流化床技术进行包衣

在制流化床技术进行包衣
在制药界固体制剂中，一些药品需要包衣，以提供要求的释放特性。薄膜包衣设备最近的发展过程中已能做到对结晶体，颗粒，至片子进行包衣，而且能达到理想的重现性。所包的薄膜衣可以是缓释或控释衣膜，掩味，肠溶，提高稳定性，或改善外观。
包衣是在一定形状的物质外面包裹上一层衣膜，以达到一定的目的。其基本过程为：当颗粒通过包衣区域时，包衣液被喷射到颗粒的表面，形成“一小块一小块“的衣膜，最终整个颗粒表面都被包裹。在整个过程中，液滴的形成，与颗粒表面的铺展，液滴相互间的接合，以及介质的蒸发，几乎都是同时发生的。随着小块衣膜连续重复地在颗粒表面的包裹，衣膜的厚度稳定地增加。
流化床设备由于其高效的干燥率而出名，用于干燥与制粒已有几十年的历史了。最近几年的发展中，由于流化床在包衣方面的适用性，如：溶液，混悬液，乳状液，及热熔融液包衣，而且被包物粒径范围很广，故被制药界看好。包衣液可通过不同的技术加入到被包物的表面。如顶喷，底喷或切线喷。对于一种给定的物质来讲，使用不同的技术，其最终的释放特性有明显区别。另外，在研制过程中，要进行处方的设计及摸索，了解这些技术的特点也是必不可少的。
用流化床设备进行包衣时，在流化过程中，所有的颗粒都悬浮在流化空气中，表面完全暴露，可以喷射各种包衣液，进行湿热的交换。流化床中，流化状态是由被流化物料的特性及设备构造而定。由于每种技术的构造不同，流化状态也不相同。
用流化床的三种技术进行包衣时：顶喷、底喷和切线喷，为了使衣膜均匀连续，都要做到尽量减少液滴的行程，即液滴从喷枪出口到达颗粒表面的距离，以减少热空气对液滴产生的喷雾干燥作用，使得液滴到达被包物表面时，基本能保持其原有的特性，尽量减少液滴内液相介质的挥发，以达到均一、理想的铺展性，形成连续、均匀的衣膜。
药界固体制剂中，一些药品需要包衣，以提供要求的释放特性。薄膜包衣设备最近的发展过程中已能做到对结晶体，颗粒，至片子进行包衣，而且能达到理想的重现性。所包的薄膜衣可以是缓释或控释衣膜，掩味，肠溶，提高稳定性，或改善外观。
包衣是在一定形状的物质外面包裹上一层衣膜，以达到一定的目的。其基本过程为：当颗粒通过包衣区域时，包衣液被喷射到颗粒的表面，形成“一小块一小块“的衣膜，最终整个颗粒表面都被包裹。在整个过程中，液滴的形成，与颗粒表面的铺展，液滴相互间的接合，以及介质的蒸发，几乎都是同时发生的。随着小块衣膜连续重复地在颗粒表面的包裹，衣膜的厚度稳定地增加。
流化床设备由于其高效的干燥率而出名，用于干燥与制粒已有几十年的历史了。最近几年的发展中，由于流化床在包衣方面的适用性，如：溶液，混悬液，乳状液，及热熔融液包衣，而且被包物粒径范围很广，故被制药界看好。包衣液可通过不同的技术加入到被包物的表面。如顶喷，底喷或切线喷。对于一种给定的物质来讲，使用不同的技术，其最终的释放特性有明显区别。另外，在研制过程中，要进行处方的设计及摸索，了解这些技术的特点也是必不可少的。
用流化床设备进行包衣时，在流化过程中，所有的颗粒都悬浮在流化空气中，表面完全暴露，可以喷射各种包衣液，进行湿热的交换。流化床中，流化状态是由被流化物料的特性及设备构造而定。由于每种技术的构造不同，流化状态也不相同。
用流化床的三种技术进行包衣时：顶喷、底喷和切线喷，为了使衣膜均匀连续，都要做到尽量减少液滴的行程，即液滴从喷枪出口到达颗粒表面的距离，以减少热空气对液滴产生的喷雾干燥作用，使得液滴到达被包物表面时，基本能保持其原有的特性，尽量减少液滴内液相介质的挥发，以达到均一、理想的铺展性，形成连续、均匀的衣膜。
流化床包衣
--顶喷--
常用的顶喷包衣法已使用了近20年。该设备用于干燥及制粒已有40年的历史了。最初是用于维生素颗粒的类脂物的包衣。顶喷设备已成功地用于包100微米的颗粒，更小的颗粒也曾试过，但粘结不要避免，这是由于喷嘴的限制及大多数包衣的粘性造成。
包衣材料从上往下喷射到流化物料上。为了防止成团结块，颗粒通过包衣区域的速度应当相当快，而液滴必须很小，不足以将流化的颗粒成团包裹，但是又能将包衣材料粘附在被包物的表面。
液滴越细小，最终形成的衣膜越致密。
然而液滴在被包物的表面又必须保持其铺展性，不期望发生液滴介质过早蒸发。
一、基本结构
物料槽是圆锥形的，喷枪一般在最低位。底部有一筛网，预处理过的流化空气通过筛网进入料槽，随着气流量的增加，原静止的物料受到气流的推动而流化。
二、包衣及操作特点
　  颗粒受气流的推动从料槽中加速运动经过喷嘴，喷嘴喷入包衣液，包裹到不规则运动的颗粒表面，其方向与颗粒运动方向相反。被包的颗粒通过这一区域进入扩展室，扩展室的直径要比料槽直径要大，因此导致了气流减速，颗粒速度放慢，最后又回到料槽内。在整个过程中，颗粒如此循环往复地运动。
1.        逆向喷液-液滴的喷射方向和物料的运动方向相反。这样液滴从喷枪出口到达颗粒表面的距离就会增加，进风热空气对液滴的挥发作用加强，影响液滴粘性、铺展性，影响衣膜成形。
2.        不规则的流化状态就是混合均匀性来讲，顶喷也能很均匀，但流化状态，相对底喷或切线喷则并不均匀。流化状态是无序的、不受约束，要很好地控制每个液滴到被包物之间的运动轨迹是不可能的。
3.        包衣膜特性-可能不太均一，外观会显示出小孔或喷雾干燥形成的小颗粒。
4.        优点：
1）        批量较大-实验用可为几百克。颗粒包衣的工业化大生产，批量可达2200升。流化状态受到批量的影响。一般建议的批量：当包完衣后占满整个料槽。批量可用下列公式计算：
B＝VD　B＝包完衣后的批量（KG），V＝整个料槽体积（L），D＝包完衣后物料的堆密度（g/cc）
起始物料要占料槽的50%，才能保证足够流化。在这些条件下，大约可喷射100%的包衣液量（基本起始重量）。
2）        喷枪只有一个-多头喷嘴，某些情况，也可使用多个喷枪。
3）        安装简便。
4）        更换批次时，操作简单省时-当一批完成后，只要移开物料槽，更换或清洁喷嘴，确保枪头不堵塞，就可以进行下一批的包衣。
5.        缺点-适用范围窄，少量颗粒的粘连常常不可避免，特别是在粒径较小时。当粒径较大，颗粒致密时，流化状态不太好。
三、应用
1、极适用小于100微米的粉状物热熔融包衣
　  要形成高质量的衣膜，只有在喷液时保持物料温度接近包衣液的凝固点。此时，由于产生了粘性，物料流化就有一定的困难。顶喷物料槽是敞开式的，对物料运动不产生任何阻碍，物料可以在其中较好地流化。熔点温度小于100℃的物料可以通过仔细控制液体与雾化空气温度及物料床温度进行包衣。衣膜的质量好坏与喷射速度及冷凝的快慢有关。将物料的温度保持在接近包衣材料的冷凝温度，就会导致物料床的粘性显著增加。对于热熔融包衣，顶喷开放式的料槽比底喷要好得多。因为，底喷是通过隔圈与多孔板之间狭窄的间隙来控制流化状态，保持衣膜质量的。因此，其衣膜质量较底喷和切线喷的好。
2、能很好适用-粒径不小于200微米的颗粒：水溶性薄膜包衣，肠溶衣，物理性掩饰包衣，矫味包衣等。
3、也能适用-有机溶剂的肠溶包衣（取决于聚合物的特性）。
4、不建议使用-缓释包衣。
四、关键之处：
工艺参数：空气流量、喷嘴位置、雾化空气温度。

流化床包衣
--Wurster 底喷--
由Wisconsin大学的Dale Wurster教授于1959年发明的底喷流化床技术，又称为Wurster系统，最初用于片子的包衣，现在该技术广泛用于对粒径小于100微米的颗粒的包衣。
底喷装置的底部装有不同开口形状的筛板。筛板的开口形状及开口率要取决于被包物的情况，开口面积最大的地方位于隔圈正下方，这样，流化空气大部份通向这一部位。喷枪安装在筛板底部中心，故在这一部位，喷枪对物料的包裹高度密集，喷枪自下而上喷液，与隔圈内物料的运动方向同向。当包衣液的雾化液滴与隔圈内颗粒接触后，液滴粘结在颗粒表面，铺展，形成衣膜。
被包的颗粒经过隔圏，在扩展室开始减速。当颗粒上升到扩展室时，多余的介质被蒸发掉，以避免造成过湿，结块。当气流速度无法推动颗粒重新落回到隔圈与料槽之间的间隙内，此处的气流量取决于外圏筛板的孔径大小及数量。此处的气流量只要能使得颗粒能向下运动，且保持失重的悬浮状态就足够了。颗粒从隔圈与料槽壁之间的区域内水平地运动到包衣区域内，形成一个运动循环，这是通过正确地调节隔圈底部与筛板之间的间距来实现的(又称为隔圈高度)。颗粒在几秒钟内通过包衣区域，完成了一个运动循环，相对于通常的顶喷技术来讲，流化状态在底喷中等到了较好的控制。
    物料在底喷装置中，往复循环运动，其流化状态非常有规则，颗粒流化经过喷射液雾时间间隔有规律，液雾的铺展也很均一，形成的衣膜厚薄均匀，没有孔隙，不会象顶喷中那样，由于运动无序而造成衣膜性能不佳。
一、基本结构
1.        物料槽及隔圈-通常情况，两个都是圆柱形的，隔圈大约是料槽高度的一半。实验用设备及中试设备(直 到24＂直径)的使用单隔圈及喷嘴。大生产设备可有三个(32＂的)或七个(46＂的)与18底喷装置中同样大小的隔圈及喷嘴。
2.        多孔筛板-筛板孔的形状与分布取决于被包颗粒的粒径及密度，包片子的筛板不适合于包小颗粒。
3.        隔圏高度-一般，物料颗粒越大，隔圈高度越高。
4.        扩展高度-包片子时，不用太高，而小丸及粒子则需要较大的扩展空间。
5.        出风过滤袋-对片子及小丸包衣，只需一筛布阻隔就行，粒子则需用过滤袋，以阴挡它们进入排风管。
二、包衣及工艺特点
1.        同向喷液-包衣液的喷液方向和粒子的运动方向一致，一般情况这种运动快速、持续、均一。
2.        连续紧密的衣膜-由于包衣液是喷射在喷嘴附近运动有序的粒子表面，故液滴从喷嘴口被包物间的距离很近，形成的衣膜很好。
3、优点：
1)        衣膜质量很好-物料运动规则包衣液分布均匀，同向喷液。
2)        适用范围最广-所有衣膜：遮掩膜、矫味膜、肠溶衣、缓释衣等。
3)        批量中等，最大为500公斤。流化状态是受批量影响。隔圈外至少要有50%的体积量的未被包衣的物料，最终成品的批量可由下列公式计算：
B=(πr2L-1/2nr22L)D/1000
注意：起始的小颗粒的批量可以是0.4B(或约40%的成品量 )。片子量为90%(πr2L/1000)D，包衣量达10%W/W。 如果包衣材料及被包衣物的堆密度较小，则可进行100%至150%(根据起始重量)的包衣。
4、 缺点：
  1)慢-所包物料不同，可能需对机器进行改装，多孔板要更换。
  2)机身高-对建筑物天花板的高度有一定要求。
三．适用
1.极适用-缓释衣、肠溶衣(特别是有机溶剂)、矫味、改善外观
2.适用-悬浮液、溶液的包裹敷层(最大量为100%-150%)。
3.不适用-粒径小于850微米的粒子的热熔包衣。
四、关键点
工艺参数：流化空气量、多孔板的结构、隔圈高度、雾化空气压力及流量。 返回小木虫查看更多