Способы нанесения пленочных покрытий
Существуют 3 способа нанесения пленочных покрытий на таблетки:
Погружение в раствор пленкообразующего вещества.
Наслаивание в дражировочном котле.
Получение покрытия во взвешенном слое.
Первый способ основан на погружении таблеток поочередно, то одной, то другой стороной в покрывающий раствор. Таблетки фиксируются с помощью вакуума на металлическом перфорированном листе специальной машины, производительность которой составляет 5-8 тыс. покрытых таблеток в час. Машины подобного типа выпускаются фирмой «Артур Колтон». Этот способ достаточно сложен и пригоден лишь для нанесения на таблетки вязких, но не слишком клейких растворов. В настоящее время в связи с недостаточно высокой производительностью он применяется редко.
Наиболее широко применяется способ нанесения пленочных покрытий в дражировочном котле. Этот способ недорог, применим для растворов практически любой вязкости, обладает высокой производительностью. Для нанесения покрытия двояковыпуклые таблетки помещают в дражировочный котел, который в период работы вращается со скоростью 20-25 об/мин. Перед началом процесса покрытия с поверхности таблеток сильной воздушной струей удаляется пыль. Покрывающий раствор вводят в котел путем периодического разбрызгивания с помощью установленных у отверстия котла форсунок. Для сушки оболочек таблетки обдувают в котле воздушной струей.
Для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое используется установка, конструкция которой почти не отличается от установки типа СГ, применяемой для получения гранулята. Форсунки для разбрызгивания покрывающего раствора устанавливаются в нижней или верхней части рабочей камеры аппарата. Определенное количество таблеток помещают в рабочую камеру, включают вентилятор (компрессор), и под действием образующегося воздушного потока массы таблеток переводится в псевдоожиженное состояние. Непосредственно после этого с определенной скоростью в камеру подается покрывающий раствор. Скорость поступления раствора определяется его вязкостью, скорость движения воздуха в аппарате – размером камеры и количеством находящихся в ней таблеток. Продолжительность процесса нанесения покрытия зависит от необходимой толщины оболочки и колеблется от 15 до 45 минут. После прекращения пульверизации раствора скорость движения воздуха слегка увеличивают, при этом образование пленочной оболочки происходит наиболее эффективно, процесс сушкипокрытия значительно сокращается по сравнению с остальными способами.
Пленочное покрытие незначительно увеличивает вес 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.
Основным недостатком нанесения пленочных покрытий в промышленных масштабах является значительное увеличение концентрации паров зачастую ядовитых и огнеопасных органических растворителей в помещениях цехов, что требует принятия соответствующих мер противопожарной безопасности, установке мощности приточно-вытяжной вентиляции и защиты органов дыхания находящихся в этих помещениях работников.
В производстве для нанесения пленочных покрытий на основе органических растворителей применяют установки УПТ-25 и УЗЦ-25 (рис. 30).
Рис. 30. Принципиальная схема установки для покрытия таблеток типа УЗЦ-25 1 – водоохлаждающая установка, 2 – конденсатор растворителя, 3 – система трубопроводов,4 – привод дражировочного котла, 5 – местный отсос, 6 – дражировочный котел,7 – блок приготовления покрывающего раствора, 8 – пульт управления, 9 – кожух дражировочного котла, 10 – покрываемые таблетки, 11 – распылитель, 12 – калорифер,13 – вентилятор, 14 – сборник растворителя
Установка замкнутого цикла УЗЦ-25 способна улавливать пары растворителей, регенерировать их и снова пускать в производство. На этой установке производят таблетки ПАСК – Na (натриевая соль парааминосалициловой кислоты) с пленочным кишечнорастворимым покрытием.
Установка работает следующим образом. В дражировочный котел 6, вращающийся от привода 4, загружаются подлежащие покрытию таблетки. Система изолируется. В блоке 7, имеющем два аппарата с мешалкой, готовится покрывающий раствор. Система трубопроводов 3 заполняется азотом. На пульте управления 8 задаются параметры ведения процесса – температура осушающего воздуха, время распыления раствора; на дозирующем насосе задается расход раствора. Вентилятором 13 азот подается в калорифер 12, где нагревается до заданной температуры, затем, входя в котел 6, омывает перемешиваемые таблетки 10, на которые с помощью распылителя 11 наносится покрывающий раствор. Азот с парами растворителя поступает в конденсатор 2, где растворитель конденсируется и собирается в сборнике 14. При необходимости к конденсатору подключается водоохлаждающая установка 1. Осушенный азот вновь поступает на вентилятор. Этот цикл повторяется многократно до полного покрытия таблеток. По окончании покрытия производится разгерметизация кожуха дражировочного котла 9, для чего предварительно из системы с помощью вакуума удаляется азот с парами растворителя. Котел открывается, и остаток паро-газовой смеси удаляется из него местным отсосом 5. Покрытые таблетки выгружаются путем наклона котла.
Рис 31. Аппарат псевдоожиженного слоя для нанесения покрытий на таблетки -ядра
Принципиальная схема установки для покрытия таблеток оболочкой в кипящем слое с одновременной сушкой показана на рис 31.
Установка малотоннажная, комбинированная. На ней можно также смешивать порошки, гранулировать, опудриватьтаб-летируемые смеси
Таблетки, прошедшие обеспыливание, помещают в емкость 1, которая фиксирована в установке с помощью пневматического устройства 2 и обечайки 3 с резиновой прокладкой. После этого включают вентилятор 5. В создаваемом потоке воздуха таблетки приводятся в движущееся (вращающееся) состояние. Опрыскивающий состав находится в сосуде 4. Тонкое распыление производится распылителем 8 с датчиком давления 9. Если раствор покрывающих веществ спиртовой или на другом легко летучем органическом растворителе, последний удаляется самопроизвольно с током воздуха. Если покрывающий раствор водный, то оболочки сушат в токе кипящего воздуха (40-60 °С) в течение необходимого времени. Воздух для этой цели поступает через ввод 12 и фильтр 6; в калорифере 7 воздух нагревается до необходимой температуры сушки и снизу через перфорированное дно 13 поступает в камеру 1, где приводит таблетки в «кипящее» состояние. Многослойный фильтр 11 и устройство 10 служат для защиты атмосферы от выброса продуктов производства.
Дражированные покрытия
Дражированное (от франц. dragee – нанесение сахарной оболочки) покрытие – это наиболее старый тип таблеточных оболочек, применяемый с начала ХХ века. Основным назначением этих оболочек является защита таблеток от внешних воздействий, маскировка неприятного вкуса и запаха лекарственного вещества, улучшение внешнего вида таблеток. Иногда в состав оболочек добавляют вещества, защищающие таблетку от воздействия желудочного сока.
Рис 32. Дражировочный котел
Создание дражированных оболочек осуществляется в дражировочных котлах или обдукторах, которые бывают трех форм: шарообразная, эллипсоидная и грушевидная (рис. 32). Наиболее распространена эллипсоидная форма, преимущества ее заключаются в возможности большей загрузки таблетками и создании большого давления на них. Кроме того, в котлах такого типа создаются оптимальные вращательные движения дражированных таблеток, ускоряющие и улучшающие условия нанесения оболочки (рис. 33).
Форма котла, степень его загрузки, скорость вращения, наклон котла к горизонтали, а также площадь поверхности дражированных таблеток значительно влияют на качество покрытия. Оптимальная скорость котла – 18-20 об/мин, угол наклона котла к горизонтали – 30-45°, оптимальная загрузка – 25-30% от объема котла.
Рис 33. Общий вид участка дражировочных котлов
Дражированная таблетка состоит из таблетки-ядра, содержащей лекарственное вещество и покрытия, содержащего комплекс вспомогательных веществ.
Таблетка-ядро должна быть механически прочной. Это обусловлено тем, что на таблетку при дражировании действуют четыре фактора:
суммарная масса таблеток, зависящая от величины загрузки котла (с увеличением загрузки и скорости вращения котла возрастает возможность разрушения таблеток);
свободное падение таблеток с верхней точки вращающегося котла на нижнюю (эта сила прямо пропорциональна массе таблеток и высоте, с которой они падают);
кинетическая энергия вращающихся таблеток в котле (таблетка не просто произвольно падает, а создается вращательный момент, сила которого зависит от массы таблетки и скорости вращения котла);
расклинивающий эффект жидкостей, применяемых при дражировании.
Таблетки, подлежащие дражированию, не должны иметь плоскую форму, во избежания их возможного слипания. Для дражирования рекомендуются два типа таблеток:
со средним овалом поверхности, глубина кривизны составляет около 15% диаметра, высота по центру – 25-30% диаметра (R=0,75d);
со стандартной кривизной поверхности (малый овал),глубина кривизны составляет 10% диаметра, высота по центру – не менее 25% диаметра таблетки (R=1,1d).
До 1975 года на отечественных химико-фармацевтических заводах существовала технология покрытия таблеток методом сахарно-мучного дражирования.
Стадии технологического процесса дражирования:
Обволакивание или грунтовка.
Наслаивание или накатка.
Сглаживание или полировка.
Глянцовка.
Обволакивание или грунтовка состоит в том, что движущиеся таблетки в дражировочном котле увлажняют сахарным сиропом 64-70% концентрации и обсыпаются пшеничной мукой или же смесью ее с магния карбонатом основным. После обсыпки таблетки вращаются 25-30 минут, после чего их сушат теплым воздухом (40-50°С) в течение последующих 30-40 минут. Операции увлажнения таблеток, обсыпки, свободного вращения и сушки повторяют 2-3 раза. Стадия обволакивания, если в этом есть необходимость, применяется для изоляции таблетки-ядра от проникновения влаги, особенно в первые моменты увлажнения таблеток.
За стадией обволакивания следует стадия наслаивания или накатки. Во всем технологическом цикле дражирования это самая важная стадия, так как именно здесь происходит, в основном, образование всей оболочки.
На этой стадии одни заводы применяют сахарно-мучное тесто для наслаивания, на других – таблетки увлажняли сахарным сиропом и обсыпали магния карбонатом основным или же смесью его с пшеничной мукой в равных количествах.
После одноразовой подачи сахарно-мучного теста таблеткам дают свободное вращение, перемешивая их в котле в течение 30-40 минут. Затем таблетки сушат теплым воздухом в течение 20-30 минут. Операции подачи теста, свободного вращения, сушки таблеток повторяют многократно до получения определенного веса таблеток.
За стадией наслаивания идет стадия сглаживания или полировки, которую осуществляют с помощью сахарного сиропа с добавлением небольших количеств желатина (до 1%) и красителей. На этой стадии происходит удаление неровностей, шероховатостей.
Последней стадией процесса дражирования является стадия глянцевания, т. е. придания таблеткам блеска, хорошего товарного вида. Ее можно осуществлять двумя способами.
Применяя первый способ, готовят глянцовочную мастику следующего состава, %:
Воска пчелиного - 45
Масла вазелинового - 45
Талька - 10
Глянцовочную мастику в количестве 0,05-0,06% руками наносят на вращающиеся теплые таблетки и дают свободное вращение таблеткам 30-40 минут. Затем таблетки обсыпают небольшим количеством талька для ускорения получения глянца.
Применяя второй способ, отполированные таблетки выгружают из котла и помещают в специальный котел, стенки которого покрыты воском. Включают вращение котла на 1,5-2 часа и таким образом получают глянец.
Сахарно-мучное дражирование имеет ряд существенных недостатков.
Исследования показали, что в процессе хранения в результате окислительных процессов и энзиматического расщепления белковых веществ в муке образуются свободные органические кислоты с выделением газообразных веществ, что ведет к прогорканию. В результате этого мука, входящая в состав покрытия, ухудшает его физико-механические свойства и часто ведет к растрескиванию покрытия.
Сахарно-мучное тесто, применяемое при дражировании, по своей консистенции не гомогенно и покрытие, получаемое на его основе не имеет ровной однородной поверхности. Мучное тесто затрудняет возможность механизировать и автоматизировать процесс. Кроме того, сахарно-мучное дражирование характеризуется трудоемкостью и длительностью времени.
В связи с вышеизложенным проф. Пашневым П.Д. (Харьков) разработан новый способ покрытия таблеток – суспензионный метод дражирования.
Состав суспензии, %:
Сахар - 58,00
Вода - 24,85
Поливинилпирролидон - 0,75
Аэросил - 1,00
Магния карбонат основной - 13,40
Титана двуокись - 2,00
Сочетание сахара и воды представляет собой 70% сахарный сироп, являющийся носителем суспензии.
Поливинилпирролидон (ПВП) является высокомолекулярным соединением винилпирролидона. В растворе молекулы ПВП, присоединяясь друг к другу, образуют пространственную сетку. Молекулы сахара, растворенные в воде, оказываются заключенными в ячейки сетки.
В процессе сушки покрываемых таблеток вода, находящаяся в отдельных ячейках сетки, удаляется. Оставшийся в ячейках сетки сахар, кристаллизуясь, не имеет возможности соединяться в агломераты. При этом образуется мелкодисперсные кристаллы, обладающие меньшей хрупкостью и большей пластичностью.
Аэросил (аморфная двуокись кремния), применяемый в суспензии, является ее стабилизатором. Механизм стабилизации заключается в том, что на поверхности частичек аэросила имеются силаноловые группы, которые с помощью водородных мостиков с водой образуют гель. Образовавшийся гель препятствует седиментации взвешенных частиц. Магния карбонат основной – наполнитель. Титана диоксид – краситель (пигмент).
Стадии суспензионного метода дражирования таблеток:
Нанесение на таблетки покрытия из неокрашенной суспензии.
Нанесение на таблетки покрытия из окрашенной суспензии или окрашенного сиропа.
Глянцевание таблеток.
Суспензионное дражирование таблеток осуществляют как на обычных дражировочных котлах, так и на автоматических линиях фирмы «Штенберг» (Германия) и «Пеллегрини» (Италия).
Рис.34. Дражировочные котлы для нанесения оболочек на таблетки
Технологический режим дражирования заключается в следующем:
В дражировочный котел загружают таблетки-ядра в количестве 25-30% от объема котла, предварительно обкатанных и обеспыленных. Включают привод котла и на вращающиеся таблетки подают 2-2,5% суспензии методом полива или же разбрызгивания с помощью форсунки.Таблеткам дают «раскататься» в течение 4-5 минут. Угол наклона котла к горизонтали составляет 45°, скорость вращения его 20-25 об/мин. После чего таблетки сушат теплым воздухом 40-45°С в течение 3-4 минут.
Операции подачи суспензии, обкатки и сушки повторяют многократно до получения определенной массы таблеток.
О режиме нанесения окрашенного покрытия на основе окрашенной суспензии или окрашенного сиропа и глянцевании таблеток говорилось выше.
Суспензионный метод покрытия таблеток позволил автоматизировать процесс, уменьшить трудозатраты, повысить производительность труда в 3-5 раз.
Новая технология улучшила качество покрытых таблеток:
а) снизился их средний вес;
б) улучшен товарный вид;
в) повысилась стабильность покрытых таблеток – срок годности препаратов увеличился с 1 года до 4 лет;
г) исключен пищевой продукт – мука, приводившая к растрескиванию покрытия.
Рис.35. Дражировочные котлы
Фасовка и упаковка. Контурная ячейковая упаковка состоит из двух основных элементов: пленки, из которой термоформированием получают ячейки, и термосвариваемой или самоприклеивающейся пленки, которой заклеивают ячейки после заполнения их таблетками. В качестве термоформируемой пленки чаще всего применяется жесткий (непластифицированный) или слабопластифицированный поливинилхлорид (ПВХ) толщиной 0,2–0,35 мм и более. Пленка ПВХ хорошо формируется и термосклеивается с различными материалами (фольгой, бумагой, картоном), покрытыми термолаковым слоем. Используется для упаковки негигроскопичных таблеток, драже, капсул.
Рис. 36. Счетно-фасовочная машина с поворотным столом
ОБУЧАЮЩИЕ ЗАДАЧИ
Рассчитать % наполнителей в таблетках хинина гидрохлорида 0,25/0,3.
Какая масса высушенного гранулята получится после увлажнения 50 кг двадцатью литрами 3% раствора метилцеллюлозы и последующей сушки до остаточной влажности 3%?
В результате переработки 50 кг стрептоцида путем увлажнения его 15 л3% метилцеллюлозы получено 49,5 кгрегранулята. Сколько стрептоцида и сухой метилцеллюлозы содержится в этом грануляте?
Рассчитайте количество суспензионного покрытия (%), если масса таблетки, покрытой оболочкой, составляет 0,35. В состав входят- сахар рафинад 0,153; магния карбонат основной - 0,005; аэросил - 0,0016, краситель - 0,00002; двуокись титана - 0,0046; масло вазелиновое - 0,002; воск пчелиный - 0,002.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. При получении таблеток папаверина гидрохлорида по 0,04 г на эксцентриковой таблеточной машине они получены требуемой массы, но рыхлые низкой механической прочности.
а) Как устранить этот недостаток?
б) Какие типы таблеточных машин вам известны?
в) Объясните устройство эксцентриковой таблеточной машины.
2.При получении таблеток неомицина на ротационной таблеточной машине технолог обнаружил значительные отклонения от средней массы таблеток.
а) Каковы причины этого явления?
б) Возможно ли устранить этот дефект?
в) Какие типы таблеточных машин вы знаете?
3. При разработке таблеток антибиотиков эритромицина технолог столкнулся с их расслаиванием сразу после таблетирования на эксцентриковой таблеточной машине.
а) Каковы возможные причины этого явления?
б) Как можно исправить этот недостаток?
в) Какие типы вспомогательных веществ используются при таблетировании?
г) Какие типы таблеточных машин вы знаете и в чём их отличия?
4. При таблетировании гранулята парацетамола получены таблетки с низкой механической прочностью. Все остальные показателя таблеток соответствовали требованиям нормативно-технической документации. Что могло явиться причиной подобного явления?
5. Таблетки, полученные прямым прессованием, имеют отклонения от средней массы. Чем это можно объяснить? В каких случаях возможно таблетирование прямым прессованием?
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Цели нанесения покрытий на таблетки.
Виды покрытий и способы их нанесения.
Сравнительная оценка методов.
Вспомогательные вещества, используемые для покрытия таблеток оболочками.
Суспензионный метод , его преимущества.
Требования к геометрической форме таблеток-ядер для дражирования.
Параметры, которые влияют на процесс покрытия таблеток оболочками при дражировании.
Пленочные покрытия. Типы и свойства.
Способы нанесения пленочных покрытий.
Материалы для кишечно-растворимых покрытий, классификация, ассортимент.
Прессованные покрытия. Стадии технологического процесса.
Машины двойного прессования.
Номенклатура таблеток покрытых оболочками.