Úprava velikosti částic. Výroba tablet. Důvody proč zvětšovat částice. Základní pojmy. Výroba granulátu

Transkript

1 PŘÍMÉ LISOVÁNÍ VLHKÁ GRANULACE Úprava velikosti částic Úprava velikosti částic sypkých hmot Aglomerační procesy Zmenšování Rozdrobňování, rozmělňování Drcení Mletí Zvětšování Aglomerace Granulace (vlhká, fluidní) Kompaktace Extrudace Důvody proč zvětšovat částice Výroba tablet ÚČINNÉ LÁTKY POMOCNÉ LÁTKY Zlepšení tokových vlastností Zafixování homogenity Úprava sypné hustoty (hmotnosti) Omezení prašnosti Zlepšení tabletovatelnosti Sítování Postřik směsi Granulace s pomocnými látkami Tabletování Potahování Sušení Sítování TABLETY/ POTAHOVANÉ TABLETY Výroba granulátu Základní pojmy granulát běžně užívaný termín pro zrněné prášky 1) Vlhká granulace 2) Suchá granulace - kompaktace 3) Fluidní granulace granulátové zrno soudržný shluk pevných částic částice základní stavební jednotka granulátového zrna dostatečně pevné krystaly, krystalická drť, amorfní mikro- nebo makrokrystalické látky granulovina směs účinných a pomocných látek vhodná pro zrnění meziprodukt pro výrobu zrněných prášků 1

2 Druhy granulátu Podle typu spojů mezi částicemi rozlišujeme: 1. slepený spoj tvoří pevné a lepivé látky 2. krustovitý spoj tvoří srůst krystalů pevných látek! Podmínka: dokonalá rozpustnost v rozpouštědle! 3. slinutý spoj se tvoří plastickou deformací za určitých teplotních a tlakových podmínek 4. stlačený spoj vznikl plastickou deformací částic působením tlaku Pomocné látky pro granulaci plniva doplňují účinnou látku na zpracovatelné množství a usnadňují zpracování laktóza, kukuřičný škrob, mikrokrystalická celulóza, uhličitany (Ca, Mg) pojiva lepivými vlastnostmi stmelují prachové částice želatina, škrob a jeho deriváty, syntetické makromolekulární látky vlhčiva kapaliny umožňující vznik granulátu čištěná voda, organická rozpouštědla Pomocné látky pro granulaci rozvolňovadla umožňují rozpad stmelené hmoty na původní částice škrob, karboxymethyletherškrobu, syntetické vysokomolekulární látky, koloidní SiO 2 Proces granulace Tři následné kinetické kroky: smáčení pojivem a nukleace konsolidace a růst rozdrobování a otěr granulí kluzné látky snižují tření při lisování, zlepšují sypnost mastek, stearany (Ca, Mg) ostatní stabilizátory (antioxidancia, baktericidní látky), látky upravující smyslové vjemy (ochucovadla, barviva) Vzhled granulované směsi v čase Efektivita dispergace pojiva versus vlastnosti granulí rychlost postřiku kapaliny povrchové napětí, viskozita, obsah pojiva a pevnost granulí konstrukce distributoru, velikost kapek porozita granulí úloha kontaktního úhlu mezi částicemi a pojivem Rychlost konsolidace částic velikost částic energie kolize mezi granulemi povrchové napětí pojiva 2

3 příkon Charakter růstu granulí fáze: nukleace, indukční perioda, přechodná doba, růst, otěr mapa režimů růstu granulí vliv obsahu, viskozity a povrchového napětí pojiva vliv porozity materiálu Energie potřebná na vytvoření granulí závisí na sypné hustotě a tokových vlastnostech sypké hmoty (tvar částic, distribuce jejich velikosti, násypný úhel) je úměrná snížení povrchu tuhé fáze je úměrná integrálu: Vlhčení Spojování Granule čas část energie je odváděna ve formě tepla do okolí aparátu Vlhká granulace Princip: hnětení materiálu s kapalnou fází podobné promíchávaným systémům široké použití, univerzálnější metoda dobrá homogenita a tokové vlastnosti s menším množstvím pomocných látek kapalná fáze: vlhčivo rozpouštědlo (voda, líh) pojivo (škrobový hydrogel, roztok želatiny, polyvinylpyrolidon) síly mezi částicemi: povrchové napětí a kapilární podtlak v důsledku intergranulární vlhkosti, která zůstává po sušení pevné mosty mezi částicemi (sintrace, krystalizace pojiva) vždy vybaveno: hlavním lopatkovým míchadlem hněte sypký materiál s kapalinou vysokootáčkovým míchadlem (sekací nůž) rozrušuje větší shluky materiálu nebo granulí fáze časového režimu: a) předmíchávání prachové směsi b) vlhčení pojivem c) granulace d) vyprazdňování Klasický granulátor (za normálního tlaku a teploty): 1. kompaktní zařízení = v jednom bloku - větší robustnost a stabilita režimu 2. zařízení s vyměnitelnou nádobou - flexibilnější systém, lepší využití pracovní doby aparátu Spojení mokré granulace se sušením granulátu - často fluidní granulátor Granulátor pracující za sníženého tlaku - stejná konstrukce jako u běžných granulátorů - pro granulace s nevodnými roztoky pojiva - páry kondenzují mimo granulátor => recyklace 3

4 teplota, C Řízení vlhké granulace Průběh mokré granulace fáze I prehomogenizace suchý materiál + pojivo netvoří se shluky fáze II prudký vzrůst příkonu dokončení shlukování fáze III zastavení postřiku! optimální bod! Průběh hnětení závislost příkonu míchadla na čase fáze IV další vzrůst příkonu nežádoucí slepování částic fáze V zvrat, inverze procesu vznik suspenze Změna distribuce velikosti částic Analýza teploty granulované směsi Rozložení teplot ve fázi vlastní granulace. teplotní odpor na vnější straně granulátoru > teplotní odpor na vnitřní straně granulátoru přívod kapaliny vzduchový filtr Platinové čidlo sekací nůž výpusť rotor čas, min Suchá granulace Zařízení pro suchou granulaci Princip: stlačování materiálu (tzv. kompaktance) vhodná pro látky, které se vlivem vlhka a tepla rozkládají výhodnější než mokrá granulace není třeba vlhčení a sušení síly mezi částicemi: Van der Waalsovy síly Povrchová energie Elektrostatické síly částečně i metoda prodloužení doby komprese zesílení vazeb mezi částicemi a zlepšení tokových vlastností sypké směsi - prachové částice ve formě briket (výlisky) - drcení na granulátová zrna - chlazení válců v průběhu lisování prašný proces výlisky surovina válce 4

5 Fluidní granulace Fluidní granulace Princip: prach ve stavu vznosu postřikován pojivem Vytváření cibulové struktury v průběhu granulace po vzniku granulí - zároveň jejich usušení získán suchý a rovnoměrný granulát kapalná fáze: vlhčivo rozpouštědlo pojivo příliš porézní granulát oděr granulí v průběhu sušení Zařízení pro fluidní granulaci Zařízení pro fluidní granulaci prostor fitrů ventilátor expanzní prostor zásobník postřiku mísa pro granulát jednotka pro úpravu vzduchu S horním postřikem Se spodním postřikem Kontinuální Na filtrační ploše zachytávání prachu => roste hydrodynamický odpor odstranění: 1. diskontinuální oklep filtru 2. kontinuální profukování filtru Bezpečnostní opatření Vzduch a organické páry nebo prašné produkty = výbušná směs Opatření: klapky omezující vytvoření přetlaku po dosažení určitého tlaku se samy otevřou uzavíratelné ventily na potrubí v případě výbuchu oddělí potrubí od systému Únik rozpouštědel Opatření: recyklace použitého rozpouštědla z proudu nosného plynu 5