6. Типы мельниц в фармацевтической промышленности

В фармацевтической отрасли для подготовки лекарственных средств перед их поступлением к потребителям используются различные методы тонкого измельчения. Один из таких методов называется помолом — это механический процесс, предназначенный для уменьшения размера твердых частиц с целью усиления их воздействия. Однако, поскольку универсального подхода для всех лекарственных средств не существует, для разных препаратов требуются различные типы мельниц, применяемых в фармацевтической промышленности.

Каждая мельница имеет свой собственный способ переработки лекарственных средств. Некоторые из них используют ударное воздействие, а другие — сдвиговое сжатие для измельчения гранул. Прочитайте эту статью, чтобы узнать о различных типах мельниц, применяемых в этой отрасли, и о том, как они работают!

Почему фрезерование играет важную роль в фармацевтической промышленности

Прежде чем рассмотреть типы мельниц, используемых в фармацевтической промышленности, важно понять, почему этот механизм вообще имеет такое значение. По сути, это технология, применяемая для обеспечения надлежащего действия лекарственных средств путем изменения их морфологии, что способствует этому процессу. Вот почему это так важно, особенно в фармацевтической отрасли:

Улучшенная растворимость и биодоступность

Согласно исследованиям, препараты в виде порошка достигают физические свойства, способствующие увеличению скорости их растворения. Когда лекарственные препараты расщепляются на более мелкие частицы, площадь их поверхности (активных фармацевтических ингредиентов) естественным образом увеличивается. Это особенно верно в тех случаях, когда размер частиц лекарственных препаратов уменьшается до микро- или даже наноразмеров. В связи с повышенная биодоступность, эти крошечные частицы быстро всасываются в кровоток.

Равномерное/однородное перемешивание

Обеспечение однородности порошков в процессе их грануляции является ключевым этапом, гарантирующим хорошее смешивание лекарственного средства. Благодаря поэтапному измельчению фармацевтические компании обеспечивают стабильные характеристики таблеток (или порошков) при каждом применении и точное дозирование. Это, в свою очередь, снижает вероятность неравномерного распределения лекарственного средства в организме.

Упрощение обработки лекарственных средств

Помимо равномерного перемешивания, измельчение значительно упрощает процесс производства лекарственных средств. Благодаря однородному размеру частиц лекарственные средства легко проходят через такое оборудование, как таблеточные прессы или капсулонаполнители. Таким образом, производственная партия изготавливается без сбоев. Общее распределение частиц по размерам (PSD) также влияет на то, насколько легко их можно спрессовать в твердые формы.

Целевая доставка лекарственных средств

Одно из главных преимуществ измельчения лекарственных препаратов до наноразмеров заключается в том, что это позволяет лекарствам воздействовать на конкретные участки организма. При этом частицы становятся настолько крошечными, что их можно направить к определенным клеткам или тканям по кровотоку. Это невероятное преимущество в современной медицине, позволяющее фармацевтическим компаниям обеспечивать пациентам индивидуализированное лечение.

Типы мельниц, используемых в фармацевтической промышленности

В настоящее время в фармацевтической промышленности используется несколько типов мельниц, каждая из которых работает по своему особому принципу. В целом методы измельчения подразделяются на две категории: мокрое измельчение и сухое измельчение. Как следует из названия, в мокрых мельницах для обработки лекарственных средств используются жидкости, тогда как в сухих мельницах — газ или воздух.

Ниже приведена типичная классификация наиболее распространенных заводов в фармацевтической отрасли:

Шаровая мельница

Наиболее распространенный тип мельницы — шаровая мельница — используется для измельчения различных фармацевтических ингредиентов в мелкий однородный порошок. По сути, она представляет собой большой полый цилиндр, который медленно вращается вокруг своей оси. Внутри цилиндра находятся небольшие шарики, которые выполняют функцию измельчающих элементов, равномерно перемешивая лекарственное сырьё. Они способны обрабатывать твёрдые, абразивные и даже влажные материалы.

Как это работает

Подлежащий измельчению материал подается в вращающийся цилиндр через трубу. При вращении цилиндра шарики перемешиваются и вступают в контакт с загруженным внутрь материалом. При компрессионном измельчении многократные удары и трение между шариками разбивают материал на мелкие частицы.

Молотковая мельница

Как следует из названия, молотковая мельница использует высокоскоростные молотки (или лопасти) для дробления и измельчения материалов в фармацевтической промышленности. Лезвия закреплены на быстро вращающемся роторе внутри прочного стального барабана. Хотя мельницы этого типа позволяют получать частицы различного размера, их размеры, как правило, менее однородны по сравнению с мельницами, работающими по принципу сжатия. Кроме того, они соответствуют требованиям GMP, что гарантирует безопасность.

Как это работает

Когда сырье поступает в загрузочный бункер молотковой дробилки, оно в конечном итоге попадает в дробильную камеру. Здесь вращающиеся молотки раскачиваются с чрезвычайно высокой скоростью и многократно ударяют по частицам, измельчая их до более мелких гранул. Размер конечного продукта зависит от интенсивности ударов молотков и размера сетки бункера.

Мельница «Fluid Energy»

Гидроэнергетическая мельница, или струйная мельница, представляет собой разновидность измельчителя, работающего по принципу принцип удара и изнашивания. Она специально разработана для лекарственных средств или химических веществ, которые необходимо измельчить до размера чрезвычайно мелких частиц, то есть 1–20 микрон. В отличие от традиционных мельниц, в данной установке используется высокоскоростной поток газа, в котором частицы измельчаются в полете.

Как это работает

Сначала фармацевтическое сырье подается в мельницу, где через сопла в рабочую камеру мельницы впрыскиваются мощные струи воздуха или газа. Эти сверхскоростные струи сталкиваются друг с другом, заставляя сырье циркулировать по эллиптической траектории внутри трубы. Повторяющиеся сильные столкновения приводят к образованию ультрамелких частиц.

Вальцовая мельница

Роликовые мельницы, которые идеально подходят для бережной переработки фармацевтических материалов, используют вращающиеся в противоположных направлениях цилиндры для измельчения частиц лекарственного вещества. Они наиболее подходят для приготовления мазей, кремов и других полутвердых лекарственных средств. Как правило, такая мельница работает по принципу сжатия под действием давления. Более того, она отлично подходит для термочувствительных материалов.

Как это работает

Порошки или вязкие материалы подаются в узкий зазор между валками мельницы. Поскольку мельница работает по принципу сжатия, материал поступает в самую узкую часть установки, где на него оказывается сильное давление. Вращающиеся в противоположных направлениях валки создают высокую сдвиговую силу и сжатие, что приводит к измельчению частиц.

Каттер-Милл

Хотя она во многом похожа на молотковую мельницу, в ней вместо молотков используются острые ножи для измельчения материала на более мелкие кусочки. Проще говоря, режущие мельницы похожи на кухонные комбайны, которые нарезают материалы, а не измельчают их до однородной массы. Благодаря этому такие мельницы идеально подходят для производства таблеток, помогая фармацевтическим предприятиям легко уменьшать размер твердых волокнистых материалов.

Как это работает

Для начала измельчения материал загружается в бункер и под действием силы тяжести продвигается в направлении камеры. Центральный вал вращается, а мимо него проходят острые вращающиеся ножи. Это мощное сдвиговое воздействие разрезает материал на более мелкие кусочки. В заключение измельчённые частицы проходят через сито, при этом более крупные частицы остаются в зоне измельчения до тех пор, пока не будут измельчены до нужного размера.

Колебательно-ротационный гранулятор

Колебательный гранулятор, который в основном используется для влажной и сухой грануляции, имеет в своей конструкции штангу, перемещающуюся вперед-назад по отношению к сетчатому экрану. Эффективность работы этой установки зависит от характера движения, типа движения и размера отверстий в сетке. Кроме того, эта установка идеально подходит для термочувствительных или воскообразных материалов, в первую очередь благодаря тому, что она выделяет очень мало тепла.

Как это работает

Порошок или сырье загружается в мельницу через загрузочный бункер. Попав внутрь, оно вступает в контакт со стержнями, совершающими колебательные или вращательные движения. Затем эти стержни измельчают сырье и проталкивают его через сетчатый фильтр. В результате получаются мелкие гранулы одинакового размера, которые идеально подходят для фармацевтической промышленности.

Ниже приведена таблица, в которой представлены типы мельниц, используемых в фармацевтической промышленности, чтобы лучше их понять:

Заключение

Хотя понимание принципов измельчения может показаться сложной задачей, важно отметить, что фармацевтические компании в значительной степени полагаются на этот механизм при производстве лекарственных средств. Как только вы ознакомитесь с типами мельниц, используемых в фармацевтической промышленности, вам будет проще обеспечить оптимальные эксплуатационные характеристики лекарственных средств и соблюдение нормативных требований.

Если вам нужны фрезерные решения высшего класса, ознакомьтесь с предложениями компании Finetech уже сегодня. Мы стремимся облегчить вам жизнь, предлагая передовые технологии, в которых сохраняется дух старой школы!