基于QBD觀(guān)念的設備設計——均一穩定的干燥系統

  微丸的包衣干燥：流化床內部的風(fēng)體動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)對微丸的均勻干燥有著(zhù)舉足輕重的作用，針對風(fēng)體動(dòng)力學(xué)，《Wurster包衣（專(zhuān)題一）》一文詳細介紹了迦南設備對風(fēng)量的精確控制和均一分配以及其匠心獨/具的氣流分布器。

   在流化床底噴包衣中，微丸混合、噴霧包衣和溶劑蒸發(fā)是同步進(jìn)行的。在噴霧潤濕過(guò)程中，微丸之間會(huì )形成液滴架橋。如果液滴架橋沒(méi)有破裂而是凝固，則會(huì )發(fā)生團聚，導致兩個(gè)或更多的顆粒不可逆轉的粘合。蒸發(fā)速率或干燥能力由流化風(fēng)量、進(jìn)風(fēng)溫度及其絕/對濕度（露點(diǎn)）控制。過(guò)度干燥的環(huán)境會(huì )導致噴霧干燥效應和顆粒磨損，而過(guò)度濕潤會(huì )導致顆粒團聚。

   物料溫度取決于包衣液成膜溫度，從實(shí)驗工藝到中試直至生產(chǎn)放大的過(guò)程中，保持物料溫度值不變是成功的關(guān)鍵。進(jìn)風(fēng)溫度一般是以保持產(chǎn)品溫度恒定，進(jìn)風(fēng)溫度需根據進(jìn)風(fēng)濕度、噴液效率、導流筒高度等的變化而有所變動(dòng)。

   近年來(lái)，隨著(zhù)水性包衣的流行推廣，不少人誤把包衣溫度當作進(jìn)風(fēng)溫度，例如處方中的包衣溫度為40℃，這里的溫度指物料溫度，此時(shí)進(jìn)風(fēng)溫度設置為70℃也不影響。進(jìn)風(fēng)溫度高，有利于溶劑蒸發(fā)，提高包衣效率。但過(guò)高的溫度會(huì )使表面發(fā)粘，特別是會(huì )使小丸相互粘連，使進(jìn)風(fēng)相對濕度過(guò)低，產(chǎn)生靜電，影響包衣質(zhì)量。

   若包衣液為尤特奇類(lèi)樹(shù)脂型產(chǎn)品，或其它溫度敏感的功能層包衣，則需保持較低的進(jìn)風(fēng)溫度干燥，確保包衣致密性。

左：物料溫度于31-33℃浮動(dòng)茶堿小丸

右：物料溫度穩定于35℃茶堿小丸

▲茶堿小丸包衣電鏡圖

   導致圖中小丸的凹槽可能是由于球團之間的假性結合或液體橋粘接造成的涂層剝落，隨后干燥斷開(kāi)。這是衣膜過(guò)濕未干燥或是溫度未達到成膜溫度造成的。

   ①迦南科技流化床采用最/高的Ⅵ級泄漏等級（也稱(chēng)“零泄漏”）的蒸汽比例調節閥；

   ②進(jìn)風(fēng)溫度能從15℃加熱到120℃，控制精度為設定值±1℃。

▲PLC溫度控制系統流程導圖

   季節性濕度差異是影響產(chǎn)品穩定的重要因素之一。

   ①環(huán)境高濕度（夏季），30℃，每公斤飽和空氣中含有27.2克水，干燥能力降低，噴液速率減慢，尤其是水性包衣產(chǎn)品；水溶性藥物在功能包衣過(guò)程中可能遷移而導致釋放變快；水分散體型包衣膜中殘留水分可能導致衣膜老化；

   ②環(huán)境低濕度（冬季）冬季，5℃，每公斤飽和空氣中含有5.4克水；包衣過(guò)程中容易產(chǎn)生靜電問(wèn)題，導致顆粒流動(dòng)性減弱；包衣膜致密性可能變差。

▲物料溫度變化趨勢圖

   上圖顯示，在相同進(jìn)風(fēng)溫度及風(fēng)量的條件下，在較低進(jìn)風(fēng)濕度的環(huán)境下，可以更好地提高噴液效率，保持物料溫度溫度。

   迦南科技流化床在空氣處理單元可配有濕度控制系統，表冷除濕后可將濕度最/低降至9g/kg，轉輪除濕后可將濕度最/低降至3g/kg。冬季或是北方可配置加濕器進(jìn)行加濕，進(jìn)而使不同批次生產(chǎn)時(shí)達到同一生產(chǎn)環(huán)境，減少批次差異。

▲PLC濕度控制系統流程導圖

   迦南科技的設備致力于生產(chǎn)批次的穩定控制，條件恒定，形成穩定的底噴包衣工藝，包衣過(guò)程中的干燥能力與之息息相關(guān)。為批次重現性以及DOE試驗獲得合理、穩定的條件，為工藝放大打下基礎。