Mísení. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Definice. Cíle

Podobné dokumenty
MÍSENÍ MÍSENÍ JE REVERZIBILNÍ PROCES. Mísení a segregace sypkých hmot INŽENÝRSTVÍ FARMACEUTICKÝCH

Přednáška 6 Mísení a segregace sypkých hmot

Pevné lékové formy. Lisování tablet. Plnění kapslí (strojní) Plnění kapslí (ruční) » Sypké hmoty stojí u zrodu většiny pevných lékových forem

Základy chemických technologií

Míchání a homogenizace směsí Míchání je hydrodynamický proces, při kterém je různými způsoby vyvoláván vzájemný pohyb částic míchaného materiálu.

Volba vhodného typu mísiče může být ovlivněna následujícími podmínkami

4.Mísení, míchání MÍCHÁNÍ

ší šířen Skladování sypkých látek Režim spotřeby skladové zásoby Tok prášku Vliv vlastností prášku na jeho tok Statické metody měření tokovosti

Skladování sypkých látek. Tok prášku. Režim spotřeby skladové zásoby. Vliv vlastností prášku na jeho tok. Tok sypkých látek v zásobnících

Pevné lékové formy. Výroba prášků. Distribuce velikosti částic. Prášek. » I. Sypké lékové formy

Kompaktace. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Suchá granulace Princip. Vazebné síly. Stlačování sypké hmoty mezi dvěma povrchy

Náhodné chyby přímých měření

Náhodná veličina a rozdělení pravděpodobnosti

Náhodné (statistické) chyby přímých měření

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Pevná fáze ve farmacii

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

Dobývání znalostí. Doc. RNDr. Iveta Mrázová, CSc. Katedra teoretické informatiky Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze

Diskrétní náhodná veličina. November 12, 2008

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Náhodná veličina Číselné charakteristiky diskrétních náhodných veličin Spojitá náhodná veličina. Pravděpodobnost

Definice spojité náhodné veličiny zjednodušená verze

Příkonové charakteristiky míchadel

Chyby měření 210DPSM

Základy teorie pravděpodobnosti

Charakteristika datového souboru

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy

MÍCHÁNÍ V KAPALNÉM PROSTŘEDÍ

X = x, y = h(x) Y = y. hodnotám x a jedné hodnotě y. Dostaneme tabulku hodnot pravděpodobnostní

10. Chemické reaktory

Literatura. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Sypké hmoty Doprava a skladování. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

Literatura. Skladování sypkých látek. Režim spotřeby skladové zásoby. Tok prášku. Vliv vlastností prášku na jeho tok

Příkon míchadla při míchání nenewtonské kapaliny

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie ANOVA. Semestrální práce

102FYZB-Termomechanika

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

MODELOVÁNÍ MIGRAČNÍCH SCHOPNOSTÍ ŽELEZNÝCH NANOČÁSTIC A OVĚŘENÍ MODELU PŘI PILOTNÍ APLIKACI

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

3. FILTRACE. Obecný princip filtrace. Náčrt. vstup. suspenze. filtrační koláč. výstup

Výzkum vlivu přenosových jevů na chování reaktoru se zkrápěným ložem katalyzátoru. Petr Svačina

Hydromechanické procesy Hydrostatika

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

Téma 22. Ondřej Nývlt

HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Míchání v kapalném prostředí (přednáška)

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Průtokové metody (Kontinuální měření v proudu kapaliny)

Náhodná proměnná. Náhodná proměnná může mít rozdělení diskrétní (x 1. , x 2. ; x 2. spojité (<x 1

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od jara 2014

Zkušenosti s tokem popílků v elektroodlučovačích a v silech

Pevné lékové formy. Vlastnosti pevných látek. Charakterizace pevných látek ke zlepšení vlastností je vhodné využít materiálové inženýrství

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od podzimu 2016

VSTUPNÍ KONTROLA MATERIÁLU, SUROVIN A LÁZNÍ. Základní vlastnosti a zkoušky

Úvod do problematiky měření

Vliv koncentrace částic na suspendační účinky míchadla s rovnými lomenými lopatkami

Vícefázové reaktory. MÍCHÁNÍ ve vsádkových reaktorech

Separační procesy Separační procesy. Dělení heterogenních směsí

Diskrétní náhodná veličina

Od kvantové mechaniky k chemii

Tok, doprava a skladování sypkých hmot

MATEMATICKÁ STATISTIKA. Katedra matematiky a didaktiky matematiky Technická univerzita v Liberci

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od podzimu 2014

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

KOLONOVÉ EXPERIMENTY POROVNÁNÍ REAKTIVNOSTI NÁPLNĚ PRB PŘI REDUKCI CLU

Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. aplikace přírodních a technických věd na návrh, konstrukci a provozování procesů (výroby...

Určete zákon rozložení náhodné veličiny, která značí součet ok při hodu a) jednou kostkou, b) dvěma kostkami, c) třemi kostkami.

5. Stavy hmoty Kapaliny a kapalné krystaly

23. Matematická statistika

METODY FARMACEUTICKÉ TECHNOLOGIE ČL 2009, D PharmDr. Zdenka Šklubalová, Ph.D

VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA KONCENTRACE PM 2,5 V BRNĚ ( ) Dr. Gražyna Knozová, Mgr. Robert Skeřil, Ph.D.

Míchačka s nuceným oběhem M 50 M 450. I. Použití stroje...2 II. Princip fungování...2 III. Popis stroje...3 IV. Technické údaje...

Charakterizují kvantitativně vlastnosti předmětů a jevů.

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

I. D i s k r é t n í r o z d ě l e n í

Pravděpodobnost a statistika, Biostatistika pro kombinované studium. Jan Kracík

Problematika využití mikrovlnného ohřevu v sanačních technologiích Ing. Jiří Kroužek

p(x) = P (X = x), x R,

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

A/D převodníky - parametry

Kendallova klasifikace

Rozdělení náhodné veličiny. Distribuční funkce. Vlastnosti distribuční funkce

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Pravděpodobnost a její vlastnosti

PLÁN PROGRAMU ZKOUŠENÍ ZPŮSOBILOSTI. ZČB 2018/2 Zkoušení čerstvého betonu (ZČB 12350)

Co je obsahem předmětu. Organizace studia. Mapa předmětu. Program přednášek. Kontrola studia. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

Vulmproepox R RH. Vulmproepox R RH je dvousložková nátěrová hmota založená na bázi vody, která se skládá ze. Popis výrobku: Použití: Výhody:

Adhezní síly. Technická univerzita v Liberci Kompozitní materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

TECHNIKA VYSOKÝCH NAPĚŤÍ. #4 Elektrické výboje v elektroenergetice

SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY

Adhezní síly v kompozitech

SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY

PRŮZKUMOVÁ ANALÝZA JEDNOROZMĚRNÝCH DAT Exploratory Data Analysis (EDA)

Sluneční dynamika. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

Lekce 4 Statistická termodynamika

Bezpečnost chemických výrob N111001

ina ina Diskrétn tní náhodná veličina může nabývat pouze spočetně mnoha hodnot (počet aut v náhodně vybraná domácnost, výsledek hodu kostkou)

Transkript:

a segregace sypkých hmot Definice Operace při které se na dvě nebo více oddělených složek působí tak, aby se dostaly do stavu, kdy každá částice jedné složky je co možná nejblíže nějaké částici všech ostatních složek Cíle Dosáhnout uniformity směsi uniformita výrobků z této směsi Maximalizovat styčnou plochu složek podpora fyzikálních a chemických procesů 1

je reverzibilní proces míchání, mísení (mixing, blending) rozdružování, segregace (demixing, segregation) Spontánnost mísení Pozitivní samovolné, probíhá bez vnějších sil např. difuzní promíchání plynů v nádobě Negativní samovolně probíhá segregace, bez vnějšího působení dojde k oddělení složek např. usazování suspenzí Neutrální bez vnějšího působení nedochází k míchání ani segregaci např. směs prášků 2

Uspořádání směsí dokonale oddělená směs dokonale smísená (uspořádaná) směs náhodná směs pravděpodobnost, že v libovolném bodě směsi nalezneme částici nějaké složky je rovná zastoupení dané složky ve směsi Reálné směsi Náhodné volně tekoucí látky Uspořádané kohezní látky interakce mezi různými složkami 3

Měřítko homogenity Homogenní směs = odebrané vzorky mají shodné vlastnosti Homogenita závisí na velikosti vzorku při dostatečné velikosti vzorku jsou všechny směsi homogenní Měřítko homogenity nejmenší velikost vzorku pro kterou je rozptyl vzorků pod zvolenou kritickou hodnotou Praxe homogenity ve farmacii Charakter směsi pravděpodobnost získání uspořádané směsi je malá většina směsí je náhodná (zvláště u prášků) statistický charakter homogenity Multikomponentní směsi důležitá je homogenita API pseudobinární pohled na směs API + excipienty Měřítko homogenity odpovídá velikosti konečné lékové formy 4

Statistické okénko Náhodná veličina proměnná, jejíž hodnota je jednoznačně určena výsledkem náhodného pokusu výsledek hodu kostkou obsah API ve vzorku náhodné směsi Střední hodnota náhodné veličiny součet hodnot všech možných výsledků náhodného pokusu násobených pravděpodobností jejich výskytu střední hodnota výsledku hodu kostkou E 1 X 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 3, 5 1 6 6 6 6 6 6 Statistické okénko Střední hodnota náhodné veličiny střední hodnota obsahu API v odebraném vzorku E X lim N počet možných výsledků náhodného odběru je nekonečný Výběrová střední hodnota aritmetický průměr N i 1 N X střední hodnota obsahu API v odebraném vzorku pro nějaký výběr skutečně provedených pokusů i X N i 1 N X i 5

Statistické okénko Směrodatná odchylka náhodné veličiny měřítko variability náhodné veličiny pravděpodobnost, že se hodnota náhodné veličiny bude od střední hodnoty lišit nejvýše o jednu směrodatnou odchylku, je výrazně vyšší než 0,5 pravděpodobnost, že se hodnota bude lišit nejvýše o dvě směrodatné odchylky, je velmi vysoká. X N i 1 N X X i 2 Statistické okénko Výběrová směrodatná odchylka měřítko variability výsledků náhodných pokusů variabilita obsahu API v odebraných vzorcích Relativní (výběrová) směrodatná odchylka RSD % měřítko variability vztažené ke střední hodnotě např. porovnatelné pro obsahy API 2 mg a 4 mg s x N i 1 X X i N 1 RSD s X X 100 % 1 X N i 1 X X i 100 % N 1 6

Hodnocení homogenity Relativní výběrová směrodatná odchylka z odebraných vzorků jednoduchá často používaná paradoxně nemá rozsah 0 100 % Index mísení řada různých vzorců rozsah 0 1 σ MAX zcela segregovaný stav σ MIN minimální dosažitelná nehomogenita (analýzy) 2 MAX API w 1 w 2 2 MAX 2 MIN M API 2 MIN W(API) sigmamax RSD_MAX 0,001 0,000999 0,03 31,61 0,01 0,0099 0,10 9,95 0,1 0,09 0,30 3,00 0,2 0,16 0,40 2,00 0,3 0,21 0,46 1,53 0,4 0,24 0,49 1,22 0,5 0,25 0,50 1,00 0,6 0,24 0,49 0,82 0,7 0,21 0,46 0,65 0,8 0,16 0,40 0,50 0,9 0,09 0,30 0,33 1 0 0,00 0,00 Vlastnosti náhodné směsi Variabilita odebraných vzorků Předpoklad (pseudo) binární směsi podobných složek w API 1 w w API obsah jedné ze složek směsi (API) s směrodatná odchylka obsahu API n počet částic ve vzorku n API Definuje minimální počet částic na jednotku lékové formy umožňující homogenitu WAPI = 0,01 sigma_mi RSD_min, n n % 1 0,099499 995,0 10 0,031464 314,6 100 0,00995 99,5 1000 0,003146 31,5 10000 0,000995 9,9 100000 0,000315 3,1 1000000 9,95E-05 1,0 10000000 3,15E-05 0,3 7

Vzorkování sypkých látek Mechanismy mísení konvekce relativní pohyb skupin částic vůči jiným skupinám tzv. makroskopické mísení, disperze pohyb jednotlivých částic vůči toku částic tzv. mikromísení, střih pohyb jednotlivých vrstev částic důležitý k rozrušení shluků v kohezních směsích 8

sypkých látek Mechanismy mísení konvekce disperze a) střih b) c) Konvektivní a disperzní mísení 9

sypkých látek Rotační mísiče rotující nádoby s vestavbami převládá disperzní mechanismus frekvence otáčení 5 30 min -1 sypkých látek Konvekční mísiče orbitální míchadlo vertikální míchadlo horizontální míchadlo statická nádoba s dopravníkem převládá konvekce, střih vhodné pro aglomerující směsi obtížné čištění 10

sypkých látek Fluidní mísiče s tryskající vrstvou s proudem vzduchu velmi rychlé míchání možnost kombinovaného zařízení s jiným procesem sušení, granulace vhodné pro tekoucí a mírně kohezní prášky Volba mísiče pro sypké látky Ideální mísíč trojrozměrný pohyb částic (nikoliv shluků) eliminace mrtvých zón Reálný mísič kompromis kvality mísení a kompatibility s procesem Postup výběru eliminovat nevhodné typy vybrat optimální mísič z hlediska kvality mísení, výkonu, ceny 11

Vybrané faktory s vlivem na výběr Procesní požadavky Změna velikosti částic během mísení Možnost zachování čistoty Kontinuální / vsádkový provoz Poměr mezi mícháním a segregací Lepší u konvekčního mechanismu, horší u difuze a střihu Vliv tokovosti částic Procesní parametry bubnových mísičů Hlavní parametry frekvence otáčení f [s -1 ] stupeň zaplnění φ [%] velikost zařízení Kritická rychlost (frekvence) otáčení rychlost, při které dochází k odstředivému pohybu částic f c 1 2π g R 12

Pohyb prášků v mísíči a. b. c. d. e. f. Druhy pohybu prášků v mísiči a. klouzavý b. sesuvný (0 3 % f c ) c. rolovací (3 30 % f c ) d. kaskádový (3 30 % f c ) e. spádový (30 100 % f c ) f. odstředivý pohyb Stupeň zaplnění, % b. d. c. a. e. f. Frekvence otáčení, ot.min -1 Pohyb prášků v mísíči Rolovací a spádový pohyb Aktivní oblast Aktivní oblast Statická oblast Statická oblast Rolovací pohyb Závisí na stupni zaplnění Kaskádový pohyb probíhá pouze v aktivní oblasti 13

API, mg API, mg Stupeň zaplnění Zaplnění větší než 50 % může dojít ke vzniku nepromíchávaného jádra Kinetika a rovnováha mísení Kinetika jak dlouho to trvá? Rovnováha jak dobře to lze zamíchat? 10 10 7,5 7,5 5 5 2,5 2,5 0 0 20 40 60 80 100 Time 0 0 20 40 60 80 100 Time Kinetika Kinetika 14

RSD, % Procesy při mísení prášků Segregace je vratný proces 0 Čas, min Kinetika mísení Počáteční stupeň homogenity, a+c RSD, % Konvekce Střih Nejvyšší stupeň homogenity, c Difúze čas, min Optimální doba mísení bt R k RSD k RSD RSD M S 0 SD a.e c drsd dt 15

Příčiny segregace Rozdíly ve velikosti částic Rozdíly v morfologii Rozdíly v hustotě Poměr složek Kohezní interakce vlhkost statický náboj Mechanismy segregace Dráhová Perkolační Fluidační 16

Mechanismy segregace Prosévání Fluidizace Segregace u stěny zařízení Tok částicové směsi poblíž stěny Adhezní síly závisejí na typu částice Některé částice mají vyšší afinitu ke stěně 17

Segregace Segregace v různých typech mísičů Příklady segregace Větší částice jsou hmotnější, mají větší setrvačnost a dokutálí se dále MAteriály mají různý sypný úhel 18

Příklady segregace Větší částice jsou hmotnější a propadnou do kráteru Klasické prosévání velké částice nemohou prostupovat malými, ale naopak ano Příklady segregace Velké částice jsou méně stabilně ukotveny a mohou strhnout lavinu Dráhová segregace v prostředí s aerodynamickým odporem 19

Příklady segregace Fluidační segregace při plnění sila Výtok segregované směsi nálevkovým tokem 20