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用于薄膜包衣生产包衣机的基本要素探讨

时间:2016-06-17      阅读:5144

摘要:从薄膜包衣质量要求为切入点,分锅的转动速度,喷雾流量与喷雾雾化压力,喷枪到片床距离与喷射的角度和方向,入口空气流量与温度,出口空气的温度与出口空气的露点,片床温度与包衣液温度几方面探讨了用于薄膜包衣生产包衣机的基本要素,zui后阐述了其相互关系。

关键词:薄膜包衣;包衣机;质量;锅转动速度;喷雾流量;雾化压力;喷枪;片床;喷射;空气流量;空气与温度;空气露点;片床温度;基本要素

 

1.薄膜包衣机质量要求

在2010版中国药典第二部附录IA中薄膜包衣质量要求:“……薄膜衣片应在包薄膜衣检查重量差异关符合规定。”同时要求:“片剂外观应完整完洁,色泽均匀,……”。

而文献对薄膜包衣质量要求:(1)外观检查,包括壳子、颜色、污点等;(2)平均片重与片重差异;(3)崩解时间;(4)厚度;(5)干燥失重。

从上可知,国内对薄膜包衣质量(特别是外观)的检测和评定中还处在人工目测阶段,无法能定量、定型地做出评价。然而,国外对薄膜包衣质量评价的项目很多,畅游表面粗糙度、表面光泽度、膜厚度均匀性、薄膜白衣的缺陷。文献认为所形成薄膜包衣外观缺陷常有:如裂开、标识架桥、剥落、皱皮、花斑、粘结、色泽差异、针孔及气泡等。国内文献则认为所形成薄膜包衣外观缺陷常有:短暂粘连与皱皮。有了上述要求就可探讨其选用基本要素。

 

2.对用于薄膜包衣机生产包衣机的基本要素探讨

国内文献认为薄膜包衣过程主要如下:入口空气流量;入口空气温度;喷雾流量;喷雾雾化压力;喷枪到片床距离;喷射的角度和方向;出口空气的温度;出口空气的露点;片床的温度;锅的转动速度;包液的温度。因此,可围绕上述几个方面进行探讨。

 

2.1锅(即滚筒,以称之)的转动速度

一般认为:包衣滚筒转速太低,片芯会发生发亮互相粘结,造成类似“粘结”的质量问题;包衣滚筒转速太高,则因过分摩擦而导致“剥落”或碎片。这里便引出恒定滚筒转动速度优化选用以及滚筒转速在整个包衣过程是否可变两个问题?

  1. 滚筒转动速度优化的目的是维持片料床的适宜速度,即保证片芯有效的反动有不会让片芯飞出料床。可用一种方法确定速度的范围,当一定片芯装入滚筒后,试启动用zui小的速度慢慢开始增加,同事观察滚筒内任何地方的片芯能反动,既能消除片芯反动的盲区,此时增加的速度为zui小速度。尔后,继续增大滚筒转速,观察有单个片芯跳出雾化所覆盖的片料床区域时,可认为适用的zui大速度。要研究此转速范围优化的目的便是知道操作者合理设定转速。
  2. 滚筒转动速度在整个包衣过程可变性,国内部分包衣机在整个过程滚筒转动速度是基本不变的,而包衣过程是由雾化和干燥两个阶段所组成的,其中雾化过程约占总包衣过程的40%左右。在雾化过程需要达到包衣液在片芯上薄膜达到完整,此时锅转动速度应用zui小速度、单到了干燥阶段,为了增加片床的被包敷片芯的运动通道或间隙,以达到干燥均匀一直目的,这样滚筒转动速度就需用zui大速度。由此看来,包衣机的滚筒转度速度应变频可调,且能有菜单来设定其变化。

小结:(1)滚筒的转动速度过快:素片磨损加大,平均片重降低;易产生磕边、碎片等现象;单位面积的片床吸附到的包衣液少,增加素片损坏的几率。(2)滚筒的转速过慢:素片表面细粉来不及除去,易随包衣液吸附到片面,导致片面光洁度差;包衣液喷到片面来不及干燥,导致片芯水分增加,刻字片形成架桥现象等。因此,滚筒的转动速度适中。

 

2.2喷雾流量与喷雾雾化压力

喷雾流量即雾化量,其实单位时间对喷雾的包衣液的总量。喷雾雾化压力,其含两个概念,即喷枪口雾化器与混悬液产生薄雾的压力及雾化气本身的压力。

国内包衣机喷雾系统通常采用蠕动泵。雾化是用过包衣液经过蠕动泵和喷枪产生的效果,而蠕动泵和喷枪对包衣液的压力和流量产生直接的物化效应。其中,雾化量大小一般表现为蠕动泵压力和流量的大小。当雾化量大时,包衣液喷到素片便面瞬间不能迅速干燥而导致素片粘连;当雾化量小时,包衣液还没喷到素片的表面已经变成干粉而不被素片所吸附,从而导致包衣液的浪费和包衣时间的延长,出现部分片剂表面小颗粒粘连、表面粗糙等不合格包衣质量事件。所以在包衣过程中要求雾化一致性、干燥一致性。而雾化一致性所表现的关键之处是蠕动泵压力和流量的一致性,且做到喷雾系统的不堵塞。

国内包衣机用作薄膜包衣时,包衣液雾化控制方面有两种,一是蠕动泵对包一夜无话的恒压变量控制;二是通用定量蠕动泵对雾化的控制。其中,以恒压变量控制为佳。

王小伦等研制用恒压变量蠕动泵取消喷枪的支架的回流装置,其特点:(1)用恒压变量蠕动泵取消喷枪的支架的回流装置,使包衣液直接用恒压变量蠕动泵输送给喷枪,其流量是由阀门定压供给喷枪使用,使喷枪包衣液的流量保持压力平衡,且流量达到一致。勇士,整套装置清洗方便;(2)包衣液的喷嘴的停留时间短,能保证喷枪不堵;(3)流量一致性,压力文雅型和雾化一致性,缩短抱一时间,节省包衣液,降低包衣成本。

 

2.2.1喷雾流量

喷雾流量直接影响雾滴的粒径,文献认为:在包衣过程中,喷雾速率增加,会使雾滴的粒径增大。同时,粗糙度随液体流速增加而增加,如果此时雾滴铺展不好或相互凝结,会产生粗糙表面。当雾化速率提高是,薄膜衣边缘开裂发生率低,单标识架桥发生率高。

小结:(1)喷雾流量过大:包衣液来不及雾化,形成液滴滴入片床,粘片;(2)雾化流量过小:雾化效果差,延长抱一时间。

 

2.2.2喷雾雾化压力

喷雾雾化压力不仅影响雾的历经分布,且影响气体流量。文献认为:雾化气压增加,可导致膜表面粗糙度降低。这是由于雾化气压增加,使雾化气体离开喷嘴四周环隙的速度增加,并提高了雾化及喷射气量;反过来这些现象又增加了雾化气体的速度和能量。由于雾滴是借助于雾化气体运载和推进的,他们的动量和动能随之增加,降低了打野的的发生率,加上到达基片的时间缩短,也会引起表面粗糙度降低。又认为:增加雾化器呀,包封入薄膜内的气泡减少,薄膜衣密度和硬度会增加,包衣片的机械强度会降低。由雾化气压增加而使铺展性提高,能够增加薄膜衣的内应力,薄膜衣边缘开裂的发生率增加。气压变化对雾化流中雾滴干燥的发生率几乎没有显著的作用。

小结:(1)喷雾雾化气压过高:频繁开关;(2)喷雾雾化气压过低:喷枪不工作;包衣液雾化液滴过大造成滴浆;雾化效果不好,片床表面均匀度差。

 

2.3喷枪到片床距离与喷射的角度和方向

 

2.3.1喷枪到片床距离

喷枪到片床距离增加,文献认为:会使雾滴到达基片前溶剂挥发程度更大,物流中雾滴密集区减少。距离增加也会使雾滴到达基片时的动能降低。这些因素致使产生比较柔软、粗糙的薄膜衣,易发生雾流中雾滴干燥,使衣膜短暂性粘连现象发生率降低。

小结:(1)喷枪到片床距离过远:包衣液没有到达片床就被干燥,导致包衣材料损失;产生色泽差异、气泡现象;包衣液在片床表面不能形成均匀的直线覆盖,导致包衣片面不匀,即片床表面的素片有的接触到,有的还没接触到。(2)喷枪到片床距离过近:素片表面的包衣液不能及时干燥,导致粘连、架桥、皱皮;粘坏的素片颗粒细粉粘结到其他片子表面,导致包衣失败。

 

2.3.2喷射的角度和方向

喷射的角度和方向,即雾化喷枪在包衣滚筒内的位置,国内以喷枪对着滚筒下方位模式为主。由于雾滴在移动过程中,其粘度、距离不同,在聚结和蒸发的过程中会影响雾滴粒径的大小。过程实际中喷枪相对于片床的位置和喷射方向,可相调节,以改变雾滴形成后再往片床移动过程中的聚合和粒径大小的改变。

 

2.4入口空气流量与温度

 

2.4.1入口空气流量

入口空气流量过大:温度上升速度慢,素片加热时间长,会导致素片磨损程度增加;也会导致包衣锅内形成正压。

入口空气流量过低:包衣时间延长,导致素片开裂;包衣锅内负压太大,不利于操作。

 

2.4.2入口空气温度流量

入口空气温度过高:对温度敏感的药物质量有影响;包衣液提前干燥,增加包衣材料用量。

入口空气温度过低:包衣液来不及干燥,落入片床,导致粘片。

 

2.5出口空气温度与出口空气露点

 

2.5.1出口空气温度

出口温度过高:对温度敏感的药物质量有影响;包衣速递过慢,干燥时间过长。

出口温度过低:喷包衣液速度过快,湿热空气来不及排除。

 

2.5.2出口空气露点

出口空气温度与出口空气的露点是相对应的。当大气中含的水蒸气,随着空气温度的下降而使水蒸气开始冷却,当达到某一温度时,蒸汽就开始凝结,把该温度成为露点温度。而此时的水蒸气会使空气达到饱和状态,空气中含湿量越大,空气中的露点就越高。出口空气的温度、与出口空气的露点与片床温度是因变量关系。

 

2.6片床温度与包衣液温度

 

2.6.1片床温度

片床的平均温度与喷雾阶段出口空气温度接近,因此可用出口空气温度方便记录片床温度。一般片床温度高利于减少标识架桥现象的出现,但会促使边缘开裂。同时,随片床温度由40℃变到60℃,其膜表面粗糙度显著增加。因此,需控制好片床的温度。

 

2.6.2包衣液温度

包衣液的温度,主要调整保温管夹套温度的上限、下限,可把保温管控制箱上开关拨至自动控制端,将温控仪的上限、下限温度设定在工艺要求的范围。其目的:稳定雾滴粘度和表面张力,其差异会影响他的粘附、润湿、铺展、聚结以及渗透能力,进而影响到薄膜衣的缺陷与片芯表面的粘着力以及薄膜衣的光洁度等。

 

3.用于薄膜包衣生产包衣基本要素之间的关系

 

3.1操作条件之间的关系

包衣后片面质量的关键在于整个操作条件的掌握,要处理好干燥温度、雾化量、锅的转动速度三者之间的关系,这是薄膜包衣操作过程中的重中之重。

操作时,包衣溶液的雾化程度直接影响抱一所成衣膜的外观质量,而喷液的雾化效果直接有雾化压力以及雾化系统决定。雾化开始时,雾化速度和干燥热风温度的控制原则:使片面略带润湿,又要防止片面粘连,温度不宜过度过低。若过度过高,则干燥太快,成膜容易粗糙,偏色不均;若干燥温度过低或者雾化速度过快,则会使包衣滚筒内湿度过度高,很快就会出现片芯的粘连现象。

滚筒转动速度和包衣操作之间的关系:转动速度低,衣膜附着力强;转动速度高,衣膜附着力差,易剥落。可以说,包衣过程中,一旦干燥温度过低,雾化量过大或片子流动滞留的话,则有可能会出现粘片现象。

进风温度、湿度、进风量,进风量保证干燥过程中所需空气流通,使水分及时从滚筒内得到排除,丙炔通常设定排风量大于进风量使滚筒内呈负压。

 

3.2主要外观缺陷与操作条件的关系

 

2.2.1短暂粘连

现象:包衣过程中短暂的粘附在一起,而后又分开,会形成部分未包衣的表面,但在包衣过程中却很难发现。

关系:包衣容易的施加量太大,干燥速度又太低,而造成片床表面潮湿,违反了溶剂蒸发平衡原则而zui后导致药片相互粘连。这样粘连片芯在包衣滚筒内的不断转动过程中优惠相互分开,使粘连处薄膜破裂。

 

3.2.2皱皮

现象:指粗糙的衣膜,外观类似桔皮。

关系:(1)在包衣过程中,如雾化压力不足或雾化不充分,包衣液在片芯表面分布不均,或者干燥速度过快,干燥速度过高,均使包衣溶液来不及在片芯上铺展形成光滑的衣层就已经干燥,使包衣表面出现桔皮样的粗糙现象;(2)喷雾速度过低,干燥空气体积过量或温度过高,雾化气压、体积过量或者过低,这三种因素可导致雾滴干燥而形成的皱皮。

 

4.结语

    本文从薄膜包衣质量要求为切入点,粉锅的转动速度,喷雾流量与喷雾雾化压力,喷枪到片床距离与喷射的角度和方向,入口空气流量与温度,出口空气的温度与出口空气的露点,片床温度与包衣液温度几方面探讨了用于薄膜包衣生产包衣机的基本要素,zui后阐述了其相互关系。谜底是通过理论分析与总结,能有效地指导选用包衣机进行薄膜包衣生产,且进一步提高片剂包衣质量。

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