改良新藥雙螺桿擠出機(jī)16
HME技術(shù)包括一個料斗、一個擠出機(jī)、一套螺桿、模具或小孔,以及各種控制工具和下游輔助設(shè)備,以確保機(jī)械設(shè)備處于良好工作狀態(tài),并且擠出物的質(zhì)量盡可能高。擠出機(jī)的進(jìn)料口是一個料斗,原材料被加入其中。借助旋轉(zhuǎn)螺桿的作用,這些材料被混合和傳送。擠出物從一個稱為模具的小孔中出來,并獲得所需的形狀。對于一些如共晶、鹽、微系統(tǒng)、顆粒、固體分散體、半固體或納米系統(tǒng)等制劑,不需要任何模具。
螺桿根據(jù)其類型分為單螺桿擠出機(jī)(SSE)、雙螺桿擠出機(jī)(TSE)和多螺桿擠出機(jī)(MSE)。在塑料工業(yè)中,由于成本效益和簡單的設(shè)備設(shè)計,常使用單螺桿擠出機(jī)(SSE),但在制藥領(lǐng)域,由于其混合能力較差,不常使用。在20世紀(jì)30年代,意大利發(fā)明了雙螺桿擠出機(jī)。兩個攪拌器位于平行軸上,具有同向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的螺桿,即螺桿以相同方向和不同方向旋轉(zhuǎn)。這種螺桿有兩種類型,即嚙合和非嚙合螺桿。軸之間的間隙與螺桿的直徑相似,被稱為非嚙合螺桿。相比之下,嚙合螺桿的軸之間中心線的間隙遠(yuǎn)小于螺桿的直徑。與單螺桿擠出機(jī)相比,嚙合型雙螺桿擠出機(jī)在均勻的固體系統(tǒng)中提供了更好的混合,促進(jìn)了活性藥物成分(API)與其他輔料均勻分散。雙螺桿擠出機(jī)具有一些顯著特點(diǎn),如自潔能力、較短的滯留時間和低熱量。由于可以從機(jī)筒中排空材料,減少了浪費(fèi),因此在API成本較高時非常有益。螺桿擠出機(jī)的型號尺寸從十幾毫米到百毫米不等,螺桿長度與其外徑的比例為20到40:1,其中40 L/D是最常見的。螺桿構(gòu)型是熱熔擠出機(jī)工藝的重要因素,用于考慮輸送和混合能力。單獨(dú)的傳輸螺桿不能有效的混合API,但在混合螺桿/捏合塊的共同作用下,可以獲得材料的有效混合。
雖然熱熔擠出是一臺機(jī)器一個工藝步驟,但是該過程可劃分為子過程以更好地理解。
1 材料通過料斗喂料到擠出機(jī)
2 材料的傳輸,混合和加壓
3 通過模具擠出
4 將擠出材料輸送到下游工序
在此過程中受控制的參數(shù)包括進(jìn)料速率、螺桿速度和筒體溫度,而監(jiān)測參數(shù)包括電機(jī)負(fù)載和熔融壓力等。在擠出機(jī)中,為了獲得恒定的產(chǎn)量、滯留時間以及施加在材料上的穩(wěn)定剪切應(yīng)力,在操作過程中材料的進(jìn)料速率和螺桿速度應(yīng)保持恒定。螺桿速度和進(jìn)料速率會影響電機(jī)負(fù)載和熔融壓力。擠出機(jī)螺桿固定牢固,其特殊的混合幾何形狀帶來高剪切分布混合,從而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆稚⒑头植甲饔?。通過管理和觀察螺桿速度、熔點(diǎn)、筒體填充情況、原材料顆粒大小、螺桿配置和停留時間,可以通過HME過程實現(xiàn)一致和均勻的產(chǎn)品。各種下游輔助設(shè)備在擠出產(chǎn)品的收集、成型和分析中發(fā)揮作用。冷卻輥、傳送帶、切粒機(jī)和切割機(jī)就是其中的典型設(shè)備。