Лабораторная работа № 3 Технология процесса таблетирования. Получение таблеток методом прямого прессованием
МОТИВАЦИЯ ТЕМЫ
Прямое прессование является наиболее рациональным и экономичным методом изготовления таблеток, т.к. позволяет достигнуть высокой производительности, значительно сократить время технологического цикла и материальное обеспечение процесса, уменьшить производственные площади, снизить энерго- и трудозатраты.
Кроме этого, методом прямого прессования, возможно изготовление таблеток из влаго-, термолабилъных и несовместимых лекарственных веществ. Таблетки, полученные прямым прессованием, в сравнении с изготовленными другими методами, характеризуются и более высокой биологической доступностью лекарственных веществ. Исходя из этого, овладение технологическими приёмами и навыками, позволяющими изготавливать таблетки прямым прессованием, является важной и актуальной задачей современной технологии таблетирования.
ЦЕЛЬ САМОПОДГОТОВКИ
Приобретение теоретических знаний и практических навыков для производства таблеток методом прямого прессования без применения вспомогательных веществ, а также с использованием вспомогательных веществ.
ЦЕЛЕВЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Расчет сырья и составление рабочей прописи;
Получение таблеток методом прямого прессования со вспомогательными веществами и без;
Определение качества таблеток;
Составление технологической и аппаратурной схем производства таблеток методом прямого прессования;
Расчет материального баланса по стадиям;
Определение технологических показателей: технологический выход, технологическая трата, расходный коэффициент.
ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ
Определение и классификация таблеток;
Достоинства и недостатки таблеток как лекарственной формы;
Вспомогательные вещества в производстве таблеток;
Операции и стадии технологической схемы изготовления таблеток прямым прессованием;
Технологические приёмы обеспечения таблетирования лекарственных веществ прямым прессованием;
Нормативная документацию (НД), регламентирующая изготовление таблеток и оценку их качества;
Аппаратурную схему изготовления таблеток прямым прессованием;
Устройство таблеточных машин и принципы их работы;
Номенклатура таблеток, получаемых прямым прессованием.
Составление материального баланса по стадиям. Расчет показателей технологического процесса;
Выполнение лабораторной работы;
Решение обучающих и ситуационных задач.
Учебный материал
Современные представления о природе связи в таблетках (механизм таблетирования).
Прессование, или таблетирование, лекарственных веществ представляет собой очень сложный процесс. Как известно, порошкообразные лекарственные вещества являются грубодисперсными системами и состоят из частиц различных форм и размеров. При таблетировании этот слабый структурный материал в результате оказанного на него давления уплотняется и упрочняется, превращаясь в связнодисперснуго систему с определенными физико-механическими свойствами.
Механическая теория таблетирования. Одно время считали, что связь между частицами в таблетке является чисто механической, обусловленной площадью контактирующих поверхностей, а также взаимным переплетением и зацеплением поверхностных выступов и неровностей частиц. В результате приложенного давления частицы сдвигаются, скользят по отношению друг к другу и вступают в более тесный контакт. При этом изодиаметрические частицы скользят легче, чем шероховатые и анизодиаметрические, зато последние создают большое количество зацеплений и поэтому придают таблетке большую прочность.
К механической теории структурообразования таблеток примыкает «теория спекания». Она приложима только к веществам с невысокой точкой плавления, в которых под влиянием давления при сближении частиц происходит не только их зацепление, но и спаивание (под влиянием разогревания таблетируемой массы) в отдельных точках соприкосновения.
Однако механический контакт сцепления нельзя рассматривать в качестве универсального средства. Оказалось, что на поведение частиц под давлением влияют также физико-химические свойства таблетируемых лекарственных веществ и те явления, которые возникают на поверхности их частиц при прессовании.
Капиллярно-коллоидная теория. Механическая теория контактного сцепления дополняется предложенными в разное время капиллярной и коллоидной теориями. Поскольку они близки в толковании механизма прессования, мы объединили их.
Сущность капиллярно-коллоидной теории состоит в том, что таблетируемая масса рассматривается как пронизанная многочисленными порами или капиллярами, заполненными водой (остаточная влажность). Количество и величина капилляров зависят от таблетируемого материала. При прессовании капилляры деформируются и выжатая из них вода тонкой пленкой покрывает поверхность частиц или гранул, кристаллов, способствуя их взаимному скольжению и тесному соприкосновению (поверхностно-активная смазка). Под действием развивающихся при этом межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил частицы сцепляются между собой. Действие межмолекулярных сил зависит от толщины слоя жидкости: чем он тоньше, тем интенсивнее сцепление между частицами, при более толстом слое воды ван-дер-ваальсовы силы молекулярного притяжения ослаблены. При снятии давления капилляры массы по закону капиллярного всасывания стремятся поглотить выжатую воду. Однако это невозможно по той причине, что в капиллярных системах с радиусом 10-6 (таковые имеют место в таблетках) под влиянием высокой всасывающей силы (по П. А. Ребиндеру, до 150 кг/см2) создается вакуум, приводящий к сжатию капилляров. В итоге вода остается на поверхности частиц адсорбированной в виде тонких пленок, что в свою очередь способствует возрастанию сил сцепления между частицами.
Электростатическая теория таблетирования. Имеет обоснование также трактовка сцепления частиц порошкообразных лекарственных препаратов с точки зрения электростатических сил. Исследования показывают, что в процессе прессования одновременно с ориентацией частиц, трением поверхностей, сжатием в каком-либо направлении происходят их поляризация и возникновение поверхностных зарядов. На границе возникает контактная разность потенциалов, с повышением которой увеличиваются силы сцепления (адгезии). По данным Е. Е. Борзунова, на некоторых таблетках поверхностный заряд достигает 20 В. Таким образом, процесс таблетирования необходимо рассматривать с позиций всех перечисленных представлений. Иначе говоря, характер соединения частиц в таблетке основывается на комплексном взаимодействии молекулярных (ван-дер-ваальсовых), капиллярных и электрических сил между контактирующими поверхностями, а также на их механическом заклинивающем сцеплении под давлением в условиях оптимального влагосодержания.Такой подход позволяет одновременно установить причины (технологического порядка, а также в конструкции машин), от которых зависят основные свойства таблеток - точность дозирования, механическая прочность и распадаемость таблеток.
Таблетирование можно осуществлять двумя способами:
Прямое прессование с добавлением или без добавления вспомогательных веществ;
Таблетирование с предварительной стадией гранулирования.
Таблетирование (прессование) заключается в двухстороннем сжатии материала, находящегося в матрице, с помощью верхнего и нижнего пуансонов. Прессование на таблеточных машинах осуществляется пресс-инструментом, состоящим из матрицы и двух пуансонов (рис. 15). В настоящее время применяют ротационные таблеточные машины (РТМ). РТМ имеют большое количество матриц, вмонтированных в матричный стол, и пуансонов, что обеспечивает высокую производительность таблеточных прессов. Давление в РТМ нарастает постепенно, что обеспечивает мягкое и равномерное прессование таблеток.
Рис.15. Пресс-инструмент. 1-пуансон-шток верхний, 2- матрица, 3- пуансон-шток нижний, 4-маслосборник
Пуансон - это цилиндрические стержни (поршни) из хромированной стали, которые входят в отверстия матрицы сверху и снизу и обеспечивают прессование таблетки под действием давления.
Прессующие поверхности пуансонов могут быть плоскими или вогнутыми (разного радиуса или кривизны), гладкими или с поперечными бороздками (насечками) или с выгравированной надписью. Пуансоны различаются по способу их соединения с толкателем: они могут быть цельные или сборные