Таблеточные пресса в России

Стадии прессования порошкообразных материалов

Процесс прессования условно разделяется на три этапа:
первый - уплотнение (или подпрессовка);
второй - образование компактного тела;
третий - объемное сжатие образованного компактного тела.

На первом этапе - подпрессовке - воздействие внешней силы способствует сближению и уплотнению частиц материала путем заполнения пустот смещающимися относительно друг друга частицами. Уже при малых давлениях становится заметным уплотнение, т.к. преодолеваемые при этом усилия - незначительны.

В основном, прилагаемая энергия затрачивается на преодоление трения: внутреннего трения между частицами и внешнего трения между станками матрицы и частицами.

На втором этапе увеличивается давление прессования, вследствие чего производится интенсивное уплотнение материала за счет различных типов деформации и заполнения пустот, которые обеспечивают более компактную упаковку материала. Типы деформации могут быть следующими:
деформация, увеличивающая контактную поверхность за счет упругости, что помогает частицам взаимно вклиниваться;
деформация, заставляющая частицы изменить свою форму за счет пластических свойств и плотнее друг к другу прилегать;
деформация, характеризующаяся разрушением прессуемого материала и определяемая хрупкостью материала, происходит тогда, когда возникающие в прессуемом материале напряжения превышают предел текучести материала по величине.

Такая деформация механически разрушает на более мелкие частицы материала, при этом происходит значительное увеличение поверхностной энергии, таким образом возникают условия для возникновения между частицами контактов.

На втором этапе - образовании компактного тела - из сыпучего материала образуется, обладающее достаточной механической прочностью, компактное пористое тело.

На третьем этапе - объемном сжатии образованного компактного тела - одновременно с высокими величинами давления, незначительно изменяется механическая прочность таблеток, осуществляется, вероятно, объемное сжатие частиц и гранул порошка без видимого расширения контактных поверхностей.

По существу нет резких границ между тремя этапами прессования, так как протекающие на втором этапе процессы, также происходят и на первом и на третьем этапах, таким образом, на каждом этапе прессования можно отметить только преимущественную роль отдельных процессов.
Исследования показали, что при прессовании от прочности частиц зависит характер уплотнения частиц порошка и гранул.

Таблетки производят тремя методами: прямое прессование, с применением сухой грануляции, с применением влажной грануляции.

Прямое прессование

Метод прессования негранулированных порошков называется прямым прессованием. Руководствуясь технологической схемой производства таблеток, можно увидеть, что из производственного процесса при прямом прессовании исключаются три-четыре технологические операции.
Такой способ прессования таблеток имеет ряд преимуществ, среди которых:
сокращается время производственного цикла в связи с упразднением ряда стадий и нескольких операций;
испольуется меньшее количества оборудования;
уменьшаются производственные площади;
снижаются энерго- и трудозатраты;
возможность получения таблеток из термо-, влаголабильных материалов, а также несовместимых веществ.
Недостатками метода прямого прессования можно назвать:
возможное расслаивание таблеточной массы;
если прессование осуществляется с небольшим количеством действующих веществ возможно изменение дозировки;
необходимо использовать высокое давление.
При принудительной подаче прессуемого вещества в матрицу при таблетировании, отдельные из перечисленных недостатков сводятся к минимуму.
Несмотря на целый спектр преимуществ, метод прямого прессования внедряется в массовое производство медленно, что можно объяснить тем, что прессуемый материал для качественной производительной работы таблеточных машин должен иметь оптимальные технологические характеристики: изодиаметрическую форму кристаллов, хорошую сыпучесть (не менее пяти-шести грамм в секунду), высокую прессуемость (не менее 0,4-0,5 грамм на миллилитр) и низкую адгезионную способность к пресс-формам таблеточных машин.
Такие характеристики имеют немногие негранулированные порошки: ацетилсалициловая кислота, натрия хлорид, бромиды, калия йодид, а также некоторые другие препараты, которые имеют равноосную (изодиаметрическую) форму частиц примерно единого гранулометрического состава и не содержащие, как правило, большое количество мелких фракций. Лучше всего прямому прессованию поддаются порошки с пористостью 37% размером частиц 0,5-1 миллиметров.
К примеру круглая форма натрия хлорида почти не поддается прессованию, а приемлемой для получения таблеток является продолговатая форма частиц. Такие препараты, как фенилсалицитат, лактоза и другие им подобные крупнодисперсные порошки с малой пористостью и равноосной формой частиц обладают наиболее хорошей текучестю и они могут подвергаться прессованию без предварительного процесса гранулирования. Данные препараты объединяются достаточно хорошей прессуемостью и способностью высыпаться из воронки равномерно, под давлением своей массы, то есть способностью самопроизвольного дозирования.
Тем не менее большая часть лекарственных веществ не в состоянии заполнять матрицу таблеточной машины самопроизвольно, так как содержит значительное количество, более 70% мелких фракция, а также вызывающие сильное межчастичное трение неравномерных поверхностей частиц. В такои случае добавляются улучшающие свойства текучести вспомогательные вещества, относящиеся к классу скользящих. Этим методом производят таблетки ацелтилсалициловой кислоты, витаминов, аскорбиновой кислоты, алкалоидов, фенобарбитала, стрептоцида, фенацетина, натрия гидрокарбоната.
Перечисленные здесь характеристики влияют на контроль применяемых в технологии прямого прессования субстанций, особенно их больших количеств, т.к. в этом случае качество таблеток зависеть будет непосредственно от технологических параметров таблетируемой массы, ее уплотняемости, сыпучести и прессуемости. Установлено экспериментальным методом, что частицы компонента должны быть тем мельче, чем меньше его концентрация в таблеточной массе. Если размеры частиц компонентов резко отличаются, то невозможно будет получить однородную таблеточную массу. Понятно, что состоящая из двух мелких порошков система, будет образовывать более устойчивые, однородные смеси, чем система с более крупными частицами одного из компонентов. Желательно соблюдать следующие условия, чтобы получить оптимальный состав смеси многокомпонентных препаратов:
соответствие размеров частиц отдельных компонентов их концентрации;
по возможности близкие между собой плотности веществ отдельных компонентов;
наиболее приближенная к шарообразной форма частиц.
Лекарственное вещество с применением обычных вспомогательных веществ таблетируется, если оно пригодно для осуществления процесса прямого прессования. В случае, если с применением обычных вспомогательных веществ лекарственное вещество не подходит для прямого прессования, то применяют такие вспомогательные вещества, которые оказывают достаточное связывающее действие на частицы, либо используют пригодные для прямого прессования гранулы ЛВ со связующим веществом.
В фармацевтическом производстве таблетирование порошков без грануляции (прямое прессование) производится такими способами:
при добавлении улучшающих технологические свойства материалов вспомогательных веществ;
методом принудительной подачи таблетируемого материала в матрицу из загрузочной воронки таблетирующей машины;
направленной предварительной кристаллизацией прессуемого вещества.
Метод предварительной направленной кристаллизации является одним из наиболее сложных способов производства пригодных для прессования лекарственных веществ, он заключается в получении кристаллов таблетируемого вещества заданной влажности, прессуемости и сыпучести способом подборки определяющих условий для кристаллизации. Как результат — получение кристаллического лекарственного вещества с изодиаметрической формы кристаллами, высыпающееся из воронки свободно и легко подвергающееся объемному дозированию вследствие этого, что является обязательным условием для прямого прессования. Данный метод применяют для производства таблеток аскорбиновой и ацетилсалициловой кислот.
В процессе прямого прессования, для усиления прессуемости лекарственных веществ, в состав смеси порошков добавляют сухие связующие вещества: наиболее часто микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) либо полиэтиленоксид (ПЭО). Микрокристаллическая целлюлоза благоприятно воздействует на процесс высвобождения ЛВ благодаря своей водопоглощающей способности и гидратированию отдельных слоев таблеток. При использовании МКЦ изготавливаются прочные, однако не всегда легко распадающиеся таблетки, поэтому вместе с МКЦ для улучшения распадаемости таблеток рекомендуется добавление улыпраамилопектина.
Отличную связующую способность в сухом состоянии и улучшенную пластичность придает сополимер винилпирролидона Коповидона, обладающий малым размером частиц. Проведенный анализ представленных связующих показал, что при производстве таблеток методом прямого прессования, одним из самых лучших связующих эффектов обладает Коллидон VA 64 fine.
В качестве связующих веществ при прямом прессовании рекомендуются к применению модифицированные крахмалы, вступающие в химическое взаимодействие с ЛВ и существенно влияющие на их биологическую активность и высвобождение.
Как улучшающее сыпучесть порошков средство часто используют молочный сахар и гранулированный сульфат кальция, который обладает хорошей сыпучестью и обеспечивает производство таблеток с хорошей механической прочностью, которой также способствует циклодекстрин, увеличивающий механическую прочность таблеток и их распадаемость.
Мальтоза обеспечивает равномерную скорость засыпки и обладает незначительной гигроскопичностью и рекомендуется при прямом прессовании. Кроме этого, также применяются смеси сшитого поливинилпирролидона и лактозы. Хорошую сыпучесть имеет безводная лактоза, способная к прямому прессованию и не теряющая своих свойств таблетируемости даже в случае измельчения ее до тонкого порошка, несмотря на то, что ее текучесть при этом уменьшится. Высушенная методом распыления лактоза состоит из микрокристаллов — частичек стекловидной и аморфной структуры. Лактоза обладает хорошей прессуемостью благодаря сочетанию имеющих сферическую форму частиц и микрокристаллов.
В отдельных случаях смесь становится пригодной для прессования благодаря добавлению в небольшом количестве таких веществ, как аэрогель (силикат кальция) и аэросил. Например, для улучшения текучести смеси, оптимальное добавляемое количество аэросила составляет от 0,05% до 1%.
Производство таблеток методом прямого прессования технологически заключается в тщательном перемешивании лекарственных веществ с необходимой дозой вспомогательных веществ и последующем прессовании на таблетирующих машинах.
Можно сказать, что в настоящее время, при подготовке лекарственных веществ к таблетированию, гранулирование продолжает оставаться основной технологической операцией. Однако, в связи с явными экономическими преимуществами, прямое прессование внедряется в фармацевтическое производство все шире, чему также способствует появление современных высокоскоростных, обладающих высокими усилиями прессования, таблеточных прессов.
В отдельных случаях производится процесс таблетирования с использованием содержащих необходимые лекарственные и вспомогательные вещества пеллет.
Прессование таблеток (таблетирование) на таблеточных машинах производится с помощью пресс-инструмента, включающего два пуансона и матрицу, представляющую собой стальной диск с цилиндрическим отверстием в середине диаметром 3-25 миллиметров, а сечение отверстия равняется диаметру таблеток.
Матрицы закрепляются в соответствующих отверстих рабочей поверхности — столешницы. Для того, чтобы увеличить производительность матриц, они могут производиться с двумя и тремя гнездами. Верхний и нижний пуансоны представляют собой цилиндрические стержни (поршни) из хромированной стали, входящие в отверстия матрицы сверху и снизу и обеспечивающие прессование таблеток под действием давления. Прессующие поверхности пуансонов бывают плоские или вогнутые (различной кривизны и радиуса), гладкими либо с поперечными насечками (бороздками) или даже с выгравированной надписью. Пуансоны бывают сборными и цельными, при этом цельные пуансоны представляют собой единое с толкателем целое.
Два существующих типа таблеточных машин:
1) с покоящейся загрузочной воронкой и подвижной матрицей;
2) с подвижной загрузочной воронкой и покоящейся матрицей.
Первый тип таблеточных машин называется роторные, револьверные или карусельные (по характеру движения матрицы с системой пуансонов). Машины второго типа получили название кривошипных или эксцентриковых (по типу приводящего в движение пуансоны механизма), или ударных (по характеру прессующего усилия). Эксцентриковые таблеточные машины, имея более простую конструкцию появились раньше.

На все вопросы вопросы связанные с производством таблеток вы найдете ответы на страницах ресурса www.Tabletpress.ru