Материал: В.И.Чуешов, Л.А.Мандрыка, А.А. Сичкарь Оборудование и основы проектирования химико-фармацевтических производств

4

ции, 7 - выход мелкой фракции

Интенсивность качания вибратора можно регулировать.

2.6. Оборудование производства твердых лекарственных форм

Производство твердых лекарственных форм включает опер;щии: смешивания ингредиентов; грануляции полученной смеси; калибровки и опудривания гранул; таблетирования; нанесения покрытий; упаковки в блистеры, флаконы, пеналы; упаковки блистеров, пеналов, флаконов в кар­ тонные коробки. GMP рекомендует проводить технологические процессы получения твердых лекарственных форм в оборудовании, где возможно последовательное проведение нескольких операций в одном рабочем объ­ еме, напр11мер: смешивание и гранулирование (смесители-грануляторы); грануляцию и сушку (грануляторы-сушилки); смешивание, грану яцию, сушку и опудривание (смесители-грануляторы-сушилки). Такое оборудо­ вание позволяет избежать загрязнения сырья, полупродуктов, максимально автоматиз11 ровать ведение ,процесса; сократить затраты ручного труда и

времени.

Оборудование для проведения процессов смешивания, грануля­ ции и сушки. Смешивание твёрдых сыпучих материалов между собой, а также твёрдых материалов с жидкими компонентами в таблеточном и дру­ гих производствах осуществляется, в осно.вном, в смесителях периодиче­ ского действия с двумя Z-образными лопастями или червячным переме­ шивающим устройством и поворотным корпусом. Масса загружаемой сме­ си составляет 80-450 кг. Перемешивающие устройства могут вращаться в

..

.. ..

..

одном или противоположных направлениях. Перемешивание массы осу­ ществляется в процессе её перетирания между лопастями и стенками ко­ рыта Таким комбинированным действием достигается гомогенизация пе­ речешиваемой массы. Корпус смесителя может иметь рубашку для подачи

теплоили хладоаrента.

Массовая производительность смесителей периодического дейс1 вия Q, кг/ч, определяется:

V·v·K

Q= т з'

V - номинальный объём смесительной камеры, м3;

v - насыпная масса смеси, кг/м3;

К, - коэффициент заполнения смесительной 1<амеры;

Т - длительность производственного цикла смешивания, ч. Длительность производственного цикла смешивания определяют по

формуле:

Т=Т1 +Т2+Тз, где Т1 - время загрузки смесителя, ч;

Т2 - время смешивания, ч; Т - время выгрузки готовой смеси из смесителя, ч. Гранулирование3 . Подготовка гранулята является очень важной опе-

рацией в производстве твёрдых лекарственных форм и для её осуществле­ ния используются грануляторы с различным принципом действия: колеба­ тельные; центробежные; экструзионные; тёрки. Широкое распространение получили экструзионные грануляторы.

Этот гранулятор представляет собой перфорированный цилиндр со сплошным торцом. Внутри цилиндра вращается винтовой вал. Материал выдавливается через перфорированный цилиндр и попадает в специальный барабан, где происходит окончательная обработка. На предприятиях при­ меняются грануляторы типа 3027 (Мариупольского ЗТО), а также грануля­ торы немецкой фирмы «Glatt», производительность которых от 150 кг/ч, а

диаметр отверстий изменяется в интервале от 1 до 4 мм, через каждые 0,5

мм.

На сегодняшний день на предприятиях отдают предпочтение обору­ дованию, в котором совмещены операции СТ\1ешивания и гранулирования, что позволяет снизить затраты времени на проведение процесса и потери сырья. На рис.2 11 представлен смеситель-гранулятор фирмы «Glatt» VG-600, который представляет собой емкость с откидывающейся крыш­ кой, изготовленную из нержавеющей стали.

В днище ёмкости установлена трёхлопастная резцовая мешалка, вращающаяся со скоростью 4-8 об/с. В боковой части ёмкости внизу, со сторfны противоположной выгрузному отверстию находится импелл.ер - винт, оборудованный ножами, с помощью которого гомогенизированный материал измельчается в гранулят. Гранулят выводится из ёмкости через пневматически управляемое выгрузное отверстие.

- .ьl

Рис 2.11 Смсси- 1ель-1·ранулятор фирмы

"Glatt» VG-600

1 - панель управле­ ния, 2 - привод, 3 - люк для загрузки сырья, 4 - мерник д.1я грануляцион1юй жидко­ сти, 5 - откидывающаясярышка, 6 - воздушный филь,р, 7 - емкость смеси­ теля-гранулятора, 8 - ре,­ цовая мешалка, 9 - имnел­ лер, 1О --<Jтверстие для вы­ грузки продукта

Крышка герметично закрывает ёмкость и закрепляется откидными болтами. На крышке ёмкости располагается воздушный фильтр, загрузоч­ ное отверстие, которое имеет предохранительную решётку, мерник для грануляционной жидкости. Крышка оборудована предохранителем, кото­ рый блокирует её открывание в процессе работы. Смеситель-гранулятор

смонтирован на станине, внутри которой размещены электродвигатель и привод. На станине смонтирована панель управления, которая позволяет

автоматически включать установку, регулировать скорость вращения ме­ шалки, параметры работы импеллера, регулировать время проведения опе­ рации и управлять устройством пневматической выгрузки гранулята. Та­ кие смесители-грануляторы могут иметь номинальный объём ёмкости от 25 до 600 л. Коэффициент заполнения ёмкости 75%. Технологический

цикл работы гранулятора 6-10 мин. Из этого времени на гомогенизацию идёт 2 мин., а на грануляцию 4-8 мин.

В тех случаях, когда компоненты таблетируемой массы разлагаются, теряют биологическую активность в присутствии увлажнителей - таблети­

руемая масса подвергается сухому гранулирощшию. Обычно сухое грану­ лирование осуществляется на горизонтальных металлических валках, сжимаемых пружинами или гидравлическим поршнем. Продукт пропуска­ ется между валками в виде непрерывной полосы, которая затем измельча­ ется и просеивается через перфорированную пластину с требуемым разме­

ром отверстий. Для сухого гранулирования может быть применен червяч­ ный экструдер, в котором колонка материала продавливается с большим усилием через пластину с нужным размером отверстий.

Для сухого гранулирования в фармацевтической промышленности применяют гранулятор типа 3027 (Мариупольского ЗТО). Производитель­ ность гранулятора в режиме сухого гранулирования составляет от 150 до 1000 кг/ч. Перспективными являются пресс-грануляторы фирмы «ХУТТ)) (Германия), в которых смесь порошков уплотняется до получения гранул чечевичной формы. Рабочими органами гранулятора являются прессую­ щие валки, которые представляют собой полые цилиндры с зубцами на по-

..

""1

-.

верхнос1 и, между ко1 орыми в стенках цилиндров расположены радиаль­ ные отn1:1к п1я. 13ер1икальный шнек принудительно подаёт порошковую массу. IЗалки, nращаясь в разные стороны, захватывают порошковую массу и продавливают её внутрь через отверстия в стенке полых валков, где спе­ циальный нож срезает гранулы. В результате получают высококачествен­ ные гранулы с одинаковой формой, массой и достаточной прочностью.

Граиулиртитие в «кипящем слое>> является перспективным, потому что в объёме одного аппарата возможно проведение операции смешива1n1я, гранулирования, высушивания и опудривания. Порошок, который подле­ жит гранулированию помещается в рабочую часть аппарата, rде он под­ держивается во взвешенном псевдоожиженном слое потоком воздуха. На него через форсунку наносится гранулирующая жидкость. Псевдоожижен­ ный слой обеспечивает кратковременное взаимодействие лекарствещ1ых веществ с гранулирующей жидкостью и нагретым воздухом, что благопри­ ятно для нестабильных препаратов. Получаемые гранулы характеризуются

хорошей текучестью и прочностью. На наших фармацевтических предпри­ ятиях применяют аппараты СГ-30 и СГ-60 (разработка С-Петербургского IШО «Прогресс)), выпуск - «Дезхимоборудование», г.Пенза), «Aeromatic» (Швейцария), «Glatt» (Германия) и др. Механизм образования гранул в

этом случае отличается от механизма образования гранул при увлажнении смеси в смесителе и последующей грануляции.

Принципиальная схема аппарата СГ-30 представлена на рис.2.12.

е

Рис.2 12. Сушилка-гранулятор типа

6

В рабочую ёмкость загружается до ЗОкг порошкообразной таблеточ­ ной смеси При помощи тележки 5 рабочая ёмкость закатывается в аппарат и посредством воздействия пневмоцилиндра 7 на рычажную с11стему 6 поднимается до уровня обечайки, с которой она соединяется. Поток возду­ ха всасывается вентилятором 2, проходит через воздушный фильтр 8, ка­

лорифер 12 и далее попадает непосредственно под дно ёмкости и проходит через li.eгo снизу вверх. При этом продукт приходит во взвешенное («ки­ пящее») состояние. Затем во взвешенный слой через форсунку l при по­ мощи насоса 11 подаётся гранулирующая жидкость. По окончании грану-

37

лирования подача жидкости прекращается и форсунка продувается сжатым воздухом, который подаётся компрессором 9. После этот гранулят сушится в режиме «кипящего слоя». При этом увлажнённый воздух проходит через установленный над форсункой рукавный фильтр 13, в котором задержива­

ются мелкие частицы гранулированного и высушенного материала, а очи­ щенный воздух через ве_нтиляционный канал выбрасывается в атмосферу. Процесс длится 25-45 мин.

Одним из важных факторов при сушке и гранулировании в кипящем слое является распределение фракций по размерам. В данной установке на фракцию 0,25-2 мм приходится около 90 %. Этот показатель - одно из преимуществ установки.

Сушка На качество получаемых таблеток существенное влияние

оказывае;r влажность прессуемого материала. В зависимости от,характера гранулятов сушку проводят в полочных сушw,ках, вакуум-сушw,ьных

1икафах, в cy,uw,кax с псевдоо:,ки:нсенным слоем, сушилках с ИК­

излучение"н ll суmилка.х с СВЧ. На сегодняшний день в производстве ча­ ще всего применяются сушилки с псевдоожиженным слоем. На отечест­

венных предприятиях используются следующие типы сушилок этой кон­ струкции: СП-30; СП-60; СП-100, где цифра указывает количество загру­

жаемого материала, кроме того на наших предприятиях используются ап­ параты такого же типа зарубежных фирм "Aeromatic-AG" (Швейцария);

UTPA-30, 200, 400 Munster (Швейцария); "Glatt" (Германия); "Manesty"

(Англия) и др.

Преимущества сушилок с псевдоожиженным слоем - высокая ско­ рость процесса (20-50 мин); сокращение энергозатрат и рабочих площадей; простота конструкции; возможность полной автоматизации и улучшение

условий обслуживания; возможность сушить термолабильные препараты; высокая скорость межфазного тепло- и массообмена.

Таблетирование. К конструкции таблеточных машин и их оснаще­

нию в соответствии с требованиями ВОЗ и GМР предъявляются очень вы­ сокие требования: герметизация рабочего пространства таблеточной ма­

шины для предупреждения перекрёстной контаминации; удобство о истки

машины; простота замены оснастки; изготовление рабочей камеры, где происходнт таблетирование из нержавеющей стали без применения лаки­ рованых поверхностей; наличие рессорного механизма установки машины

сцелью уыеньшения вибрации; автоматическое управление машинами.

ВУкраине и странах СНГ в производстве таблеток широко исполь­ зуют роторные таблеточные 111а иины (РТМ), разработчиками и изгото­

вителями которых являются НПО "Прогресс" (С-Петербург) и Мариуполь­ ский зто

Широко применяются следующие таблеточные машины:

РТМ-41М2В, у которой 41 пара пресс-инструмента, максимальная глубина заполнения матрицы - 18 мм диаметр таблеток 5-15 и 20 мм.

"

.. ..

"4

..

РТМ-3028 - 57 пар пресс-инструмента, глубина заполнения маrриц1,1

до 18 мм, диаметр таблеток 16-18 мм. Машина предназначена для прямого прессова11ия.

РТМ43 - 43 пары пресс-инструмента, глубина заполнения матрицы 17 мм; диаметр таблеток 13-20 мм

РТМ-300М - применяется для изготовления таблеток цилиндриче­ ской формы небольших диаметров с плоскими и сферическими торцами. Максимальная глубина заполнения матриц до 12 мм.

Производительность некоторых типов таблеточных машин может достигать 495 тыс. таблеток в час. На предприятиях эксплуатируют табле­ точные машины известных западных производителей: Fette, Kilian (Герма­ ния); Manesty (Англия) и др.

Контроль массы таблеток производится устройством, производи­ тельность которого не менее 2000 операций/час при массе контролируемой таблетки 0,15-0,75 г. Установка состоит из узла отбора таблетоi,'" блоков контроля и сигнализации. В случае отклонения массы таблеток от заданно­ го значения включается сигнальная лампа. Конструкция современных за­ рубежных машин предусматривает их включение и остановку в случае от­ клонения массы таблеток от нормы.

Автоматический контроль на металлические включения производит­ ся при помощи устройства, которое обнаруживает и извлекает нз потока таблетки с металлическими включениями. Они обеспечивают обнаружение включений размером до 0,5 мм при скорости потока 100 тыс. таблеток в час. По окончании прессования таблетки помещают в установку для обес­ пыливания, которая снабжена пылесосом. Производительность установки до 150 кг таблеток в час. В современных зарубежных таблеточных маши­ нах обеспыливание таблеток производится сразу в машинах. На качество таблеток влияет величина давления, скорость прессования, состояние и из­ нщ:остойкость пресс-инструмента, а именно: твёрдость, качество, форма пуансонов и матриц. Более всего изнашивается пресс-инструмент, так как он испытывает большие нагрузки: частота циклов более 4 тыс./мин, усилия прессования до 100 кН. Стойкость матриц в 2-3 раза ниже, чем у пуансо­ нов. Поэтому в Украине и за рубежом большое внимание уделяется выбо­ ру материалов повышенной износостойкости для изготовления пресс­ инструмента. Это материалы на основе карбидов хрома и никеля, кобаль­ тохромовольфрамовые и азотированные стали, бронзовые сплавы.

Для формирования таблеток методом тритурации на некоторых на­

ших предприятиях используют довольно сложные по конструкции маши­ ны фирмы "Fette" (Германия).

Оборудование для нанесения покрытия на таблетки Покрытия наносятся, в основном, двумя методами - в дражировочных котлах и аппа­ ратах,псевдоожиженного слоя,

Нанесение покрытий в дражировочных котлах широко применяет­ ся на предприятиях. Этот метод отличается высокой производительностью. В котёл который вр,ащается со скорос:rью 30-60 об/мин, помещают двояко-