幹法製(zhì)粒是將藥物和輔料粉末混合均勻,經過(guò)一定壓力擠壓成具有一定硬度的塊狀、片狀後,通過篩網製成顆粒的(de)方法。該法靠壓縮力使粒子(zǐ)之間產生(shēng)結合力,必(bì)要時可加(jiā)入幹黏合劑,增加粒子間(jiān)的(de)結合力。幹法製粒適用於熱敏性物料、遇水易分解的藥物以及易於壓縮成型(xíng)的物料,該工藝在固體製劑中(zhōng)已有廣泛應用,是(shì)目前國內比較成熟的製粒技術,與濕法製粒(lì)相比較,不需要(yào)添加黏合劑,無需潤(rùn)濕、混(hún)合幹燥等,具(jù)有工藝簡單(dān)、易於操作的優點[1]。
幹法製粒工藝的基本流程(chéng)如圖1:將物料按混合工藝(yì)進行混合後(hòu),加入到
幹法製粒機料鬥,通過(guò)螺旋(xuán)杆送料至兩個壓輥之間,設置壓輥(gǔn)的轉速實(shí)現(xiàn)連續的送料與出料,通過調節壓輥的壓力使薄片(piàn)成型,最後將成形的(de)薄片經(jīng)剪切粉碎,過(guò)篩網整粒得(dé)幹顆粒。
除上述設備自身可調節的參數外,還存在壓輥間隙範圍,壓輥間隙範(fàn)圍也決定了薄片厚度(dù),薄片厚度的調節通常與(yǔ)螺旋送料轉速、壓輥(gǔn)轉速、成型壓力之間三者形成動態變化(huà)的過程。
幹法製粒工(gōng)藝設(shè)備(bèi)基本原理如圖2所示[2]:
幹法製(zhì)粒機的原理可分為水(shuǐ)平送料幹法製粒機和(hé)垂直送料幹(gàn)法製粒機,目前比(bǐ)較常用(yòng)的是水平送料的幹法製粒機(jī),與垂直送料幹法(fǎ)製(zhì)粒機(jī)比(bǐ)較,水平送料幹法製粒機能夠(gòu)減少(shǎo)重力(lì)作用下漏掉的未經幹壓細粉,提高顆粒的收率,且水平送料幹壓機的滾壓區(qū)與顆粒下料區互相分開,可收集未幹(gàn)壓的細粉重新加入(rù)料鬥進(jìn)行幹壓,提高幹壓的效率,但兩種原理的幹(gàn)壓機實現的目的是相同的。
幹法製粒工藝考察思路:了解幹壓機的基本工藝流程與設備原理後,通過一(yī)台具體的幹法製粒機來進行幹法(fǎ)製粒參數考察。例(lì):一台小試幹(gàn)法製粒機包括列表內(見表1)以下參數,其中幹法製粒工藝屬於連續(xù)生產模式,即隨著(zhe)時間(jiān)延長,生產的批量(liàng)越大,因此(cǐ)沒有批量的限製,該設備具備1-40kg/h的生產能力,如果物料足夠,可(kě)分(fèn)批考(kǎo)察不同的參(cān)數。
各因素對幹法(fǎ)製粒效果的影響(xiǎng):
(1)物料粉(fěn)體(tǐ)特性:物料的粉體特性(xìng)由處方決定,即物料的原輔料組成是否(fǒu)適合進行幹法製(zhì)粒加工,因此在處方考察完成後,根據物料的可壓縮性、流動(dòng)性等判斷,確定使用幹壓工藝後再進行(háng)參數考察,或原研廠家同樣采用幹法製粒工藝為宜。
(2)成品粒度(0.2-2.0mm):製粒機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粒不規則,過小的篩網製得的顆粒可能細粉較多,對流動性不好的物料則不宜選擇較(jiào)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(liáng)影響。
(3)壓輥壓力(≤160bar):指兩個壓輥(gǔn)施(shī)加在物料上(shàng)的(de)力,直接影(yǐng)響物料的壓實性,對薄片(piàn)的硬度(dù)也有影響,是幹壓(yā)製(zhì)粒中需要考(kǎo)察的關鍵參(cān)數。
(4)螺(luó)旋送料轉速(20-80rpm):螺旋(xuán)送料轉速通常是與其他參數聯動作用,在設備的自動模式(shì)下可根據壓輥間隙自動調整,因此不是獨(dú)立的關鍵工藝參數,不必(bì)進行單獨的研究。
(5)壓輥轉速(6-18rpm):壓輥轉速決定了物料在壓輥之間軋合區域(yù)的(de)停留時間,直接影響物料中空氣(qì)被排除的情況,同樣會影響顆粒的壓實性,同時,壓(yā)輥轉速也會影響幹法製粒的生產效率,在工藝可(kě)接受的情況下(xià),傾向於使用(yòng)更大的壓輥轉(zhuǎn)速(sù)提高生產效率。
(6)壓輥間隙:是(shì)指兩個(gè)壓輥之間最近點的距離,與壓輥(gǔn)間的物(wù)料所受壓力及所(suǒ)通過(guò)的物料數量密切相關。
(7)製粒轉速(100-150rpm):製粒轉速影響整粒的效率,在(zài)生產中為提高效率,避(bì)免整粒工序(xù)成為限速步驟,可根據設備實際情況設定為100-150rpm。
通過對各因素(sù)的影響進行評估,幹法製粒工序的關鍵工藝參數有:壓輥壓力(bar)、壓輥間隙(mm)及壓輥轉速,其中壓輥壓力對顆粒性質(zhì)有關鍵影響。實驗設(shè)計:首先對壓(yā)輥壓力進(jìn)行考察,根據最大壓力範圍內(<160bar)設置單因素考(kǎo)察實驗,可分(fèn)別考察壓力(lì)為20bar 、40bar 、70bar 、100bar等不同壓力。不同壓力參數條件下得到的薄(báo)片,通過(guò)直接觀察能得到(dào)薄片的厚度和感知硬度等,但(dàn)信息(xī)有限。將幹壓(yā)得到的顆(kē)粒通過測定粉體學性質能較直觀的體現出差異,畢竟,一個穩定的處(chù)方工藝需要量化的指標控製而非經驗。將所得的幹壓顆(kē)粒繼續進行下一步工藝,可以體現出顆(kē)粒性質的差異,例如某處方顆粒(lì)性質對流動性和可壓(yā)性影響如下表
同樣壓力條(tiáo)件下(20bar),通過對細粉進行二次幹(gàn)壓來控製細粉的比(bǐ)例可改善粉體的流(liú)動性(xìng),幹(gàn)壓製粒壓力增加至70bar或(huò)120bar時,顆粒的可(kě)壓性明顯變(biàn)差,說明顆粒做的過(guò)實、過硬,篩選出工藝可接受的壓力範圍(wéi)為20-70bar。
在壓輥壓(yā)力單因素考察的基礎上,設計因子試驗或正交試驗,各因子水平根據物料(liào)實際情況進行設定[3]。例:某處方(fāng)設置三因素三水平試驗如下表3。
根據壓片工藝或溶出的實際情(qíng)況,設定可接受的標(biāo)準,篩選出工藝變量的參數範圍。表4為(wéi)舉例,具體參數還需根據實際情況設定。
小試參數考察(chá)完成後(hòu),小試(shì)基礎可為中試放大提供(gòng)數據(jù)支持,若小試批和中試批都將使用同一型號(hào)的幹法製粒機,則批量(liàng)的放大僅僅是延長(zhǎng)製粒時間,工藝參數可保持不變,若幹法製粒設備發生變換,將基於風險評估重新對(duì)幹法製粒高風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行研究。例:一台中試幹壓機設(shè)備參數(shù)如表5所示,該中(zhōng)試設備具有更大的壓輥麵積,生產能力更(gèng)高,各參數也已發生改變。
小試的設備參數與放大批並不具有對應的關係(xì),但二者之間仍然存在緊密(mì)的聯(lián)係,即製得的顆(kē)粒狀態保持一致,參考小試顆粒的量化指標逆向考察中(zhōng)試幹法製粒各(gè)參數,可避免因顆粒性質偏差較大(dà)影響其它工藝步驟。
參考文獻
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