильне міжчастинкове тертя. У цих випадках додають допоміжні речовини, які поліпшують властивості плинності і належать до класу ковзних допоміжних речовин.

Таким методом одержують таблетки вітамінів, алкалоїдів, глю­козидів, кислоту ацетилсаліцилову, бромкамфори, фенолфталеїн, сульфадимезин, фенобарбітал, ефедрину гідрохлорид, кислоту ас­корбінову, натрію гідрокарбонат, кальцію лактат, стрептоцид, фенацетин та інші.

Попередня спрямована кристалізація — один із найбільш склад­них способів одержання лікарських речовин, придатних для без­посереднього пресування. Цей спосіб здійснюється двома мето­дами:

1) перекристалізацією готового продукту в необхідному режимі;

2) добором певних умов кристалізації синтезованого продукту.

Застосовуючи ці методи, одержують кристалічну лікарську ре­човину з кристалами досить ізодіаметричної (рівноосної) структу­ри, яка вільно висипається з лійки і внаслідок цього легко підда­ється самовільному об'ємному дозуванню, і це є неодмінною умовою прямого пресування. Даний метод використовується для одержан­ня таблеток кислот ацетилсаліцилової і аскорбінової.

Для підвищення спресовуваності лікарських речовин при пря­мому пресуванні до складу порошкової суміші вводять сухі клей­кі речовини — найчастіше мікрокристалічну целюлозу (МКЦ) або поліетиленоксид (ПЕО). Завдяки своїй здатності вбирати воду і гідратувати окремі шари таблеток, МКЦ сприятливо впливає на процес вивільнення лікарських речовин. 3 МКЦ можна виготови­ти міцні таблетки, які, однак, не завжди добре розпадаються.

Для поліпшення розпадання таблеток із МКЦ рекомендують додавати ультраамілопектин.

При прямому пресуванні показане застосування модифікова­них крохмалів. Останні вступають у хімічну взаємодію з лікар­ськими речовинами, значно впливаючи на їх вивільнення і біоло­гічну активність.

Часто використовують молочний цукор, як засіб, що поліп­шує сипкість порошків, а також гранульований кальцію сульфат, який має добру плинність і забезпечує одержання таблеток із до­статньою механічною міцністю. Застосовують також циклодекст-рин, який сприяє підвищенню механічної міцності таблеток і їх розпадання.

При прямому таблетуванні рекомендована мальтоза як речо­вина, яка забезпечує рівномірну швидкість засипання і має не­значну гігроскопічність. Так само застосовують суміш лактози і зшитого полівінілпіролідону.

Технологія виготовлення таблеток полягає в тому, що лікар­ські препарати ретельно змішують із необхідною кількістю допо­міжних речовин і пресують на таблеткових машинах. Вади цього способу — можливість розшаровування таблетованої маси, зміна дозування під час пресування з незначною кількістю діючих ре­човин і використання високого тиску. Деякі з цих вад зводяться до мінімуму при таблетуванні примусовою подачею речовин, що пресуються, в матрицю. Здійснюють деякі конструктивні заміни деталей машини, тобто вібрацію башмака, поворот матриці на певний кут в процесі пресування, встановлення в завантажуваль­ний бункер зіркоподібних мішалок різних конструкцій, засмок­тування матеріалу в матричний отвір за допомогою вакууму, що створюється сам по собі, або спеціальним сполученням з вакуум-лінією.

Очевидно, найбільш перспективним буде метод примусової по­дачі речовин, що пресуються, на основі вібрації завантажувальних бункерів у поєднанні з прийнятою конструкцією перегрібачів.

Але, незважаючи на досягнуті успіхи в галузі прямого пре­сування, у виробництві таблеток цей метод застосовується для обмеженої кількості лікарських речовин.

14.6.2. ГРАНУЛЮВАННЯ

Гранулювання — цілеспрямоване укрупнення час­тинок, тобто — процес перетворення порошкоподібного матеріалу в зерна певної величини.

Грануляція необхідна для поліпшення сипкості таблетованої маси, яке відбувається внаслідок значного зменшення сумарної поверхні частинок при їх злипанні в гранули і, отже, зменшення

тертя, що виникає між цими частинками під час руху. Розшару­вання багатокомпонентної порошкоподібної суміші відбувається за рахунок різниці в розмірах частинок і значеннях питомої гус­тини лікарських і допоміжних компонентів, що входять у її склад. Таке розшарування можливе при різних вібраціях таблеткової ма­шини або її лійки. Розшарування таблетованої маси — це небез­печний і неприпустимий процес, який спричиняє в деяких випа­дках майже повне виділення компонента з найбільшою питомою густиною із суміші і порушення її дозування. Грануляція запобі­гає цій небезпеці, оскільки в її процесі відбувається злипання частинок різного розміру і питомої густини. Утворений при цьо­му гранулят, за умови одержання гранул однакових розмірів, на­буває досить сталої насипної маси. Важливу роль відіграє також міцність гранул: міцні гранули менше схильні до стирання і ма­ють кращу сипкість.

Існуючі на сьогодні способи грануляції поділяють на такі ос­новні типи: 1) суха грануляція, або гранулювання розмеленням; 2) волога грануляція, або гранулювання продавленням; 3) струк­турна грануляція.

Метод сухого гранулювання. Полягає в перемішуванні порош­ків і їх зволоженні розчинами склеювальних речовин в емальова­них змішувачах з подальшим висушуванням до грудкуватої маси. Потім масу за допомогою вальців або млина «Ексцельсіор» пере­творюють на крупний порошок. Грануляція розмелюванням за­стосовується в тих випадках, коли зволожений матеріал реагує з матеріалом під час протирання. У деяких випадках, якщо лі­карські речовини розкладаються в присутності води, а під час сушіння вступають у хімічні реакції взаємодії або піддаються фізич­ним змінам (плавлення, пом'якшення, зміна кольору) — їх підда­ють брикетуванню. 3 цією метою з порошку пресують брикети на спеціальних брикетованих пресах із матрицями великих розмірів (25—50 мм) під високим тиском. Отримані брикети здрібнюють на вальцях або млині «Ексцельсіор», фракціонують за допомогою сит і пресують на таблеткових машинах таблетки заданої маси і діаметра. Грануляцію брикетуванням можна застосовувати та­кож, коли лікарська речовина має добру здатність до спресову­вання і для неї не потрібне додаткове зв'язування частинок клей­кими речовинами.

Зараз при сухому методі гранулювання до складу таблетованої маси порошків уводять сухі клейкі речовини (наприклад мікро­кристалічну целюлозу, поліетиленоксид), які забезпечують під тиском зчеплення частинок, як гідрофільних, так і гідрофобних речовин.

Метод вологого гранулювання. На виробництві вологе грану­лювання часто проводиться в грануляторах типу 3027 (Маріуполь-

ський ЗТО). Робочий орган апарата складається із шнека і шес­ти міцних стержнів, що дозволяє переміщувати гранульований матеріал в осьовому напрямку. Існує праве і ліве виконання. Про­дуктивність — 150—1000 кг/год. Перспективними є прес-гра-нулятори фірми «ХУТТ» (Німеччина), робочим органом яких є пресувальні вальці у вигляді порожнистих циліндрів із зубцями на поверхні, між якими в стінках розташовані радіальні отвори для продавлювання порошкової маси. Утворюються високоякісні гра­нули однакової сочевицеподібної форми. Грануляція або протиран­ня вологої маси здійснюється для ущільнення порошку та одержан­ня рівномірних зерен — гранул, які мають добру сипкість.

Цьому способу гранулювання піддаються порошки, що мають погану сипкість і недостатню здатність до зчеплення між частин­ками.

В обох випадках у масу додають клейкий розчин, який поліп­шує зчеплення між частинками.

Стадія вологого гранулювання включає такі операції:

1) змішування порошків;

2) зволоження порошків розчином зв'язувальних речовин і перемішування;

3) гранулювання вологої маси;

4) висушування вологих гранул;
5)обробка сухих гранул.

Змішування порошків. Здійснюється з метою досягнення од­норідної маси і рівномірності розподілу діючої речовини таблеток. Для змішування і зволоження порошкоподібних речовин застосо­вують змішувачі різних конструкцій: 1) з обертовими лопатями; 2) шнекові; 3) змішувальні барабани.

При змішуванні порошків необхідно дотримуватися таких правил:

— до великої кількості додавати меншу;

— отруйні та сильнодіючі речовини, які застосовуються в ма­лих кількостях, попередньо просіювати через сито і додавати до маси окремими порціями у вигляді тритурацій, тобто в розведен­ні з наповнювачем у концентрації 1:100;

— забарвлені речовини і речовини з великою питомою масою завантажувати у змішувач в останню чергу;

— легколеткі ефірні масла вводяться в суху гранульовану масу перед пресуванням на стадії обпудрювання, щоб уникнути їх ви­вітрювання.

Практика виробництва таблеток показує, що час, необхідний для змішування простого пропису (дво- і трикомпонентного) у су­хому стані, становить 5—7 хв, для більш складного — до 10—12 хв.

Після змішування сухих порошків у масу окремими порціями додають зволожувач, що необхідно для запобігання її грудкування.

При вологому имішуванні порошків рівномірність їх розподілу значною мірою поліпшується, не спостерігається розподіл части­нок і розшарування маси, поліпшується її пластичність. Перемішу­вання змочених порошків супроводжується деяким ущільненням маси внаслідок витиснення повітря, що дозволяє одержувати щіль­ніші тверді гранули. Час перемішування вологої маси: для простих сумішей 7—10 хв, для складних — 15—20 хв. Оптимальна кіль­кість зволожувача визначається експериментально (виходячи з фі-зико-хімічних властивостей порошків) і зазначається в регламен­ті. Помилка може призвести до браку: якщо зволожувача ввести мало, то гранули після висушування будуть розсипатися, якщо багато — маса буде в'язкою, липкою і погано гранулюватиметься. Маса з оптимальною вологістю являє собою компактну вологу су­міш, яка не прилипає до рук, але розсипається при здавлюванні на окремі грудочки.

Гранулювання вологої маси. Волога маса гранулюється на спеціальних машинах-грануляторах, принцип роботи яких поля­гає в тому, що матеріал протирається лопатями, пружними вали­ками або іншими пристроями через перфорований циліндр або сітку. Гранулятори бувають вертикальні (рис. 14.2) і горизонтальні.

Для забезпечення процесу протирання машина повинна працю­вати на оптимальному режимі без перевантаження так, щоб воло­га маса вільно проходила крізь отвори циліндра або сітки. Якщо

маса досить зволожена і в міру пластична, то вона не заклеює отво­ру і процес проходить без утруднень. Якщо ж маса в'язка і заклеює отвори, машина працює з перевантаженням і необхідно періодич­но виключати мотор, промивати лопаті барабана.

Вибір сит для гранулювання має дуже велике значення. Уста­новлено, що вологу масу необхідно пропускати крізь сито з діаме­тром отворів 3—5 мм.

На сьогодні волога грануляція є основним видом грануляції у виробництві таблеток, однак вона має низку вад:

— тривала дія вологи на лікарські і допоміжні речовини;

— погіршення розпадання (розчинності) таблеток;

— необхідність використання спеціального обладнання;

— тривалість і трудомісткість процесу.

Висушування вологих гранул. Для цього існують різні типи

сушарок:

1) полицеві сушарки з примусовою циркуляцією повітря;

2) сушарки із силікагельною колонкою.

У разі потреби регенерувати рідину, яка міститься в матеріа­лах, що висушуються, використовують сушарки, в яких повітря пропускається через силікагель. При цьому цінні пари адсорбу­ються, а тепле повітря знову використовується для висушування

матеріалу.

Інфрачервоні сушарки. Як термовипромінювач у таких суша­рках використовують спеціальні дзеркальні лампи, ніхромові спі­ралі розжарювання, уміщені у фокусі параболічних відбивачів, металеві і керамічні панельні випромінювачі з електричним, па­ровим або газовим обігрівом.

Сублімаційні сушарки. Останніми роками набув промислового застосування спосіб висушування матеріалів у замороженому ста­ні в умовах глибокого вакууму. Він дістав назву висушування сублімацією, або молекулярного сушіння. Цей спосіб дозволяє збе­регти основні біологічні якості матеріалу, що висушується. При цьому відбувається випарювання твердого тіла без плавлення, ми­наючи рідку фазу.

Сушарки псевдозрідженого шару. 3 відомих конструкцій та­ких сушарок на вітчизняних заводах використовується сушарка СП-30 (рис. 14.3). Застосовуються також сушильні апарати фірм «Мюнстер», «Аероматик» (Швейцарія).

Принцип роботи сушарки СП-30: потік повітря, усмоктувано­го вентилятором у верхню частину каркаса, нагрівається в кало­рифері до заданої температури, очищається у фільтрі і потрапляє безпосередньо в сушильну камеру, де проходить через резервуар із продуктом знизу вгору, псевдозріджуючи шар продукту. Далі зво­ложене повітря проходить через рукавний фільтр, очищається від дрібних частинок продукту і викидається в атмосферу.

Основна перевага таких сушарок — висока продуктивність: час сушіння ма­теріалу в залежності від його фізичних властивостей і форми триває від 20 до 50 хв; вони споживають мало енергії і займають невелику робочу площу.

Висушені гранули перед пресуванням повинні мати незначну вологість, яка на­зивається залишковою.

Залишкова вологість для кожного таблетованого препарату індивідуальна і повинна бути оптимальною, тобто та­кою, при якій процес пресування від­бувається щонайкраще, якість таблеток відповідає вимогам ДФУ, а міцність їх найвища в порівнянні з таблетками, одер­жаними з гранул цього ж самого препа­рату з іншим ступенем вологості.

Недосушені гранули прилипають до пуансонів, нерівномірно заповнюють ма­трицю і вимагають підвищеної кількості антифрикційних речовин. Пересушені гранули важко пресуються і таблетки можуть утворюватися з пошкодженими краями.

Обробка гранул. У процесі сушіння гранул можливе їх зли­пання в окремі грудки. Для забезпечення рівномірного фракцій­ного складу висушені гранули пропускають через гранулятори, що значною мірою забезпечує сталу масу таблеток. Після цього гранули опудрюють, додаючи антифрикційні речовини, і переда­ють на стадію таблетування.

Структурна грануляція певним чином діє на зволожений ма­теріал, забезпечуючи утворення округлих, а при дотриманні пев­них умов і досить однорідних за розміром гранул.

На сьогодні існують три способи грануляції цього типу, які застосовуються у фармацевтичному виробництві: грануляція в дра-жувальному котлі, грануляція розпилювальним висушуванням і структурна грануляція.

Для грануляції в дражувальному котлі завантажують суміш порошків і при обертанні його зі швидкістю 30 об/хв зволожують подачею розчину зв'язувальної речовини через форсунку. Частин­ки порошків злипаються між собою, висушуються теплим по­вітрям і внаслідок тертя набувають приблизно однакової форми. Наприкінці процесу до висушеного грануляту додають ковзні ре­човини.

Грануляціюрозпилювальним висушуванням доцільно засто­совувати в разі небажаного тривалого контактування продукту,

що гранулюється, з повітрям, по можливості безпосередньо з роз­чину (наприклад, у виробництві антибіотиків, ферментів, продук­тів із сировини тваринного і рослинного походження).

Готують розчин або суспензію з допоміжної речовини та зво­ложувача і подають їх через форсунки в камеру розпилювальної сушарки, що має температуру 150 °С. Розпилені частинки мають велику поверхню, внаслідок чого відбувається інтенсивний масо-i теплообмін. Вони швидко втрачають вологу та утворюють всього за декілька секунд сферичні пористі гранули. Отримані гранули змішують із лікарськими речовинами і, якщо необхідно, додають допоміжні речовини, не введені раніше до складу суспензії. Гра­нули мають гарну сипкість і здатність до спресовування, тому таблетки, отримані з такого грануляту, досить міцні і пресуються при незначному тиску.

Якщо питома вага грануляту відрізняється від питомої ваги лікарської речовини, то можливе розшарування таблетованої маси. Унаслідок надмірного висушування суспензії також можливе від­шарування верхньої частини таблетки («кеппінг») при пресуванні.

Гранулювання в умовах псевдорозрідження. Для гранулю­вання таблеткових сумішей при підготовці їх до таблетування останніми роками у вітчизняній і закордонній хіміко-фармацев-тичній промисловості широкого застосування набув метод псевдо-зрідження. Його особливість полягає в тому, що оброблюваний матеріал, а потім і утворений гранулят безперервно знаходяться в русі. Основні процеси — змішування компонентів, зволоження суміші розчином клейкої речовини, грануляція, сушіння грану­ляту і внесення опудрювальних речовин — відбуваються в одному апараті. Грануляція у псевдозрідженому шарі здійснюється двома способами:

— розпиленням розчину, що містить допоміжні і лікарські речовини в псевдозрідженій системі;

— гранулюванням порошкоподібних речовин із використан­ням псевдозрідження.

Застосовуючи перший спосіб, гранули утворюються під час нанесення гранулювального розчину або суспензії на поверхню спочатку введених у колону ядер (ядром може бути лікарська або індиферентна речовина, наприклад цукор). У цілому, цей спосіб є розпиленням гранулювального розчину у псевдозріджену систему із введених у колону ядер, які є штучними «зародками» майбут­ніх гранул.

Інший спосіб одержання гранул — безпосередня грануляція порошків у киплячому шарі. Для здійснення цього способу роз­роблено апарат, у верхній частині якого відбувається процес гра­нулювання, у нижній — висушування та обробка гранул (наприк-

лад, апарат CMK). Нині у виробництві використовують апарати СГ-30, СГ-60.

Гранули, отримані в псевдозрідженому шарі, відзначаються значною міцністю і кращою сипкістю, що є наслідком більш пра­вильної геометричної форми гранул, наближеної до кулястої. При цьому утворюються більш м'які і пористі агломерати, ніж при одержанні гранул вологою грануляцією, де утворюються великі агломерати, які підлягають подальшому здрібнюванню.

Утворення і ріст гранул у псевдозрідженому шарі відбувається за рахунок двох фізичних процесів: грудкування при змочуванні і злипання з наступною агломерацією. Якість гранул і їх фрак­ційний склад залежать від багатьох чинників, які визначають хід процесу, основними з яких є швидкість зріджувального газу склад і швидкість подачі гранулювальної рідини, температура в шарі.

При гранулюванні таблеткових сумішей у псевдозрідженому шарі змішування є першою технологічною операцією, що впли­ває на якість грануляту. Рівномірність змішування залежить від аеродинамічного режиму роботи апарата, відношення компонен­тів у суміші, форми і густини частинок. Для поліпшення гомоген­ності маси створюються умови для струшування або піддування рукавних фільтрів без припинення псевдозрідження.

При змішуванні частинок, близьких одна до одної за формою, які мають співвідношення за масою не більше 1: 10, перемішу­вання практично відбувається без сепарації, при великих співвід­ношеннях характер перемішування багато в чому залежить від форми і густини частинок, а також від аеродинамічних парамет­рів процесу і вимагає конкретного вивчення для вибору опти­мального режиму.

При додаванні гранулювальної рідини, відбувається грудку­вання частинок гранульованої маси за рахунок склеювальних сил як самої рідини, так і розчину, що утворюється при змочуванні цією рідиною поверхневого шару оброблюваного матеріалу. У про­цесі висушування грудки перетворюються на тверді агломерати, які частково руйнуються в результаті тертя між собою і зі стінка­ми апарата.

Процес гранулювання у псевдозрідженому шарі відбувається одночасно із сушінням одержуваних гранул гарячим повітрям. Сушіння готового грануляту є фактично додатковим для забезпе­чення необхідного значення залишкової вологості. Якщо після при­пинення гранулювання таблеткова суміш має необхідну для пресу­вання залишкову вологість, то додаткове висушування не потрібне.

Опудрювання висушеного грануляту здійснюється в цьому ж самому апараті додаванням антифрикційних речовин у гранулят і повторного перемішування в псевдозрідженому шарі.

Гранулят, отриманий у псевдозрідженому шарі, має багато переваг перед гранулятом, отриманим механічним гранулюван­ням із зволоженням: більш округла форма гранул, краща сип­кість, більш збалансований фракційний склад.

Принципова схема апарата СГ-30 зображена на рис. 14.4.

Корпус апарата 11 виконаний із трьох суцільнозварних сек­цій, послідовно змонтованих одна з одною. Струшувальний при­стрій 6 електропневматично зблокований з пристроєм, що пере­криває заслінки 10. При струшуванні рукавних фільтрів 5 заслінка перекриває доступ псевдозріджувального повітря до вентилятора, припиняючи таким чином псевдозрідження і знімаючи повітря­не навантаження з рукавних фільтрів. Пилоподібний не-гранульований продукт, що осів на стінках рукавного фільтра, збирається при стру­шуванні в нижній частині робочого об'єму, потім у на­ступному циклі псевдозрі­дження він піддається грану­люванню з напилюванням. Струшування фільтрів і при­пинення процесу псевдозрі­дження повторюються багато­разово в ході гранулювання. Фільтри очищаються від пи-лоподібного продукту, який потім гранулюється. Така робота апарата дозволяє змен­шити частку негранульова-ного матеріалу в грануляторі і навантаження на рукавні фільтри, знизивши тим са­мим аеродинамічне наванта­ження апарата в цілому.

У вихідній частині венти­лятора розміщений шибер 9 із ручним механізмом керу­вання. Він призначений для регулювання витрати псевдо­зріджувального повітря. У разі несправності системи перекриття потоку повітря вентилятором шибер може бути використаний для ручного регулювання системи струшування в умовах припинення псевдозрідження. Усмоктуване вентилятором повітря очищаєть­ся в повітряних фільтрах 12 і нагрівається до заданої температу-

14.7. ТИПИ ТАБЛЕТКОВИХ МАШИН

ри в калориферній установці 16. Очищене нагріте повітря прохо­дить через повітророзпилювальні ґрати, установлені у нижній частині продуктового резервуара.

Продуктовий резервуар має форму зрізаного конуса, який роз­ширюється догори і переходить потім в обичайку розпилювача 4 для створення умов сепарації і зменшення винесення зріджувано­го порошку.

Стиснуте повітря, що подається до розпилювача по спеціаль­ній системі 15, застосовується не тільки для розпилення, але й для дистанційного керування форсунками. Гранулювальний розчин подається в необхідних кількостях на розпилення дозувальним насосом 13 із резервуара 14.

Для вимірювання температури повітря до входу в шар матері­алу і на виході з шару встановлені термоопори в комплекті з лого­метрами, розміщеними на пульті керування.

Підйом продуктового резервуара і герметизація апарата здійс­нюється за допомогою пневмоциліндра 2, розташованого в ниж­ній частині корпусу.

У разі виникнення в апараті надлишкового тиску автоматич­но відчиняється запобіжний клапан 7 і тиск знижується.

Апарат для гранулювання таблеткових сумішей у псевдо-зрідженому шарі СГ-30 працює таким чином.

У продуктовий резервуар 3 згідно з рецептурою завантажуєть­ся 30 кг таблеткової суміші, що підлягає гранулюванню. Резерву­ар із візком 1 закочується в апарат. Переключенням тумблера на пульті керування резервуар із продуктом піднімається. На лого­метрі встановлюється температура повітря, необхідна для грану­лювання. На пульті керування задається час перемішування, гра­нулювання і висушування, а також циклічність і періодичність струшування. Включається вентилятор, за допомогою шибера вста­новлюється необхідний ступінь псевдозрідження оброблюваної маси.

Через задані проміжки часу закривається заслінка перед вен­тилятором, включається привід, що струшує рукавні фільтри. Че­рез певні проміжки часу автоматично включається форсунка і на­сос, що подає гранулювальну рідину; здійснюється гранулювання таблеткової суміші; потім система розпилювання відключається; і починається сушіння.грануляту. По закінченні всього циклу гра­нулювання автоматично виключається вентилятор і припиняєть­ся подача пари в калориферну установку. Опускається продукто­вий резервуар, гранулят надходить на таблетування (за необхідності він може бути просіяний).

Апарат СГ-30 обслуговує одна людина. Серійне виготовлення його освоєно дослідним заводом СПКБ «Медпром» об'єднання «Прогресе» Санкт-Петербурга.

Пресування на таблеткових машинах здійснюється прес-інструментом, що складається з матриці і двох пуансонів (рис. 14.5).

Основними типами таблетко­вих машин є ексцентрикові, або ударні, і ротаційні.

Ексцентрикові машини бува­ють полозкові (рис. 14.6) і про­міжні (башмачні) (рис. 14.7).

Полозкові машини. У цьому типі машин завантажувальний бункер рухається при роботі на спе­ціальних полозках. Матеріал, що надходить із завантажувального бункера, потрапляє в канал мат­риці, прикріпленої до матричного столу та обмеженої знизу нижнім пуансоном. Після цього бункер з матеріалом віддаляється, верхній

пуансон опускається вниз, спресовує матеріал і піднімається. По­тім піднімається нижній пуансон і виштовхує таблетку. Поштовхом нижньої основи бункера остання скидається в приймач.

Полозкові машини мають декілька суттєвих вад. Основною із них є те, що пресування здійснюється тільки з одного боку —

зверху і короткочасно, на зразок удару. Тиск пресування в таб­летці розподіляється нерівномірно (верхня половина ущільнена більше), а деякі порошки погано пресуються через короткочас­ність циклу стиску. Такі машини виробляють 30—50 таблеток за хвилину.

Проміжні машини. Таблеткові машини проміжного типу (ба-шмачні) за конструкцією і принципом роботи схожі на полозкові, але відрізняються від останніх нерухомістю завантажувального бункера і матриці. Матеріал для таблетування подається в мат­рицю за допомогою рухомого башмака, приєднаного до бункера за допомогою шарніра. Така будова живильного вузла зменшує можливість руйнації і розшарування грануляту.

За продуктивністю ці машини рівноцінні машинам полозко­вого типу.

Прикладом такої машини може служити таблетковий прес австрійської фірми «Енглер», таблетковий прес типу HTM, що випускається Маріупольським ЗТО.

Ротаційні таблеткові машини (PTM) широко використовують­ся фармацевтичною промисловістю України у виробництві табле­ток. На відміну від ударних машин PTM мають велику кількість матриць і пуансонів (від 12 до 57). Матриці вмонтовані в оберто­вий матричний стіл. Тиск у PTM наростає поступово, що забезпе­чує м'яке і рівномірне пресування таблеток. PTM характеризу­ються високою продуктивністю (до 0,5 млн таблеток за годину). Технологічний цикл таблетування на PTM складається з таких послідовних операцій: заповнення матриць таблетованим мате­ріалом (об'ємний метод дозування), власне пресування, виштов­хування і скидання таблеток. Ці операції виконуються послідов­но і автоматично.

Пуансони верхні і нижні ковзають по напрямних (копірах) і проходять між пресувальними роликами, які одночасно на них тиснуть. При цьому тиск наростає та зменшується поступово, що забезпечує рівномірне і м'яке пресування таблетки зверху і зни­зу. Залежно від типу такі машини можуть бути обладнані одним або двома нерухомими завантажувальними бункерами. У заван­тажувальних бункерах може бути встановлена мішалка.

Принцип роботи PTM показано нарис. 14.8. Простежимо за рухом однієї з матриць.

Нижній пуансон 3 опустився в точно обумовлене положення. Верхній пуансон 2 у цей час знаходиться в найвищому положен­ні, оскільки матричний отвір 7 підійшов під бункер 1 (операція завантаження а). Як тільки матриця (із заповненим гніздом) про­йшла бункер разом з обертанням стільниці 4, починається посту­пове опускання верхнього пуансона. Діставшись протилежного

боку, він одразу ж потрапляє під пресувальний валик 5. Одноча­сно на нижній пуансон натискає валик 6 (операція пресування б). Після проходження між валиками верхній пуансон починає під­німатися. Нижній пуансон також трішки піднімається і виштов­хує таблетку з матриці. За допомогою ножа (скребка) таблетка скидається зі стільниці — операція виштовхування таблетки.

Такий рух послідовно здійснюють усі прес-інструменти (мат­риця і пара пуансонів). Для того щоб забезпечити пуансонам на­лежний рух, до ручок (які називаються повзунами), прироблені ролики, за допомогою яких вони повзуть (котяться) по верхніх і нижніх копірах (напрямним). Схема руху показана на рис. 14.9. Під час операції завантаження а ролик верхнього повзуна з пуан-

соном знаходиться у найвищій точці верхнього копіра. Далі він сковзає вниз по похилій копіра. Пуансон торкається матричного отвору, занурюється в нього і здавлює матеріал.

Тиск наростає і досягає максимуму в ту мить, коли ролик пов­зуна опиниться під тиском валика (операція пресування б). Після цього ролик із пуансоном починає підніматися нагору уздовж ко­піра і досягає максимуму, а нижній повзун робить наступні рухи. У стадії завантаження його ролик підпирається валиком, який регулює об'єм матричного отвору. Після цього нижній повзун ру­хається уздовж прямого копіра. На стадії пресування його ролик піднімається давильним валиком, завдяки чому нижній пуансон із свого боку натискає на матеріал. Далі копір іде декілька наверх, внаслідок чого нижній пуансон виштовхує таблетку (операція ви­штовхування в). Після цього внаслідок опускання копіра нижній пуансон також опускається вниз, і все повторюється спочатку.

Випускаються таблеткові машини різних марок: PTM-24; РТМ-3028; PTM-41; PTM-41M та ін.

Широко використовуються PTM-41M2B, яка має 41 пару прес-інструментів і дозволяє випускати таблетки діаметром 5—15 мм і 20 мм. Для прямого пресування призначена РТМ-3028, яка має 57 пар пуансонів. PTM-300M служить для виробництва таблеток циліндричної форми невеликих діаметрів із плоскими і сферич­ними торцями.

У процесі таблетування контролюють масу таблеток і можливі механічні включення. Масу таблеток визначають на ручних ва­гах; є й автоматичні пристрої, в яких у разі відхилення маси таблеток від заданої включається сигнальна лампа.

Автоматичний контроль на металічні включення здійснюєть­ся за допомогою пристрою, який виявляє і виймає з потоку таб­летки з металічним включенням. Після закінчення пресування таблетки поміщають в установку для обезпилення, обладнану пи­лососом.

На якість таблеток впливають розмір тиску, швидкість пресу­вання, стан і зносостійкість прес-інструмента. Прес-інструмент схильний до значного спрацьовування, оскільки піддається вели­ким навантаженням. Стійкість матриць у 2—3 рази менша, ніж у пуансонів, що пояснюється хімічною взаємодією матеріалу мат­риці з таблетованою масою, жорстким навантаженням матриці, тертям частинок матеріалу, що пресується, і таблетки об стінки матриць.

В Україні і за кордоном проводяться роботи зі зміцнення прес-інструмента, підвищення його зносостійкості. В. О. Білоусовим були проведені роботи з електролізного, рідинного і порошкового борування прес-інструмента. Розроблено нову технологію виготов-

лення матриць методом порошкової металургії, запроваджена тех­нологія виготовлення складових матриць на основі карбідів хро­му і нікелю.

Дата добавления: 2015-07-18