تتضمن تقنيات الكريات كثير من التطبيقات في صناعة المستحضرات الصيدلانية، مثل إخفاء الطعم والتحكم في إطلاق العقار. يعد طلاء القيعان السائلة مناسب بشكلٍ خاص للجسيمات والكريات الصغيرة. في هذا المقال، يشرح الدكتور هارالد ستال كيف يمكن لتدفق الهواء الفريد الموجود داخل GEA PRECISION-COATER™ أن يوفر تحسينات مهمة في أداء الطلاء وفي التغلب على العديد من مشكلات جودة الطلاء ومشاكل الارتقاء التي تواجهها أنظمة الطلاء التقليدية.

خبرة طلاء الجسيمات

تمتلك صناعة المستحضرات الصيدلانية تقنية قادرة على تغطية الجسيمات لتحسين المظهر، أو إخفاء الأذواق غير المحبوبة، أو توفير أدوية إطلاق مستمر لمدة تقرب من 50 عامًا. ومع الارتفاع الهائل في عدد الأدوية التي تتطلب هذه التقنية، والتكلفة المتزايدة لوقت المعالجة والمركبات المستخدمة، يخضع الفنيون الآن لضغط متزايد لزيادة الناتج، وتحسين جودة الطلاء وتقليل أوقات المعالجة.

جودة الطلاء

قد تكون منتجات الطلاء مكلفة وحجم المنتج المطلوب يتناسب عكسيًا مع حجم الجسيمات للمواد التي سيتم تغليفها. على سبيل المثال، إذا كانت مساحة سطح 1 سم فإن مكعبه 6 سم. ولكن إذا كان هذا المكعب مكونًا من مكعبات أصغر من 1 مم، فإن مساحة السطح الكلية ستزيد عشرة أضعاف تلك المساحة. بالنسبة للجسيمات الأصغر من 100 ميكرون، يمكن أن يتجاوز حجم مادة الطلاء بسهولة حجم المادة الفعالة. ومن ثمّ، فإن جودة الطلاء تتسم بأهمية قصوى.

يكمن الهدف في عملية طلاء الجسيمات بما يكفي من المواد لتحقيق النتيجة المرجوة، لا أكثر. في حالة ما يكون الطلاء فعالًا، يجب أيضًا أن يكون موزعًا بالتساوي على سطح المنتج بأكمله. قد يؤثر الاستخدام غير المتساوي جديًا على أداء (حجم الإطلاق) الدواء. وقد ينتج عن الطلاء غير المتساوي فشلًا في توليد استدارة (دوران) كافية للمنتج أثناء عملية الطلاء. سيكون الحل هو زيادة تدفق الهواء. ومع ذلك، فإن هذا، بدوره، سيزيد من الخسائر بسبب التآكل عبر توليد جزيئات الغبار الصغيرة، وبالتالي تقليل العائد.

عائد المنتج

إن عائد المنتج هو ببساطة المنتج الذي يلبي المواصفات المطلوبة، والذي يتم إنتاجه، ويتم التعبير عنه كنسبة مئوية من إجمالي كتلة المادة التي يتم إدخالها في العملية. يمثل الفرق خسائر المنتج التي تحدث أثناء المعالجة. في الطلاء التقليدي لقيعان السوائل، يمكن فقد المنتجات عن طريق الغبار (الناجمة عن التآكل من المواد الأساسية أو الجسيمات المجففة بالرذاذ) أو تكتل الجزيئات الأكبر الرطبة لأنها تؤثر على نفسها أو الآلات.

ويحدث التكتل عندما يكون معدل الرش مرتفعًا جدًا ولا يزال المنتج رطبًا عندما يلتقي إما بجسيم آخر في قاع الطلاء أو سطحه. في بعض الأنظمة، قد تسبب فوهة الرذاذ تأثيرًا "فنتوريًا"، مما يؤدي إلى امتصاص الجزيئات في منطقة عالية الرطوبة حول الفوهة قد تتصادم وتتكتل مع بعضها.

ومرة أخرى، سيكون الحل هو زيادة معدل تدفق الهواء للحفاظ على الجسيمات منفصلة. مع ذلك، يمكن أن يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة الخسائر الناتجة عن التآكل. البديل هو تقليل الرطوبة في محيط فوهة الرذاذ عن طريق خفض معدل الرذاذ؛ ومع ذلك، فإن الجانب السلبي سيكون زيادة في وقت المعالجة.

تقنية الطلاء التقليدية

أنظمة الطلاء بالرذاذ السفلية التقليدية، مثل تلك التي تم استخدامها منذ الخمسينات، بها كل هذه المشاكل وأكثر. بالإضافة إلى صعوبات التكتل والتآكل وجودة المنتجات غير المتساوية وأوقات المعالجة الطويلة، يصعب أيضًا الارتقاء من الإنتاج التجريبي إلى الإنتاج الكامل، ولا يمكن لهذه الأنظمة العمل كنظام متعدد الأنابيب ويستحيل فحص فوهات التكتل أثناء المعالجة. تم التعامل مع كل هذه الإخفاقات في الجيل الجديد من تقنية الطلاء من GEA: PRECISION-COATER™.

كيف تعمل PRECISION-COATER™

شبكة رص السوائل

العنصر الرئيسي في PRECISION-COATER™ هو مسرع الدوامة الذي يتحكم بدقة في خصائص تدفق الهواء، وعلى هذا النحو، يتحكم أيضًا في سلوك الجزيئات المتدفقة في عمود الطلاء. أثناء طلاء القيعان السائلة التقليدية، تتدفق نسبة كبيرة من الهواء إلى القاع حول العمود، والذي يتم بعد ذلك تمييعه بالسائل بالكامل، ويسمح بتدفق الجزيئات إلى المنطقة المحيطة بفوهات الرذاذ بحكم الرأس الهيدروستاتيكي للقاع.

من خلال PRECISION-COATER™، ومع ذلك، يتم توجيه الكثير من الهواء إلى عمود الطلاء عن طريق لوحة الإدراج ومسرع الدوامة. ينشئ هذا التصميم سرعة هواء أعلى للعملية المجاورة للفوهة، ويولد منطقة منخفضة الضغط تمتص الجسيمات في قلب أنبوب الطلاء. تؤدي السرعة العالية لتدفق الهواء إلى تدفق الجسيمات الفردية، مما يسمح بطلاء أكثر. كما أن مسرع الدوامة يضفي عنصرًا دورانيًا على تيار الهواء الذي، عندما يقترن بالسرعة العالية لتدفق الهواء، يضمن أن الجسيمات الفردية تبقى منفصلة بحيث يمكن تشغيل عناصر برطوبة أعلى بكثير في اتجاه الفوهة دون خشية خطورة التكتل. تبين الاختبارات أن السرعة العالية لتيار الهواء تولد أيضًا مستوى أعلى بكثير من التبخر بحيث تكون الجسيمات جافة، ولن تتكتل لمدة طويلة قبل أن تعود للقاع حول أنبوب الطلاء.

وقد ثبت أن النظام يوفر طلاء متساويا للسمك المحدد في وقت معالجة أقل بكثير مقارنة بأنظمة الطلاء التقليدية. إن استخدام منطقة السرعة العالية/الضغط المنخفض لامتصاص الجزيئات في منطقة الطلاء، تمكّن نظام PRECISION-COATER™ متعدد الأنابيب من تجنب المناطق التالفة ذات تدفق الجسيمات المنخفض والتي يمكن العثور عليها في الأنظمة التقليدية المتعددة الأنابيب. ونتيجة لذلك، يمكن الارتقاء بنظام PRECISION-COATER™ من الاختبار، عبر الاختبار التجريبي وحتى الإنتاج الكامل باستخدام أنابيب طلاء ذات أحجام مماثلة. يمكن أن يؤدي تكوين وحدات إنتاج الأنابيب المتعددة وأنظمة المستوى ذات الأعمدة الفردية إلى استخدام نفس تدفقات الهواء وأنماطها في أنبوب الطلاء، إلى التخلص من العديد من الصعوبات التي تواجهها الأنظمة التي تحتوي على أنابيب طلاء أكبر بكثير في وحدات الإنتاج.

الخاتمة

يوفر PRECISION-COATER™ عوائد أعلى عن طريق الحد من التكتل والتآكل؛ ويحسّن الإنتاجية بتسريع عمليتي الطلاء والتجفيف؛ كما يحسّن من جودة المنتجات بشكلٍ كبير من خلال ضمان طلاء السمك الموحد، وبالتالي ضمان الكفاءة السريرية المُثلى. وعلاوة على ذلك، فهذا يُعد مثاليًا لطلاء الجسيمات التي تنطوي على جزيئات من 50 ميكرون إلى 3 مم في القطر. تؤمن GEA بأنه لا يوجد منتج آخر يتلاءم بشكل أفضل مع حاجة الصناعة إلى نظام للطلاء يتسم بفعالية عالية بخصائص ممتازة لزيادة نطاق الإنتاج.

المؤخرة