流化床底喷式精密包衣系统优势显著

        近两年，一种新型包衣系统——流化床底喷式精密包衣系统陆续出现在国内一些制药企业的生产线上。专业人士认为，它有望替代有50多年应用历史的传统流化床底喷式包衣系统。与传统流化床底喷式包衣系统相比，精密包衣系统可以更好地满足制药企业对于提高产品收率、改善包衣质量和减少工艺时间等方面的需求。 ■传统底喷式包衣有四大不足 包衣技术多种多样，但是效果较好的还属流化床包衣技术，它可谓是包衣技术的“元老”，深得制药企业青睐。其中最常用的是Dale Wurster在20世纪60年代研制成功的Wurster型底喷式流化床。该装置中心有一个包衣柱，在产品床中有一个固定的、向包衣柱方向伸出的、用于喷包衣液的双流体喷嘴。在包衣过程中，包衣液在雾化气流的作用下快速通过包衣柱，为颗粒包衣。Wurster型设计一直沿用到现在都没有显著的改变。虽然目前这一系统仍旧是对细颗粒包衣的主要工具之一，但是它在产品收率、包衣质量控制、工艺时间、工艺放大等方面暴露出明显的不足。 其一是影响产品收率。Wurster系统对粒径在0.4～1.2毫米范围内的颗粒进行包衣是有效的，但是对粒径小于400微米的粒子进行包衣则会产生一些问题，如颗粒聚集、包衣不均匀等。由于Wurster系统的喷嘴是固定在流化床的气流分配板上的，且喷嘴头高于分配板，一旦喷嘴高速雾化喷射，环绕喷嘴的雾化下方区域就会产生负压，从而吸附颗粒在此区域，并且因该区域靠近喷嘴，雾滴较大，颗粒在此区域极易聚集成团，其中一些小团块可能最终被吹起，由于来不及被干燥而形成不合格产品最终被筛分掉；而大团块有可能堵住喷嘴。另外，该系统是垂直进气，颗粒垂直向上运动，缺乏足够的自转运动，且运动比较剧烈，颗粒之间的碰撞摩擦很激烈，因此部分颗粒可能被撞碎而形成细粉——这些都会影响产品的收率。 其二是包衣质量难以控制。由于传统的Wurster系统的进气流是垂直向上的，在每一个循环中，只有颗粒下半表面被喷涂上包衣液，因此只有通过多次循环，同时严格控制颗粒外表的规则性，才能保证喷涂的均匀性。另外，Wurster系统中的喷嘴位于粒子流中间，这就意味着湿润的粒子可能会黏住喷嘴，导致包衣液不能充分地展开，只有部分靠近喷嘴的粒子能够均匀包衣，所以包衣的质量很难控制。且Wurster系统的喷枪固定在流化床的气流分配板上，在负压作用下，喷嘴极容易被堵住，一旦喷嘴被堵住，就要停止流化，必须停机出料进行检查，清洗喷嘴后，才能重新进料生产，严重的话可能会整批报废。 其三是包衣时间长。在Wurster系统中，大约25％～30%的流化空气进入产品床区域，以帮助粒子移到包衣柱内，其中直接通过包衣柱干燥区域的风量只有70％～75%，由于干燥空气的利用率太低，导致包衣时间延长。 其四是工艺放大困难。由于Wurster系统的进风是垂直向上的，风量在整个进气腔的分布不均匀，在由单柱向多柱进行生产放大时，可能导致颗粒在床内运动中不均匀而影响最终产品的质量。 ■精密包衣系统设计有三大看点 针对传统底喷式流化床包衣系统的不足，目前国内外一些公司将目光移向了极具优势的新型包衣技术——精密包衣。精密包衣系统的设计有三点非常值得关注：一是其具有专利的气流旋转加速器。该装置位于每一个包衣柱的下方，其特殊设计的旋转叶片，可使切向进风的进气流被二次分配而形成旋转气流。 这一旋转气流可使颗粒一边旋转上升一边被包衣。当颗粒通过导向桶时，因为底部压力低，具有向上动力的颗粒事实上在包衣柱的底部被包衣。在每一个循环中，一个旋转颗粒的所有外表面都有同等机会接触到包衣液，因此包衣非常均匀，包衣质量大大提高。另外，由于自旋作用，颗粒之间发生碰撞、粘连而形成团块的机会大大减少，收率自然得到提高。 设计的关键之二是空气分配板。其上面有0.7毫米直径的孔，开孔率是0.5％～3%。这一结构对进入包衣柱之前的颗粒可起到一定的缓冲作用。距离包衣柱越远，开孔率越高，最大至3%；越靠近包衣柱，开孔率激降至0。这样可在产品床中产生一个压力差，使产品向中心运动。在传统的Wurster系统中，大约有25％～30%的流化空气进入产品床区域，以帮助粒子移到包衣柱内；而在精密包衣系统中，只需10%的风量就可使颗粒移至包衣柱内。显而易见，从空气利用率上讲，精密包衣系统比Wurster系统高出20%左右；在保证同等进风量的情况下，其喷雾速度可以比Wurster系统提高20%。这意味着前者可节约生产时间20%。 设计的关键之三是精密包衣系统的喷枪是以软管形式进入流化床内的，这与传统的设计相比是巨大的改革。生产人员可以在任何阶段，在不停机的情况下对喷嘴进行检查；即使堵住，也可在保持颗粒流化状态下，抽出喷枪，清洁喷嘴。而传统的Wurster系统则需要停止流化，这样有可能导致产品质量下降甚至整批报废。 基于精密包衣系统结构上的这些特点，使其与传统Wurster包衣系统相比，在生产放大方面有了更为显著的优势。由于传统Wurster系统进风不均匀导致颗粒运动无序，在放大生产时需要根据实际情况重新摸索。而精密包衣系统具有空气分配板，这一分配板上在远离包衣柱的地方有一定的开孔率；另外，空气加速器位于包衣柱的下方，可直接引导空气进入柱内，并通过叶片改变气体流向，形成旋转的涡流。这些结构可使颗粒方便地通过包衣柱进入四周的床体，位于每一个包衣柱的产品的运动都是均匀的。假如需要放大生产，相关参数（如喷雾速率、空气流量）都和实验型号的数据相一致。