Принципы смешивания различных фармацевтических субстанций
При изготовлении лекарственных препаратов перед фармацевтами стоит задача обеспечить равномерное перемешивание действующих веществ и вспомогательных компонентов с различными физико-химическими свойствами и технологическими характеристиками. В зависимости от особенностей смешиваемых ингредиентов специалисты подбирают тип смесителя и режим перемешивания.
Для смешивания порошкового сырья в фарминдустрии применяют различные устройства, включая:
- миксеры для перемешивания хорошо сыпучих ингредиентов;
- мешалки для мазей, паст и влажных порошков;
- месильные машины для обработки тяжелых влажных порошков и волокнистых материалов;
- смесители для деликатного порошкового сырья с плохой сыпучестью;
- устройства для максимально гомогенного интенсивного перемешивания разнородных веществ.
Смешивание порошков и гранул с высокой сыпучестью и однородным составом
Для смешивания порошков с высокой однородностью гранулометрического состава и большим размером частиц, а также гранулятов с низкой влажностью, адгезией и когезией, используются миксеры барабанного типа и высокоскоростные режимы. Высокая скорость вращения барабана позволяет добиться максимальной гомогенности смеси за короткий период времени.
Внутренне устройство барабана высокоскоростного миксера Pharmag PSM |
Технология перемешивания конкретных компонентов разрабатывается на этапе R&D, исходя их исходных характеристик смешиваемых ингредиентов и результатов анализа свойств получаемой смеси. В зависимости от последних, регулируется скоростной режим и время обработки. В высокоскоростном миксере производства компании Pharma Test можно эффективно перемешивать не только хорошо сыпучие вещества кристаллической формы, но и ингредиенты растительного происхождения с волокнистой структурой частиц. Эффективное перемещение продукта обеспечивается за счет специальных ножей, проталкивающих обрабатываемую массу в верхнюю часть барабана по специальному желобу. |
Если частицы хорошо сыпучих порошков склонны к агломерации, применяются устройства другого типа. Для эффективного перемешивания таких ингредиентов идеально подходит смеситель фармацевтический v-образной формы.
Тестер для определения сыпучести PTG-S4 |
Конструкция приспособления обеспечивает отсутствие так называемых «мертвых зон», благодаря чему в работающем v-образном миксере весь объем продукта находится в постоянном разнонаправленном движении, ни задерживаясь в какой-либо точке пространства. Кроме того, при перемещении порошковой массы в соединенные под углом цилиндрические емкости она распадается на два потока, разбиваясь о металлическое ребро, что предупреждает образование конгломератов. В результате фармацевты получают смесь с требуемой гомогенностью, степень которой определяется с помощью различных анализаторов. |
В модельный ряд сменных насадок Pharmag для универсального привода UAM входит устройство v-образной конструкции. Смеситель отличается возможностью максимально гибкой регулировки скоростного режима, включая работу на предельно малых скоростях при перемешивании деликатных компонентов.
Смешивание жидкостей, мазей, паст и влажных порошков
Скребок и сменная насадка-мешалка в планетарном смесителе POM-5 |
Влажные порошки, пасты и мази смешивают в планетарных смесителях. Принцип работы таких устройств позволяет обеспечить максимальную однородность готового продукта. Для эффективной обработки сырья и исключения негативного влияния процесса обработки на характеристики исходных веществ подбираются оптимальные виды насадок – такая возможность предусмотрена в современных высокотехнологичных пилотных установках. Кроме того, некоторые устройства могут оснащаться дополнительными приспособлениями, которые не позволяют продукту оседать на стенках емкости. В пилотной планетарной мешалке Pharmag POM-5 производства немецкой компании Pharma Test для этих целей устанавливается специальный скребок. |
Перемешивание сложных в обработке субстанций
Получить гомогенную смесь из тяжелых порошков с плохой сыпучестью, высокой адгезией и когезией, а также вязких и волокнистых материалов, других плохо смешиваемых веществ, можно с помощью лемешных смесителей. Лемешные машины позволяют объединить исходные компоненты в однородную гомогенную смесь, сохранив свойства ингредиентов.
В лабораторной месильной машине LMZ-5 обеспечивается встречное перемещение смешиваемого продукта |
Устройства этого типа оснащаются специальными лопастями различной конструкции и принципа действия, которые обеспечивают интенсивное перемешивание обрабатываемого продукта за счет его принудительного перемещения по заданной траектории. В лемешных аппаратах реализуется принцип разнонаправленного движения с нужной скоростью с учетом особенностей обрабатываемого материала. Месильная машина Pharmag LMZ-5 рассчитана на обработку от 3,5 до 4 литров фармацевтического сырья в сжатые сроки с получением высококачественной смеси с требуемым уровнем гомогенности. Благодаря конструкторским решениям, лекарственная масса перемещается во встречных направлениях с разной скоростью. |
Такая технология позволяет тщательно проработать весь объем продукта. При задании рабочих параметров технологами учитываются параметры каждого из компонентов (однородность, степень измельчения, склонность к адгезии и др.).
Смешивание деликатных продуктов
Нередко перед специалистами стоит задача смешать порошок, состоящий из крупных хлопьевидных частиц сложной формы, которые легко повреждаются при механическом воздействии, в результате чего вещество теряет свои свойства. Данные особенности исключают возможность предварительного гранулирования, скоростного смешивания и использования иных традиционных методов для улучшения технологических характеристик порошка.
Стальной кубический миксер CM |
Решить проблему помогает специальное оборудование – смесители кубической формы, вращающиеся на низких скоростях. При вращении кубической емкости частицы компонентов не подвергается действию центробежной силы, что способствует максимально щадящей обработке продукта. Немецкие инженеры компании Pharma Test выпускают две модификации кубических смесителей с корпусом из особо прочного прозрачного оргстекла и стали. Благодаря этому, по данной технологии можно работать с любыми химически активными ингредиентами. Внутри обоих устройств располагаются вращающиеся валы-ворошители. |
Интенсивное перемешивание разнородных материалов
Барабан пилотного миксера RM-6 выполнен из прозрачного оргстекла для обеспечения полной визуализации процесса |
Чтобы смешать сухой порошок и жидкость для получения однородной пасты или мази требуется особый вид обработки сырья. Оптимальные параметры создаются при перемещении смешиваемых субстанций по всем трем осям координат с постоянной сменой направления. Этот процесс автоматизируется в смесителях типа «пьяная бочка», получивших такое название в связи с характерной траекторией движения барабана. Миксер «пьяная бочка» модели RM-6 крепится к универсальному приводу с помощью станины, повышающей стабильность конструкции, и может работать с любой нужной скоростью. |
При этом перемешиваемые материалы не подвергаются воздействию центробежного ускорения, что исключает наслоение обрабатываемого сырья на стенки емкости.