Занятие №2

Изучение свойств порошков для приготовления таблеток .Приготовление таблеток

прямым прессованием с добавлением вспомогательного вещества.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

Определение размера и формы частиц порошков. Объемно-технологические свойства прессуемых масс и физико-механические характеристики полученных таб­леток во многом определяются формой и размером ча­стиц порошков, поэтому исследование этих показателей позволяет прогнозировать рациональный способ таблетирования. Размер частиц порошков определяют по их длине и ширине, которые измеряют с помощью микро­скопа, снабженного микрометрической сеткой, при уве­личении в 400 или 600 раз. Определение проводят су­хим способом: на поверхность предметного стекла на­сыпают измельченный исследуемый порошок, затем по­воротом стекла на 180° его стряхивают при легком по­стукивании по стеклу. Оставшаяся на стекле пыль порошка вполне достаточна для исследования под мик­роскопом. Для каждого порошка проводят не менее 50 замеров в поле микроскопа по максимальным и ми­нимальным размерам длины и ширины. Затем вычисля­ют средние показатели.

Форму частиц устанавливают по отношению средней длины частиц к средней ширине. При этом методе ча­стицы условно подразделяют на три основных вида: уд­линенные— отношение длины к ширине более чем 3:1; пластинчатые — длина превышает ширину и толщину, но не более чем в 3 раза; равноосные — имеют форму, близкую к изометрической.

Определение технологических свойств порошков. Фракционный (гранулометрический) со­став. Фракционный состав или распределение частиц порошка по крупности оказывает определенное влияние на сыпучесть, а следовательно, и ритмичную работу таб­леточной машины, стабильность массы получаемых таблеток, точность дозировки лекарственного вещества, а также на качественные характеристики таблеток (внешний вид, распадаемость, прочность и др.).

Наиболее быстрым и удобным методом определения дисперсности является ситовой анализ. Техника этого анализа заключается в том, что 100 г исследуемого по­рошка просеивают через набор из пяти последовательно-собранных сит (диаметр отверстий 3, 2, 1, 0,5, 0,2 мм). Навеску материала помещают на самое крупное (верх­нее) сито и весь комплект сит встряхивают (вручную или на аппарате для встряхивания) в течение 5 мин (контролируется по секундомеру). Затем сита снимают по очереди одно за другим, каждое сито встряхивают отдельно над листом гладкой бумаги. Просеивание счи­тается законченным, если количество материала, проходящего сквозь сито при дополнительном встряхивании в течение 1 мин, составит по массе менее 1 % материа­ла, оставшегося на сите. Отсев добавляют на верхнее сито оставшегося комплекта сит. Остаток материала на сите взвешивают.

Результаты ситового анализа заносят в таблицу, при­чем знаком «+» обозначают фракцию, оставшуюся на данном сите, а знаком «—» прошедшую через сито. Со­держание фракций различной крупности выражают в процентах от массы образца.

Насыпная (объемная) плотность. Насып­ную плотность—массу единицы объема свободно насы­панного порошка, определяют путем свободного насыпания порошка в определенный объем со стандартным уплотнением. Насыпная плотность зависит от формы, размера, плотности частиц порошка (гранул), их влаж­ности. По значению насыпной плотности можно прогно­зировать объем матричного канала и характер приме­няемых вспомогательных веществ.

Максимальную насыпную плотность пороша измеря­ют на приборе модели 545Р-АК-3 Ждановского завода технологического оборудования медицинской промыш­ленности (ЖЗТО) (рис. 5).

Прибор состоит из основания (1), на котором раз­мещен электродвигатель (2) и редуктор (3). На выход­ном валу редуктора смонтирован маховик (4) с эксцент­риком (5). В стойке (6) размещен шток (7); на верхнем корпусе его закреплена втулка (8), на которую при по­мощи прокладки (9) и гайки (10) установлен измери­тельный стеклянный цилиндр (11) вместимостью 25 мл. Амплитуду колебаний регулируют при помощи винта (14) и контргайки (15) по шкале (12). В комплект при­бора входит автотрансформатор (на рисунке не пока­зан), с помощью которого регулируют частоту враще­ния мотора; число колебаний измерительного цилиндра фиксирует счетчик (13).

Взвешивают 5 г исследуемого порошка с точностью до 0,001 г и засыпают его в измерительный цилиндр. Устанавливают амплитуду колебаний посредством регу­лировочного винта (14) и после отметки по шкале (12) фиксируют положение контргайкой (15). Оптимальная амплитуда 35—40 мм. Частоту колебаний устанавлива­ют при помощи автотрансформатора в пределах 150— 200 кол/мин по счетчику. Далее включают прибор тумб­лером (16) и следят за отметкой уровня порошка в цилиндре.

Рис. 5. Прибор для определения максимальной насыпной плотно­сти порошков. Объяснение в тексте.

Когда уровень порошка становится постоянным (обычно через 5—10 мин), прибор выключают.

Максимальную насыпную плотность рассчитывают по формуле:

где ρн — насыпная плотность, кг/м3; v — объем порошка в цилиндре после утряски, м3; т — масса сыпучего ма­териала, кг.

Сыпучесть. Способность порошкообразной систе­мы высыпаться из емкости или «течь» под силой собст­венной тяжести и обеспечивать равномерное заполнение матричного канала называется сыпучестью таблетируе-мой массы. Материал, имеющий плохую сыпучесть, зависает в воронке, прилипает к ее стенкам, что нарушает ритм его поступления в матрицу. Это приводит к тому, что заданная масса и плотность таблетки будут коле­баться.

Сыпучесть определяют по скорости высыпания опре­деленного количества материала (30,0—100,0) из метал­лической или стеклянной воронки со строго заданными геометрическими параметрами или по углу естественно­го откоса.

Наиболее точные результаты, с хорошей воспроизво­димостью получают при определении сыпучести на стан­дартных приборах, например приборе модели GDT фирмы «Эрвека» (ФРГ) или вибрационном устройстве модели ВП-12А (ЖЗТО).

Устройство для испытания материалов на сыпучесть ВП-12А (рис. 6) состоит из корпуса, внутри которого смонтированы все функциональные узлы. В приборе пре­дусмотрена вибрация конусной воронки путем жесткого соединения ее с электромагнитным устройством, рабо­тающим от сети переменного тока. Навеску порошка (гранулята) массой 50 г (взвешивают с точностью до 0,01 г) осторожно, без уплотнения, засыпают в ворон­ку (1) предварительно сняв крышку (2).

Рис. 6. Прибор модели ВП-12А.

а-измерение сыпучести; б - измерение угла естественного откоса.

Включают устройство тумблером (3) при закрытой заслонке (4) и од­новременно включают электромагнит (5) и секундомер. Электромагнит притягивает якорь (6), сжимая аморти­затор (7). С частотой 50 Гц вибрация от якоря переда­ется воронке, которая связана с якорем при помощи тяги (8) и шарнира (9). После 20 с утряски, необходи­мой для получения стабильных показателей, открыва­ют заслонку (4) и наблюдают за истечением сыпучего материала из воронки в приемный стакан (10). Точ­ность отсчета времени истечения до 0,2 с. По окончании истечения прибор выключают.

Сыпучесть рассчитывают по формуле:

где Vс — сыпучесть, кг/с; m—масса навески, кг; t — пол­ное время опыта, с.

20 — время утряски, с.

Обычно проводят 5 повторных измерений и оконча­тельный результат вычисляют по формуле:

где n=5 (число повторных опытов).

При определении сыпучести порошков с малой на­сыпной плотностью допускается использование навески массой 30 г.

С помощью прибора ВП-12А определяется также угол естественного откоса — угол между образующей конуса из сыпучего материала (11) и горизонтальной плоскостью (12). Угол естественного откоса изменяется в широких пределах — от 25 до 30° для хорошо сыпучих материалов, от 60—70° для связных материалов. Таким образом, угол естественного откоса является показате­лем, определяющим потенциальную сыпучесть мате­риала.

Для определения угла естественного откоса предва­рительно устанавливают объем порошка, который дол­жен заполнить кольцо (12), с образованием горки (11). Затем полученный по объему порошок засыпают в во­ронку, включают устройство, открывают заслонку. После истечения порошка выключают устройство, убирают излишки порошка и подводят угломер (13), определяя по шкале угол естественного откоса. По пяти повтор­ным опытам рассчитывают среднее значение угла есте­ственного откоса.

Прессуемость. Прессуемость порошка (гранулята)—это способность его частиц к взаимному притя­жению и сцеплению под давлением. Прессуемость ха­рактеризуется прочностью и устойчивостью таблеток после снятия давления. Чем лучше Прессуемость порош­ка, тем выше при равных условиях прочность таблетки.

Лекарственные вещества, входящие в состав табле­ток, обладают различной индивидуальной прессуемостью. Значение прессуемости таблетируемых масс игра­ет важную роль в технологии таблеток. Значение этой величины позволяет подобрать вспомогательные вещест­ва, метод гранулирования, соответствующие пресс-фор­мы и правильно выбрать величину давления прессова­ния для получения доброкачественных таблеток.

Для определения прессуемости материала навеску массой 0,3 или 0,5 г прессуют в матрице с диаметром отверстий 9 или 11 мм соответственно на гидравличес­ком прессе при давлении 120 МПа. Навеску исследуе­мой массы отвешивают на ручных весах, помещают ее в матрицу, поддерживаемую левой рукой на нижнем пуансоне и вставляют верхний пуансон. Всю пресс-фор­му ставят на середину плунжера гидравлического прес­са и прессуют до нужного удельного давления, отмечен­ного манометром.

После запрессовки таблетку выталкивают из матри­цы нижним пуансоном на том же гидропрессе.

Полученную таблетку взвешивают на торсионных весах, высоту измеряют микрометром и Прессуемость вычисляют по формуле:

где m— масса таблетки, г (10~3 кг); h — высота таблет­ки, см (Ю-2 м).

Прессуемость может быть оценена по прочности таблетки на сжатие. Прочность определяют на прибо­рах ХНИХФИ или ТВТ фирмы «Эрвека» и выражают нагрузку в ньютонах (Н).

Давление выталкиваний. Давление выталки­вания— сопротивление, возникающее при выталкива­нии таблетки из матрицы, обусловленные силами адгезии и трения действующими по боковой поверхности таблеток. Оно пропорционально давлению прессования и зависит от свойств прессуемых материалов. Большое давление выталкивания приводит к расслоению таблеток и увеличению износа пресс-инструментов. Величина давления выталкивания обычно является одним из по­казателей для определения тех или иных количеств смазывающих веществ.

Для определения давления выталкивания навеску порошка (гранулята) массой 0,3 или 0,5 г прессуют в таблетку диаметром 9 или 11 мм соответственно на гидравлическом прессе при давлении 120 МПа. Вытал­кивание запрессованной таблетки производят нижним пуансоном. При этом на манометре пресса регистриру­ется выталкивающее усилие.

Расчет выталкивающего усилия производят по фор­муле:

где Рвытал — давление выталкивания, МПа; Рман — пока­зание манометра, МПа; 26,4—площадь плунжера данно­го гидропресса, см2 (10~4 м2); Sбок — боковая поверх­ность таблетки (2πrh), м².

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 .