Công nghệ dược phẩm dập viên

DẬP VIÊN

Thiết bị dập viên: Máy dập viên tâm sai và máy dập viên quay tròn
I. Quá trình dập và tạo viên:
1. Quá trình nén:
Trong quá trinh dập, thể tích của khối nguyên liệu sẽ giảm dần, làm giảm thể tích
của khí trong khối hạt.
Quá trinh nén có thể được mô tả bằng nhiều cách, một trong số đó là tính toán sự
thay đổi tương đối về thể tích  V/V
Tại thời điểm nén diễn ra 3 kiểu biến dạng cơ bản: biến dạng đàn hồi, biến dạng
dẻo và biến dạng gây vỡ.
Trong quá trình dập, lực nén cần phải vượt qua giới hạn đàn hồi để các liên kết
được hình thành trong viên. Các lí thuyết tạo viên gồm:
+ Lý thuyết cơ học: Khi các tiểu phân bị biến dạng, bề mặt tiếp xúc giữa các tiểu
phân bị móc vào nhau tạo thành các liên kết cơ học.
+ Lý thuyết lực tương tác giua các phân tử: lực van der Waals liên kết các phân tử
với nhau tại các bề mặt mới trên danh giới các tiểu phân.
+ Lý thuyết lớp màng film chất lỏng trên bề mặt: lớp film chất lỏng mỏng tạo
thành liên kết các tiểu phân với nhau tại bề mặt các tiểu phân. Nang lượng của quá
trinh nén làm chảy hoặc hoà tan (do tang nhiệt độ) tại các bề mặt tiếp xúc và tiếp
theo là sự hoá rắn hoặc tái kết tinh khi dừng nén và như vậy tạo ra các cầu liên kết
hoặc mặt liên kết rắn.
Lí thuyết cũng phù hợp với thực tế và có thể áp dụng để giải thích một loạt hiện
tượng quan sát được như:
+Tốc độ dập càng cao viên càng bở.
+ Dùng nhiều Mg.stearat hoặc trộn với tá dược trơn quá kỹ sẽ thu được viên không
được chắc.
+ Các nguyên liệu khác nhau bị ảnh hưởng bởi Mg. stearat khác nhau
+ Dập viên ở nhiệt độ cao hơn sẽ thu được viên có độ bền cơ học cao hơn

+ nhiệt độ thường tang 4 - 30oC tuỳ công thức khi dập viên
2. Sự giải nén:
+ Sau khi dập và hoá rắn khối bột thuốc trong cối, viên phải có đủ khả nang chịu
đựng ứng suất đột ngột trong quá trinh giải nén và đẩy viên ra khỏi cối
+ Tốc độ giải nén (phụ thuộc đường kính bánh nén và tốc độ máy) có ảnh hưởng
nhất định đến chất lượng viên.
+ Các đặc tính biến dạng trong quá trinh dập viên đóng vai trò chính trong quá
trinh giải nén.
+Sau khi nén với một lực cực đại, viên nén phải trải qua giai đoạn phục hồi do đàn
hồi.
+Trong khi viên nén bị nén trong cối, sự hồi phục đàn hồi chỉ xảy ra theo hướng
trục (axial).
+Nếu tốc độ và mức độ phục hồi đàn hồi lớn, viên nén có thể bị bong mặt hoặc
phân lớp do sự dãn nhanh theo hướng xuyên tâm khi đẩy viên ra (radial).
+Nếu trong viên nén diễn ra quá trinh đứt gẫy dòn trong giai đoạn giải nén, quá
trinh dập có thể không thu được viên nhẵn phẳng do sự rạn nứt bề mặt.
+ Tốc độ giải nén có tác động đến khả nang tạo viên và hoá rắn (tạo các dây nối).
+Theo lý thuyết màng film chất lỏng bề mặt, tốc độ kết tinh hoặc rắn hoá đóng vai
trò tạo liên kết giua các bề mặt. Tốc độ của sự kết tinh bị ảnh hưởng bởi áp lực (và
tốc độ rời bỏ lực tác động).
+Tốc độ giải nén cao dẫn đến tốc độ kết tinh cao, thường thi tốc độ kết tinh thấp
dẫn đến hinh thành các tinh thể bền hơn. Vi vậy, nếu các dây nối tạo thành theo cơ
chế này, tốc độ máy thấp hơn (tốc độ giải nén và kết tinh thấp) sẽ tạo các viên bền
hơn.
3. Đẩy viên ra khỏi cối:
+ Sau khi giải nén, viên vẫn nằm trong cối, lực ép vào thành cối còn duy tri đóng
vai trò giu viên trong cối.
1) Giai đoạn 1: Lực đẩy ban đầu đủ lớn để thắng được lực còn duy tri. Là lực lớn
nhất, xảy ra trong thời gian rất ngắn.

2) Lực để đẩy viên lên mặt cối, lực này nói chung nhỏ hơn lực đã nêu trên. Tuy
nhiên nếu tá dược trơn không đủ: viên tiếp tục dính, hỏng viên.
3) Lực giảm hết cỡ khi viên đã được đẩy lên trên mặt cối. Viên sẽ dãn nở khi bị
đưa ra khỏi cối và không thể đưa viên đã đẩy ra trở lại cối được nua.
+đẩy viên ra khỏi cối, tá dược trơn; Lực nhỏ hơn 200 N là tối ưu, (thường vào
khoảng 400 N). Lực từ 400 – 800 N là cao, và nếu vượt quá 800 N sẽ làm nóng và
có thể hỏng máy, sản phẩm sẽ bị xước cạnh, bong và dính.
+Giảm lực đẩy là cần thiết và vi vậy tá dược trơn được sử dụng trong công thức
thuốc viên với mục đính này. Mg.stearat dùng từ 0,5 – 1%. ngoài tác dụng có lợi
cho quá trinh dập chúng có tác dụng bất lợi cho viên.
+ Các viên có dấu hiệu biến dạng đàn hồi khi giải nén có thể sẽ bị bong mặt trong
lúc đẩy viên ra khỏi cối. Trong các trường hợp này viên sẽ tích luỹ ứng lực khi ở
trong cối và ứng lực này chỉ được loại bỏ theo hướng trục, khi viên được đẩy lên
mặt cối, phần mặt trên của nó dãn nở cả theo hướng trục và hướng xuyên tâm trong
khi phần còn nằm trong cối thi bị giới hạn, ứng lực biến dạng phát triển theo miệng
cối và kết quả là viên bị bong.
4. Gạt viên ra khỏi máy:
+ sau khi viên được đẩy ra khỏi máy.
+ lực gạt viên vào khoảng 2 N
+ lực lớn hơn 6 N có nghĩa là viên bị dính
vào mặt chày dưới và hậu quả là viên bị lột mặt dưới,
+Với tốc độ dập cao người ta thiết kế để sao cho viên được gạt ra khỏi mâm máy
càng nhanh càng tốt.


Lực trong quá trình dập viên:
+Nam 1950, Higuchi và Busse đã phát triển dụng cụ đo lực đầu tiên trong máy dập
viên.
+Bằng phương tiện đo lực cang họ đã có thể kiểm soát được lực tác động đến chày

trên, chày dưới và thành cối trong quá trinh dập.

+ điểm A tương ứng với giới hạn biến dạng dẻo, điểm B là điểm chết;
điểm C tác động của chày trên lên viên nén dừng lại và viên dãn nở.
Lý do của lực đo được trong khoảng B và C là do viên dãn nở nhanh
hơn tốc độ nâng lên của chày trên, và vi vậy có lực cang giua chúng.
+ Chu trinh kết thúc tại điểm D và (OD) là áp lực còn lại trên thành cối
+ đẩy viên ra ngoài cối cần một lực thắng lực duy tri . E = D ;
E là lực đẩy; D lực tác dụng vào thành cối;  hệ số tỷ lệ
+ Một đại lượng để nghiên cứu quá trình dập viên: tỷ lệ higuchi : R
R = Ft/Fd
Ft và Fd tương ứng là lực tác động ở chày trên và chày dưới.


Ảnh hưởng của lực dập tới một số đặc điểm của viên:
1. Độ dày của viên ( độ xốp ):
+ Lực dập viên càng lớn, viên sẽ càng mỏng, tuy nhiên độ dày không thể nhỏ hơn
độ dày tới hạn ( là độ dày khi viên được nén đạt tới khối lượng riêng của hạt )
2. Độ cứng của viên:
+ Khi dập liên kết hinh thành (Nf), tỷ lệ với lực dập (P).
Nf = P
+khi chày trên nhấc lên một số liên kết bị phá huỷ (Nd), tỷ lệ với hàm số mũ của P
(chẳng hạn như P2).
Nd = P2
+Liên kết khi viên đã được đẩy ra khỏi cối là
N = Nf – Nd = P - P2
đồ thị là một hinh parabol có cực đại tại:
dN/dP = 0 =  - 2P, nghĩa là xảy ra tại P = /2
+độ cứng của viên tỷ lệ thuận với tổng số lượng các liên kết trong viên,
- Độ cứng viên phụ thuộc vào lực dập. Độ cứng của viên đạt cực đại tại một lực

nén xác định  khi lực nén cao quá giới hạn, viên sẽ bắt đầu bị bong mặt và độ
cứng lại giảm.
3. Độ rã của viên:
Dịch lỏng thấm vào các khoảng trống. Tá dược rã hấp thụ nước và trương nở. Sự
trương nở này làm cho viên bị vỡ ra thành hạt.
Hạt rã ra không có kích thước như hạt ban đầu, thường lớn hơn, nhiều liên kết hơn.
kích thước hạt và số liên kết trong hạt càng lớn khi lực dập viên càng lớn.
+lực nén rất thấp dịch lỏng thấm vào viên một cách tự do, nhưng các lỗ xốp lại quá
lớn làm cho tá dược rã khi trương nở không gây được ứng lực trong viên. khi tang
áp lực dập làm xuất hiện nhiều hơn các lỗ xốp có đường kính nhỏ hơn tiểu phân tá
dược rã khi trương nở và thời gian rã sẽ giảm.


+Khi lỗ xốp đã đủ nhỏ, sự thấm dịch lỏng vào viên trở thành bước giới hạn, vi vậy
thời gian rã sẽ tang lên khi tang lực dập.
4. Sự hòa tan:
ảnh hưởng của lực nén khó dự đoán, nhưng có thể hinh dung: nếu trong quá trinh
nén xảy ra biến dạng gãy thi tốc độ tang khi tang nén; nếu hiện tượng tạo liên kết là
vượt trội thi tốc độ hoà tan sẽ giảm khi tang lực nén
Co 4 kiểu tương quan:
Tộc độ hoà tan tang khi tang lực nén
Tốc độ hoà tan giảm khi tang lực nén
Lúc đầu khi tang lực nén, tốc độ hoà tan tang đến cực đại; sau đó khi lực nén tang
tiếp, tốc độ hoà tan giảm
Tốc độ hoà tan giảm đến cực tiểu khi tang lực nén sau đó khi lực nén tang tốc độ
hoà tan lại tang
Đặc tính nguyên liệu – phương pháp dập viên:

Xu hướng thiết kế máy dập viên
• Tang cường hệ thống cung cấp nguyên liệu.

• Tang cường các thiết kế và vật liệu chế tạo cam.
• Dập nhiều giai đoạn.
• Dập viên nhiều lớp, viên bao.


• Thiết kế riêng biệt để vệ sinh và thay đổi một cách nhanh chóng.
• Tang cường kỹ thuật đo lực.
• Thiết kế thêm các bộ phận điện tử để kiểm soát lưc dập.
• Tốc độ tuyển chọn viên cao để có thể loại bỏ viên không đạt yêu cầu ra
ngoài.
• Bộ phận kiểm soát lực dập tiến hành đồng thời với kiểm soát khối lượng, độ
dày, độ cứng nhờ đó chế tạo các máy dập tự động hoàn toàn.