幹(gàn)法製粒是將藥物和輔(fǔ)料粉末混合均勻,經過一定壓力擠壓成具有一定(dìng)硬度的塊狀、片(piàn)狀後,通(tōng)過篩網製成顆粒的方法。該法靠壓縮力使粒子之間產生結合力,必要(yào)時可加入幹(gàn)黏合劑,增加粒子間的結合(hé)力。幹法製粒適用(yòng)於熱(rè)敏性物(wù)料、遇水易分解的藥物以及易於壓縮(suō)成型的(de)物料,該工藝在固體製(zhì)劑中已有(yǒu)廣泛應用,是目前國內(nèi)比較成熟的製粒技術,與濕法製粒相比(bǐ)較(jiào),不需要添加黏合劑,無需潤濕、混合幹燥等,具有工藝簡單、易於操作的優點[1]。
幹法製粒工藝的基本流程如圖1:將(jiāng)物料按混合工藝進行混合後,加入到(dào)幹法製(zhì)粒機料鬥(dòu),通過螺旋杆送料至兩個壓輥之間,設置壓輥的轉速實現(xiàn)連續的(de)送料與出料,通過(guò)調(diào)節壓輥的壓力(lì)使薄(báo)片(piàn)成型,最後將成形的薄片經剪切粉碎,過篩網整粒得幹顆粒。
除上述設(shè)備自身(shēn)可調(diào)節的(de)參數外,還存在壓輥間隙範圍,壓(yā)輥間隙(xì)範圍也決定了薄片厚度,薄片厚度的調節通(tōng)常與螺旋送料轉速(sù)、壓輥轉速、成型壓力之間三者形成動態變化的過程。
幹法製(zhì)粒(lì)工藝設備基本原(yuán)理如圖2所示[2]:
幹法製粒機的原理(lǐ)可分為水平送料幹法製粒機和(hé)垂直送料(liào)幹法製粒機,目前比較常用的是水平送料的幹法製(zhì)粒機,與(yǔ)垂(chuí)直送料幹法製粒機比較,水平送料幹法製粒機能(néng)夠減少重力作用下漏掉的未經幹(gàn)壓細粉(fěn),提高顆粒的收率,且水平送料幹壓機的滾壓區與顆粒下料區(qū)互相(xiàng)分開,可收集未幹壓的細粉重新加入(rù)料(liào)鬥進行幹壓,提(tí)高幹(gàn)壓的效(xiào)率,但兩種原理的幹壓機實現的目的是相同的。
幹法製粒工藝考察思路:了(le)解幹壓機的基本工藝流程與設備原理後,通過一台具體的幹(gàn)發製粒(lì)機來(lái)進行幹法(fǎ)製粒參數考察。例:一台小(xiǎo)試幹(gàn)法製粒機包(bāo)括列表內(見表1)以下參數,其中幹法製粒工藝屬於連續生產模式,即隨著時間延長,生產的批量越大,因此(cǐ)沒有(yǒu)批量的限製,該設備具備1-40kg/h的生產能力,如果物料足夠(gòu),可分批考察不同的參數。
各(gè)因素對幹法製粒效果的影響:
(1)物(wù)料粉體(tǐ)特性:物料的粉體特性由處方決定,即物料的原輔料組成是否適(shì)合進行幹法製粒加工,因此(cǐ)在處方考察完成後,根據物料的(de)可壓縮性、流動性等判斷,確定使用(yòng)幹壓工藝後再(zài)進行參數考察,或原(yuán)研廠家同樣采(cǎi)用(yòng)幹法製(zhì)粒工(gōng)藝為宜。
(2)成品(pǐn)粒度(dù)(0.2-2.0mm):製粒(lì)機(jī)篩網孔徑直徑大小可決定成品的粒度,過大的篩網製得的顆(kē)粒不規(guī)則,過小的(de)篩網製(zhì)得的顆粒可能細粉較多,對流動性(xìng)不好(hǎo)的物料(liào)則不宜選擇較小的篩網。過大或過小的篩網孔徑都會對最終顆粒性質產生不良影響。
(3)壓(yā)輥壓(yā)力(≤160bar):指兩(liǎng)個壓輥施加在(zài)物料上的力,直接影響物料的(de)壓(yā)實性,對薄片(piàn)的硬(yìng)度也有影響,是幹壓製粒中需要考察(chá)的關鍵參數。
(4)螺旋送(sòng)料轉速(20-80rpm):螺旋送料轉速通常是與其他參(cān)數聯動作用,在設備的自(zì)動模式下(xià)可根據壓輥間隙自動調整,因此不是獨立的關鍵工藝參數,不必進行單獨的(de)研究。
(5)壓輥轉速(6-18rpm):壓輥轉速決定了物料在壓(yā)輥之間(jiān)軋合區域的停留時間,直接影響物料中空氣被排(pái)除(chú)的情(qíng)況(kuàng),同樣會影(yǐng)響顆粒的壓實性,同(tóng)時,壓輥轉速也會(huì)影響幹法製粒的生產效率(lǜ),在工藝可接受的情況下,傾向於(yú)使用更(gèng)大的壓輥轉(zhuǎn)速(sù)提高生產效率。
(6)壓輥間隙:是指兩個壓輥之間最(zuì)近點的距離(lí),與壓輥間的物料(liào)所受(shòu)壓力及所通過的物料數量(liàng)密切相關。
(7)製粒轉速(100-150rpm):製粒轉速影響整粒的效率,在生產中(zhōng)為提高效率,避(bì)免整粒工序成為限速步驟,可根據設備實際情況設定為100-150rpm。
通過對(duì)各因素的影響進行評估,幹法製粒工序(xù)的關鍵工藝參數(shù)有:壓輥壓力(bar)、壓輥間(jiān)隙(mm)及壓輥轉速,其(qí)中壓(yā)輥壓力對顆粒性質有關鍵影響。實驗設計:首先對壓輥壓力進行(háng)考察,根據最大壓力範圍(wéi)內(<160bar)設置(zhì)單因素考察實驗,可分別考察(chá)壓力(lì)為20bar 、40bar 、70bar 、100bar等不同壓力。不同壓力參(cān)數(shù)條件下得(dé)到的(de)薄片,通過直接觀察能得到薄片的厚度和感知硬度等,但信息有限。將幹壓得到的顆粒通過測(cè)定粉體學性(xìng)質能較(jiào)直觀的體現出差異,畢竟,一個穩定的處方(fāng)工藝需要量化的指標控製而非經驗。將(jiāng)所得的幹壓顆粒(lì)繼續進行下一(yī)步工(gōng)藝,可以提現出顆粒性質的差異,例如某處方顆粒性質對流動性和可壓(yā)性影響如(rú)下表
同樣壓力條件下(20bar),通過對細(xì)粉進行(háng)二次幹壓來控製細粉的比例可改善粉體的流動性,幹壓製粒壓力增加至70bar或120bar時,顆粒的可壓性明顯變差,說明顆粒做的過實、過硬,篩選出工藝可接受(shòu)的壓力範圍為20-70bar。
在(zài)壓輥壓力單因素考察的基礎上(shàng),設計因子試驗或正交試驗,各因子水平根據物料實際情況進行(háng)設定[3]。例:某處(chù)方設置三因素三水平(píng)試驗如下表3。
根據壓片工(gōng)藝或溶出的實際情況,設定可接受的標準,篩選出工藝變量的參數(shù)範圍。表4為舉例,具體參數還需根據實際情況設定。
小(xiǎo)試參數考察完成後,小試基礎可為中試放大提供(gòng)數據支持,若小試批和中試批都將使用同一(yī)型號的幹法製粒(lì)機,則(zé)批量的放大僅僅是延(yán)長製粒時間,工藝參數可保持(chí)不變,若幹法製粒設備發生變換,將基於風險評估重新對幹法製粒(lì)高風險因素進行研究(jiū)。例:一台中試幹壓機設備參數如表5所示,該中試設備具有更大的壓輥(gǔn)麵積,生(shēng)產能力更高,各參數也已發生改變。
小試的設備參數與放(fàng)大批(pī)並不具有對應的關係,但二者之間(jiān)仍然存(cún)在緊密的聯係,即(jí)製(zhì)得(dé)的顆粒狀態保持一致,參考小試顆粒的量化指標逆向考察中試幹(gàn)法製粒各參數,可避免因顆粒性質偏差較大影(yǐng)響其它工(gōng)藝步驟。
參考文獻
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