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流化床製粒工藝分享

信息來源:本站 | 發布日期: 2020-10-10 13:20:18 | 瀏(liú)覽量:4512097
關鍵詞:流化床製粒工藝分享

一、儀器設備


在流化床製粒機中,空(kōng)氣分(fèn)流板及容器均對粒子的運動產生影響。其中容器的材料和形狀對粒子運動的影響更大。不但要保證物料粉末能達到很好的流化狀態,也要使物料不(bú)與容器的(de)器壁發生粘附,否則製粒過程中(zhōng)會產生大量細粉。現(xiàn)在容(róng)器的材料有多種,主要為含碳量低的不鏽鋼(sus304,常(cháng)稱(chēng)304不鏽(xiù)鋼),形狀基本為下窄(zhǎi)上寬的圓柱體或圓錐體,大部分(fèn)流化床的生(shēng)產廠家都對筒體采取了拋光處理(lǐ)。

在製(zhì)粒過程中,空氣分流板(bǎn)上會放置1-2 層(一般180目左右)的不鏽鋼篩網,不但起到承載物料的(de)作用,在一定(dìng)程度上也減(jiǎn)弱了空氣分流板對粒子運動的影響。

采用頂(dǐng)噴流化床時,噴嘴的高度會影響噴霧均勻性和物料的潤濕(shī)程度,為使粒徑分(fèn)布盡可(kě)能窄,應盡量調整(zhěng)噴霧麵積與(yǔ)濕床表麵積一樣大。如果位置太高(gāo),液滴從噴嘴到達物料(liào)的距離較長,增(zēng)加了溶劑的(de)揮發,造成物料不能潤濕完全,使顆粒中細(xì)粉增多,呈(chéng)現噴霧幹燥現象。噴嘴位置太低,粘合劑霧化後不能與物料充分接觸,所得顆(kē)粒粒度不均勻,而(ér)且噴嘴前緣容易出現噴射障礙。

還有國內(nèi)現在不常用的轉動切噴流化床,製粒時混合器的構造對製粒也會產(chǎn)生很大影響。國(guó)外報道曾比(bǐ)較了2 種不同形狀葉輪的混合器對製粒的影響,在相同的(de)條件下,參比混合器導致很多濕物(wù)料粘附在器(qì)壁上,而另一種(zhǒng)混合器則無此現象。此外,噴槍的種類(單氣流、雙氣流、高速飛輪和(hé)高(gāo)壓無氣噴槍等(děng))、過濾袋材質(布袋和不鏽鋼篩(shāi)網)對(duì)顆粒質量也有一定影響。

二(èr)、工藝因素(sù)

1、進口溫度

進口溫(wēn)度要控(kòng)製在適當範(fàn)圍。製粒時若粘合劑的溶劑為水,根據物料性質和所需顆粒大(dà)小,進(jìn)溫度一般設(shè)定在25-55 ℃範圍內,有(yǒu)實驗證明:相同物(wù)料,當進口溫(wēn)度由25 ℃升至(zhì)55 ℃ 時,所得顆粒粒徑由450 um 降為240 um。若粘合劑的溶劑為(wéi)有機溶劑如乙醇等,進(jìn)口溫度應稍低,一般在25-40 ℃範圍內。溫度過低,溶劑不能及時揮去而使粉末過度潤濕,部(bù)分物料粉末會粘(zhān)附(fù)在器壁上不能流化,容易造成粒子間粘連而起團。溫度過高(gāo),進氣溫(wēn)度過高,可導致粘合液霧滴被過早幹燥而(ér)不能有效製粒(lì),還可能引起一(yī)些溫度(dù)敏感型(xíng)物(wù)料性質的變化。

幹燥時(shí),進口溫度一(yī)般設為60 ℃ 左右。溫度過(guò)高,顆粒(lì)表麵的溶媒過快蒸發,阻擋內層溶媒向外擴散(sàn),結果會產生大量外幹內濕的顆粒。溫度過(guò)低,幹燥(zào)時間過長,會產生很多細粉。

2、流化風量

流化風量(liàng)是指進入容器的空氣量,應處於一個使物料呈理想流(liú)化(huà)狀態的值(zhí)。噴漿製粒時,若風量適宜,物料處於很好的流化狀態,熱交換(huàn)處於平衡狀態,有利(lì)於製粒。風量過大,粘合劑水分揮發(fā)過快,粘合力減弱,同時粘合劑霧滴也不能與物料充分接觸,使顆(kē)粒粒度分布寬,細粉多,風量過低時(shí),粘(zhān)合劑中的溶媒不能及時揮去,物料細粉之間過分粘連,若不及時加大風量,會出現粒(lì)徑很大的大顆粒(lì),進而形成一個大團塊,造成(chéng)塌床,在工業生產中(zhōng)這是很嚴重的事故。在製粒過(guò)程中(zhōng),過濾袋上有時會吸附很多物料的粉末,造成實際流(liú)化風量的減小,應(yīng)適當增加流化風量。

3、霧(wù)化空氣壓力

霧化空氣的作(zuò)用是使粘合劑(jì)溶液形成霧滴,霧滴的粒徑和製得顆(kē)粒的粒徑有直接關係,有關專家認為霧化空氣壓力(lì)越大,所得霧滴的粒徑越小、越均勻(yún),製(zhì)得(dé)顆粒的粒徑就越小。噴霧壓力過低時,一方麵,霧化液滴增大(dà),另一方麵,霧化液滴噴霧錐角(jiǎo)減小,潤濕粉粒的範圍縮小,造成(chéng)霧化液滴分布不均,容易在局部(bù)範圍內產生大的濕塊。因物料的(de)流化狀態會受到流化空氣(qì)和霧化空(kōng)氣的雙重作(zuò)用,所以(yǐ)霧化空氣的壓力大小對物料的流化狀態亦有較大影響,當(dāng)增大霧化(huà)空氣壓力時,物料的流化狀態(tài)會減弱,應增(zēng)大流(liú)化風量(liàng);反之則(zé)相反,操作(zuò)中應綜合考慮。

4、粘(zhān)合劑的噴速(sù)

粘合劑的流(liú)速與進口空氣的溫度決定著製(zhì)粒機(jī)內(nèi)的濕度,進口溫度不變(biàn)的情況下(xià),增大粘合劑的流速,粘(zhān)合劑的霧滴(dī)粒徑和製粒機內(nèi)的濕度均增大,濕(shī)顆粒不能及時幹燥聚(jù)結(jié)成團,易造(zào)成塌床。同樣的條件下,粘合劑的流速(sù)過低時(shí),顆粒粒徑較小,細粉較多,不但操作時間延長,而且容(róng)易阻塞噴嘴。必要時(shí),應根據粘合劑溶液的粘度控製流速,若粘合(hé)劑的粘度過大,可適(shì)當降低粘合(hé)劑的(de)流速,但是應提高進口溫度,否則容易造成噴嘴阻塞和塌床。粘(zhān)合劑的粘度低時,流速應(yīng)大些。

三(sān)、 處方因素

1、物料的性質

在流化床製粒中,粒徑和粒徑分布是物料最重要的物理學性質。物料粉末(mò)的粒徑越小,物(wù)料的表麵積越大,所需粘合劑的量越大。國外有報道在粘合劑流速不變(biàn)的情況下,物料粉末的(de)粒徑越小,製得的顆粒(lì)越小。

在物料粉末粒徑變小的情況下,欲製得相同的顆粒,應加大粘合劑的流(liú)速。但物料粉末的粒徑(jìng)不宜太小,否則粒子間容易產生粘(zhān)連,不適(shì)合流化(huà)床製粒(lì)。物料的粒徑分布寬,製得的顆粒(lì)牢固、孔隙率低;反之,製(zhì)得的顆粒疏鬆、孔隙率高。


用(yòng)親水性材料製粒時,粉末與粘合劑(jì)互(hù)溶,易凝集成粒,故(gù)適宜采用流化床製粒。而疏水性材(cái)料的粉粒需依靠粘合劑的(de)架橋(qiáo)作用(yòng)才能(néng)粘結在一起,溶劑蒸發後,形成顆粒。無論是親水性還是疏水性材(cái)料(liào),粉末粒徑不應大於280 um ,否則製得的顆粒有色斑或粒徑偏大,分布不均勻,從而影響(xiǎng)藥物的溶出和吸收。通過進料前將原輔料在機外預混可改善製粒效果。


當物料為吸水性物質時,由於(yú)物料的吸水(shuǐ)性會使粉(fěn)末表麵不能完全(quán)潤(rùn)濕,應加大粘合劑的流速。即使同一物料,由於(yú)含水量不同,粘合劑的流速也不應相同,在粘合(hé)劑流速相同的條件下,物料的含水(shuǐ)量越大,製得的顆粒越大。物料疏(shū)水不易潤濕時,不容易製粒,製(zhì)得顆粒較小,可以嚐試用其他的(de)溶媒或向粘合劑溶液中加入表(biǎo)麵活性劑來改進。


物料的量對製粒也(yě)有很大的影(yǐng)響,當投藥量增(zēng)加時,為了使物料流化,需要增加(jiā)進風量(liàng),同時物料接受潤濕的(de)幾率(lǜ)減(jiǎn)少(shǎo),噴液速(sù)率要相(xiàng)應調整。但是(shì)物料量過大,物料(liào)粉末不易達到(dào)流化(huà)狀態,而且容易阻塞噴嘴和過濾袋,造成流化風量的降低,影響製粒。


2、粘合劑的(de)選擇


粘合(hé)劑的(de)作用是在粉末之間形成固(gù)體橋,粘合劑的種類、濃(nóng)度及加入方法均對製粒(lì)有很大影(yǐng)響。粘合劑的選擇是整個流化床製粒工藝的關鍵,理想的粘合劑應與物(wù)料粉末表麵有較好的(de)親合性以便於潤濕相互粘合成粒。用不同的粘合劑流化(huà)床製粒,得到的顆粒在孔隙率、可壓性上有很大不同(tóng)。推(tuī)薦(jiàn)可供選擇(zé)的粘合劑主要有聚維酮(PVP)、羥丙甲基纖維素(HPMC)、澱粉等,也可以將其配合使(shǐ)用以(yǐ)獲取最佳的效果。


當粘合液粘度較高(gāo)時,所形成液體(tǐ)橋的結合力相對較強,有能力在微(wēi)粒、細粒、顆粒之間形成二次和(hé)三(sān)次凝聚製(zhì)粒過程,從而製得的顆粒也(yě)較大。但濃度過高如以(yǐ)質(zhì)量分數為10 %的PVP 水溶液(yè)為粘合劑,不但容易阻(zǔ)塞噴(pēn)嘴,而且易造成塌床。濃度較低時,粒子之間的(de)粘合力不夠,製得的顆粒(lì)小(xiǎo),而且在(zài)幹燥過程中(zhōng)產生很(hěn)多細粉,達不(bú)到預期效果。有時,用粘合(hé)劑的醇溶液製(zhì)得顆(kē)粒較小,細(xì)粉較多,可向粘合劑溶液中(zhōng)加入適(shì)量的水提高粘合劑的粘度,能明顯提高製得顆粒的質量。


3、粘合(hé)劑(jì)的加入方式


有外加法、內加(jiā)法、內外結合法。大部分情況(kuàng)需采用前兩種加入方法。同一(yī)種粘合劑采用內加法時,因溶劑揮發較(jiào)快,不(bú)易引發粘合劑的粘性,不容(róng)易(yì)製得顆粒或製得的顆粒(lì)較小。當粘合劑如卡樂康公司生產的善達(部分預膠(jiāo)化玉米澱粉)的粘性特別容易誘(yòu)發時(shí),可(kě)采用內(nèi)加法,例如製備規格為500 mg 膠囊型對乙酞氨基酚片,隻要使用質量分(fèn)數為85 %的對乙酞氨基酚和質量分數為5%的善達,就能使片芯達到很好的硬度和小於0.19 %的脆碎度。但粘合劑的用量較小時,不宜采用內(nèi)加法。


四、結束語分享


前(qián)麵提到,粘合劑的用量較小時,不宜采用內加法。但(dàn)如果某些品(pǐn)種(zhǒng)因專利或者本身的特殊性問題,不得不采用內加時,小劑量采用內加也不是不可取的,但需注意幾點:


1、確保粘(zhān)合劑(jì)與(yǔ)其(qí)餘粉末的混合均勻性,防止因粘合劑本身混(hún)合不均勻而導致的製粒不均勻;


2、采(cǎi)用粘性稍高的粘合劑,用於補償因粘合劑為何溶劑直(zhí)接接(jiē)觸而導致的粘性降低的效(xiào)果;


3、可(kě)采用提高粘合劑比表麵積,便於更(gèng)好(hǎo)的能誘發粘合劑的粘性,從而有(yǒu)更好的顆粒成形性;


4、製粒過程應適當提高粘(zhān)合(hé)劑的噴速和適(shì)當降低進風(fēng)口溫度,從而(ér)有更好的顆粒(lì)成形性;(前(qián)文中(zhōng)已明確(què)闡述原理)

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