干法制粒是將藥物和輔料粉末混合均勻,經(jīng)過一定壓力擠壓成具有一定硬度的塊狀、片狀后,通過篩網(wǎng)制成顆粒的方法。該法靠壓縮力使粒子之間產(chǎn)生結(jié)合力,必要時(shí)可加入干黏合劑,增加粒子間的結(jié)合力。干法制粒適用于熱敏性物料、遇水易分解的藥物以及易于壓縮成型的物料,該工藝在固體制劑中已有廣泛應(yīng)用,是目前國(guó)內(nèi)比較成熟的制粒技術(shù),與濕法制粒相比較,不需要添加黏合劑,無需潤(rùn)濕、混合干燥等,具有工藝簡(jiǎn)單、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。
一、干法制粒工藝流程圖
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二、干法制粒工作原理
干法制粒是通過螺旋送料器送料,然后通過一對(duì)互為逆向運(yùn)動(dòng)的壓輥,將粉狀物料壓制成片狀,提高其比重,再經(jīng)過制粒機(jī)構(gòu)破碎整粒,得到合格的物料,在壓制過程時(shí)保證物料清潔無任何污染。其工作原理見右圖,在實(shí)際連續(xù)生產(chǎn)時(shí)采用自動(dòng)運(yùn)行模式。設(shè)定壓力后,系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩壓輥間隙來自動(dòng)調(diào)整螺旋送料轉(zhuǎn)速,保證加料均勻,片厚一致,以達(dá)到制粒質(zhì)量穩(wěn)定,粒度分布均勻的目的。
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三、小試研究中影響干法制粒效果的關(guān)鍵因素
(一)設(shè)備
正所謂“好馬配好鞍,好船配好帆”所研究固體制劑能否成功有很多關(guān)鍵因素,設(shè)備就屬于其一,需要從項(xiàng)目的開始就選擇好,以保證不影響后序的處方、工藝參數(shù)調(diào)整。以下幾點(diǎn)是在選擇不同廠家設(shè)備時(shí)要考察的關(guān)鍵點(diǎn)。
1 得粒率
小試實(shí)驗(yàn)中處于結(jié)語成本和試驗(yàn)進(jìn)度,本身的處方量是很小的,那么在小試試驗(yàn)所用到的干法制粒機(jī)在選擇的過程中首先考慮的就是得粒率的問題。根據(jù)眾多藥廠使用干法制粒機(jī)的情況看,軋輥的原因是主要的。由于軋輥表面的淬火工藝、表面調(diào)質(zhì)工藝不一樣,會(huì)出現(xiàn)一對(duì)軋輥之間相對(duì)的母線平行度較差、硬度不夠、高壓下軋輥溫度偏高等問題,導(dǎo)致物料被壓制后打成的顆粒中含有的細(xì)粉較多,得粒率會(huì)急劇下降,或者一開始使用得粒率就不高。另一原因,就是設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,國(guó)內(nèi)很多藥廠使用干法制粒機(jī)生產(chǎn)中藥顆粒,由于中藥顆粒容易吸潮、起黏,物料在干法制粒機(jī)上容易積聚堵塞通道,出現(xiàn)這些問題的時(shí)候就要停機(jī)清理,既影響了生產(chǎn)效率,也會(huì)降低成品得率。出現(xiàn)這些問題原因之一就是軋輥的加工工藝問題和出于造價(jià)的考慮。當(dāng)然,冷卻效果差也是一個(gè)原因,如果不能有效冷卻壓輪表面經(jīng)擠壓所產(chǎn)生的擠壓熱,防止物料遇熱黏結(jié)、黏輪現(xiàn)象,也會(huì)大大降低得率。
2 產(chǎn)塵問題
主要是設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題,很多設(shè)備設(shè)計(jì)得比較簡(jiǎn)單,沒有考慮塵粒的問題,這需要從規(guī)范和理念上予以更新,在結(jié)構(gòu)上加以調(diào)整,充分考慮藥品生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的塵粒,保證生產(chǎn)環(huán)境。
3 壓力不穩(wěn)定問題
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的干法制粒機(jī),其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般是油泵處于連續(xù)工作狀態(tài),這往往會(huì)造成油溫升高,壓力不穩(wěn)定,更重要的是會(huì)造成液壓油分子結(jié)構(gòu)破壞,工作時(shí)間不足30個(gè)班次就要更換液壓油。解決這個(gè)問題要根據(jù)物料特性和工藝要求,合理選擇油路結(jié)構(gòu),考慮壓力峰值及波動(dòng)沖擊,使得運(yùn)行時(shí),油路壓力的波動(dòng)峰值在一定的范圍內(nèi),基本接近直線。
4 側(cè)密封結(jié)構(gòu)和材質(zhì)
側(cè)密封的結(jié)構(gòu)可采用液壓控制,推力大小可以調(diào)節(jié),同時(shí)料筒底座面的間隙也可調(diào)節(jié),這樣能更有效地防止壓輪的側(cè)封漏粉現(xiàn)象產(chǎn)生。側(cè)密封的材料相當(dāng)重要,材料選用的好與壞,會(huì)直接影響藥品質(zhì)量。通常國(guó)內(nèi)產(chǎn)用的側(cè)密封材料,選用白色聚四氟乙烯,其特性只是耐高溫,但不耐磨。建議采用具有耐高溫、耐磨損的聚四氟乙烯復(fù)合材料。
(二)工藝參數(shù)
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通過對(duì)各因素的影響進(jìn)行評(píng)估,干法制粒工序的關(guān)鍵工藝參數(shù)有:壓輥壓力(bar)、壓輥間隙(mm)及壓輥轉(zhuǎn)速,其中壓輥壓力對(duì)顆粒性質(zhì)有關(guān)鍵影響。將干法制粒得到的顆粒通過測(cè)定粉體學(xué)性質(zhì)能較直觀的體現(xiàn)出差異,畢竟,一個(gè)穩(wěn)定的處方工藝需要量化的指標(biāo)控制而非經(jīng)驗(yàn)。將所得的顆粒繼續(xù)進(jìn)行下一步工藝,可以提現(xiàn)出顆粒性質(zhì)的差異。所以小試階段的需要不斷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整工藝參數(shù),最終得到穩(wěn)定的結(jié)果。
(三)物料粉體性質(zhì)
物料的粉體特性由處方?jīng)Q定,即物料的原輔料組成是否適合進(jìn)行干法制粒加工,因此在處方考察完成后,根據(jù)物料的可壓縮性、流動(dòng)性等判斷,確定使用干法工藝后再進(jìn)行參數(shù)考察,或原研廠家同樣采用干法制粒工藝為宜。
四、小結(jié)
干法制粒造粒后堆積密度顯著增加,可達(dá)到既控制污染,又減少粉料浪費(fèi),改善物料外觀和流動(dòng)性,便于貯存和運(yùn)輸,可控制溶解度、孔隙率和比表面積等目的。上述影響干法制粒工藝的關(guān)鍵因素是筆者在實(shí)驗(yàn)過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),如有不足歡迎指正,共同進(jìn)步。
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