6. Пленочные покрытия (нанесение покрытия в псевдоожиженном слое)

В настоящее время наиболее перспективным представляется способ получения пленочного покрытия на таблетках в условиях псевдоожижения.

Весь процесс нанесения покрытий из водных растворов на таблетки в аппаратах псевдоожиженного слоя можно разбить на три основные стадии: нанесение первоначального слоя, или грунтовка; получение основного покрытия; формирование внешнего вида, или глянцовка. Нанесение первоначального слоя (после обеспыливания таблеток в течение 1 минуты при спокойном "кипении") желательно проводить при малых подачах покрывающего раствора и невысокой температуре псевдоожижающего воздуха. Это позволяет предотвратить проникновение излишнего количества влаги из раствора в покрываемую таблетку и получить тонкую равномерную оболочку. Нанесение на таблетки основного покрытия лучше производить при больших подачах покрывающего раствора и более высоких температурах воздуха. При этом в условиях спокойного псевдоожижения уменьшается унос покрывающего раствора из аппарата. В заключительной стадии нанесения оболочки расход покрывающего раствора и температуру воздуха на входе следует значительно снизить. Весь процесс желательно вести при спокойном псевдоожижении, с тем, чтобы избежать сколов и забоин на таблетках, царапин и сдвигов покрывающего слоя. Число псевдоожижения должно находиться в пределах 2-3 или высота псевдоожиженного слоя таблеток должна быть в 2-2,5 раза больше высоты неподвижного слоя. Сушка покрытия и последующая глянцовка проводятся при температуре, близкой к предельной для материала таблетки и покрытия, с последующим равномерным ее снижением для охлаждения таблеток и устранения их слипания после выгрузки из аппарата. Глянцовка, как правило, проводится при псевдоожижении воздухом с температурой 20-30С. Для улучшения внешнего вида таблеток и повышения блеска в слой глянцуемых таблеток может быть добавлен пчелиный воск.

Многие конструктивные особенности аппаратов с псевдоожиженным слоем для покрытия таблеток защитными пленками являются общими для аппаратов, предназначенных для сушки таблеточных гранулятов и гранулирования таблеточных смесей в условиях псевдоожижения.

Основной отличительной способностью аппаратов для нанесения покрытий на таблетки является наличие системы подачи и распыливания покрывающего раствора. Распыливатель расположен в нижней части рабочей камеры под слоем покрываемых таблеток, что позволяет вести распыливание раствора непосредственно в слой таблеток. Псевдоожиженный слой становится одновременно и фильтрующим, что способствует уменьшению потерь распыливаемого раствора, лучшему перемешиванию всей массы покрываемых таблеток.

Процессы нанесения раствора на поверхность таблетки и сушки происходит одновременно и непрерывно в одном аппарате и могут быть полностью автоматизированы, что дает возможность получать покрытия одинаковые или близкие по характеристикам во всех сериях при одних и тех же технологических режимах. Автоматизация процессов способствует также повышению производительности труда обслуживающего персонала и сокращению производственных площадей.

В аппаратах с псевдоожиженным слоем покрывающий раствор подается дозирующими насосами и распыливается пневматическими форсунками. Возможные пульсации раствора устраняются подключением в систему подачи специального устройства. Для контролирования давления в систему подачи включается манометр, который при повышении заданного давления дает сигнал на отключение дозирующих насосов. Аппараты укомплектованы приборами, ведущими запись температур теплоносителя на входе и выходе из псевдоожиженного слоя, что позволяет контролировать правильность ведения процесса.

Время проведения операций нанесения покрытия и сушки задается на реле времени, сблокированных таким образом, что можно запрограммировать весь процесс. Одновременно аппараты имеют и ручное управление непосредственно с пульта управления. Воздухораспределительные устройства регулируют количество воздуха, поступающего на псевдоожижение, обеспечивая таким образом необходимую степень активности псевдоожижения.

Аппараты оснащены улавливающими устройствами, дестатирующими приспособлениями, герметичными кожухами.

При работе с органическими растворителями аппараты с псевдоожиженным слоем должны комплектоваться устройствами для их регенерации. Обычно в этом случае применяется схема работы с инертным теплоносителем в замкнутом цикле. Например, на Казанском химико-фармацевтическом заводе имеется установка замкнутого цикла (УЗЦ-25). Эта установка способна улавливать пары растворителей, регенерировать их и снова пускать их в производство. На этой установке производят покрытие таблеток ПАСК-Na (натриевая соль пара-аминосалициловой кислоты) пленочным кишечно-растворимым покрытием.

Аппараты для покрытия таблеток в псевдоожиженном слое с разовыми загрузками на 2, 5, 15 и 60 кг были разработаны С.-Петербургским НПО "Прогресс". Эти аппараты предназначены для работы только с водными покрывающими растворами и работают следующим образом. Таблетки, подлежащие покрытию, загружаются в аппарат. На пульте управления задается технологический режим покрытия. Производительность системы подачи раствора задается непосредственно на дозирующем насосе. После включения вентилятоа очищзенный и нагретый до заданной температуры воздух псевдоожижает таблетки, а мелкие кусочки и пыль от которых улавливается циклоном, сообщающимся с аппаратом. Очищенный теплоноситель выбрасывается в атмосферу. Эта фаза работы называется обеспыливанием с прогревом таблеток. Затем циклон отключается. Обеспыленные прогретые таблетки покрываются последовательно сначала слоем растительного масла, затем покрывающим раствором. После окончания нанесения покрытия производятся сушка и глянцовка таблеток. Во избежание слипания таблетки охлаждаются в условиях псевдоожижения и с помощью воздуха через специальное устройство выгружаются из аппарата.

Аппарат с псевдоожиженным слоем с разовой загрузкой 5 кг (марка 524) имеет некоторые принципиальные отличия от аппарата с разовой загрузкой 15 кг (марка 504) – он универсален, имеет электрический обогрев, сменную оснастку, позволяющую производить как нанесение покрытий на таблетки, так и гранулирование таблеточных масс. Аппарат 524 предназначен для покрытия таблеток в условиях малотоннажного производства, а установка лабораторного типа (марка 590) для гранулирования таблеточных масс и нанесения покрытий на таблетки с разовой загрузкой 2 кг применяется для проведения научно-исследовательских работ. Аппарат (марка 578) с разовой загрузкой 60 кг дополнительно снабжен устройствами, позволяющими частично механизировать загрузку подлежащих покрытию таблеток и полностью механизировать выгрузку покрытых. Продуктовый резервуар снабжен тремя распыливающими устройствами, каждое из которых сблокировано с автономным дозирующим насосом. Это позволяет более устойчиво и в более широких пределах поддерживать хорошее распыливание покрывающего раствора в слой покрываемых таблеток. Статическое электричество от псевдоожиженных таблеток отводится дестатирующим сетчатым контуром.

На принципе псевдоожижения работают установки фирмы "ГЛЯТТ", производства Германии. Этой фирмой выпускаются несколько видов комбинированных аппаратов, предназначенных как для гранулирования таблеточных масс в псевдоожиженном слое, так и для нанесения покрытий на таблетки и другие частицы. Таким образом, эти аппараты являются универсальными и могут быть перестроены как на гранулирование, так и на покрытие; они оснащены системой автоматики, позволяющей работать в ручном и автоматическом режимах.

Фирма "АЭРОМАТИК" серийно выпускает аппараты, снабженные устройствами для регенерации паров органических растворителей. Воздух, необходимый для создания и поддержания псевдоожиженного слоя, нагревается в теплообменнике до заданной температуры. Небольшое же количество потока постоянно пропускается через конденсатор, охлаждается в нем для отделения растворителя и затем смешивается с основным потоком. Для регенерации растворителя вместо конденсатора могут быть предусмотрены также абсорбционная колонна или адсорбционная установка, однако, в любом случае остается принцип разделения потока газа, необходимого для поддержания состояния псевдоожиженного слоя, на основной и побочный потоки. Такая установка с замкнутым контуром газового потока обеспечивает полную герметичность при проведении технологических процессов, позволяет осуществлять процессы в псевдоожиженном слое с токсичными продуктами.

Покрытие таблеток пленочной оболочкой в условиях псевдоожижения возможна также на сушилках-грануляторах типа СГ (СГ-30, СГ-60) производства опытного завода СПКБмедпром объединения "Прогресс" г. С.-Петербурга и зарубежных грануляторах-сушилках фирмы-производителя «ХЁТЛИН», Германия; типа "ECI-FBDG-120" фирмы "ECI LIMITED", США; быстродействующие смесители-грануляторы типа АЙСИ" фирмы "ВАЙШАЛИ ЭКСПОРТ ИНТЕРУОРДЛ", Индия, принцип работы будет дан в лекции "Грануляция в условиях псевдоожижения". Форсунки для разбрызгивания покрывающего раствора устанавливаются в нижней или верхней части рабочей камеры аппарата (реже применяется одновременная установка форсунок в верхней и нижней частях аппарата). Определенное количество таблеток помещают в рабочую камеру, включают вентилятор (компрессор) и под действием образующегося воздушного потока массы таблеток переводятся в псевдоожиженное состояние. Непосредственно после этого с определенной скоростью в камеру подается покрывающий раствор.

Скорость поступления раствора определяется его вязкостью, скоростью движения воздуха в аппарате, размером камеры и количеством находящихся в ней таблеток. Продолжительность процесса нанесения покрытия зависит от необходимой толщины оболочки и колеблется о 15 до 45 минут. После прекращения распыливания раствора скорость движения воздуха слегка увеличивают и нанесение пленочной оболочки во взвешенном слое происходит наиболее эффективно, процесс сушки покрытия значительно сокращается по сравнению с остальными способами.

Пленочное покрытие незначительно увеличивает массу таблеток. Благодаря применению летучих органических растворителей исключается длительная стадия сушки оболочек. Продолжительность процесса нанесения пленочного покрытия составляет 2-4 часа.

Пленочные покрытия можно наносить не только на таблетки, но и на гранулы или на частицы порошкообразного материала.

Слайд 20.

Установки периодического действия.

Слайд 21.

Установки непрерывного действия.

Нанесение покрытий распылением сверху.

Этот способ применяется для получения широкого спектра покрытий: от покрытий общего назначения до покрытий, растворимых в желудочном соке. При нанесении покрытия распылением сверху в псевдоожиженном слое (в установках периодического и непрерывного действия) частицы «ожижаются» в потоке подаваемого нагретого воздуха, который поступает через разораспределительную решетку в емкость для продукта. Жидкость для покрытия впрыскивается в псевдоожиженный слой через форсунку в направлении, противоположном направлению потока воздуха (в противотоке, сверху вниз). При дальнейшем восходящем движении частиц в потоке воздуха происходит высушивание. Малый размер капель и низкая вязкость распыляемой среды обеспечивают равномерное распределение. Способ нанесения покрытий в установках с кипящим слоем непрерывного действия особенно подходит для создания защитных и цветных оболочек при условии высокой производительности процесса. Продукт непрерывно подается с одной стороны установки и транспортируется вверх потоком воздуха над газораспределительной решеткой. Установка разделяется на зоны различного назначения: предварительного нагрева, распыления и высушивания. Сухие частицы с покрытием непрерывно удаляются из установки.

Нанесение покрытия распылением снизу (покрытие с использованием насадки HS Wurster).

Способ особенно подходит для получения продукта с контролируемым высвобождением биологически активных веществ (controlled release). При ведении процесса с использованием насадки HS Wurster можно добиться полного покрытия поверхности частиц малым количеством вещества для покрытия.

Распылительная форсунка устанавливается в газораспределительной решетке, за счет чего распыляемое вещество движется в одном направлении с потоком подаваемого воздуха. Благодаря использованию насадки HS Wurster и газораспределительной решетки с различными типами перфорации, покрываемые частицы ускоряются внутри насадки и равномерным потоком проходят через конус распыляемой жидкости. При дальнейшем восходящем движении частицы высыхают и за пределами насадки HS Wurster снова опускаются к газораспределительной решетке. Там они направляются снова к внутренней стороне насадки, где вновь ускоряются с помощью струи распыляемой жидкости. Благодаря этому формируются очень однородные пленки. Частицы разной величины имеют равномерное пленочное покрытие.

Нанесение покрытий распылением снизу (непрерывный псевдоожиженный слой).

Способ особенно подходит для создания защитных и цветных оболочек при условии высокой производительности процесса. Продукт непрерывно подается с одной стороны установки и транспортируется потоком воздуха вверх над газораспределительной решеткой. Установка подразделяется на зоны различного назначения: зона предварительного нагрева, зона распыления и зона высушивания, причем орошение производится снизу. Сухие частицы с покрытием непрерывно удаляются из установки.

Нанесение покрытий распылением по касательной (покрытие пеллетов в роторе)

Оптимально подходит для создания оболочек с высоким содержанием твердых веществ. При помощи вращающейся газораспределительной решетки, от краев которой подаваемый воздух направляется в слой порошка, продукт приводится в движение по спирали. Распылительная форсунка расположена по касательной по отношению к роторному диску и распыляет жидкость в слой порошка в том же направлении. Используя роторный метод, можно наносить очень толстый слой пленки.