Введение
Согласно результатам многочисленных исследований установлено, что пленкообразующий полимер немедленного высвобождения Kollicoat ® IR (привитый сополимер поливинилового спирта и полиэтиленгликоля, ПВС-ПЭГ) является отличным влажным связующим веществом [1]. В данном исследовании изучено влияние скорости распыления и длительности процесса на эффективность
Kollicoat ® IR и поливинилпирролидона (ПВП) в качестве влажного связующего вещества.
Поскольку различные компоненты гранул обладают широким спектром свойств, необходимо было выбрать три образцовых наполнителя с разным поведением в процессе грануляции.
Материалы и методы
В исследовании применяли следующие влажные связующие: Kollidon® 25 (ПВП K25), Kollidon®
90 F (ПВП K90) и Kollicoat ® IR (ПВС-ПЭГ) – все производства компании BASF.
Для изучения влияния наполнителя на процесс грануляции использовали три образцовых вспомогательных вещества с различными свойствами: кальция фосфат безводный двухосновный (DICAFOS A60, CFB), микрокристаллическую целлюлозу [МКЦ] (Avicel® PH-101, FMC) и лактозы моногидрат (GranuLac® 200, Meggle).
Оборудование
Используемое оборудование состояло из установки грануляции в псевдоожиженном слое VENTILUS 2,5 (INNOJET Herbert Huettlin) с емкостью продукта IPC 1 и форсункой IRN 2.
Характеристики гранул определяли с помощью воздухоструйной просеивающей машины LPS 200 (Rhewum) и набора сит (Retsch AS 200).
Состав рецептур
Во всех исследованиях концентрация связующего раствора всегда составляла 8% по массе, содержание полимера – 1,5, 3,0 и 5,0% относительно массы сухих гранул. Размер серии во всех случаях был 250 г.
Грануляция
Грануляцию проводили при потреблении входящего воздуха на уровне 30 – 45 м³/ч. Поскольку концентрация полимера в используемых связующих растворах была одинаковой, для достижения требуемого содержания связующего вещества в конечных гранулах необходимо было поддерживать на постоянном уровне либо скорость распыления, либо длительность процесса (таблица 1).
Температуру продукта удерживали в пределах 28 – 35 °C путем регулирования температуры входящего воздуха.
Анализ свойств гранул
Количество остаточных мелких частиц и истираемость гранул определяли с помощью стандартной воздухоструйной просеивающей машины [2]. Количество неагломерированных частиц и истираемость гранул определяли с использованием сита с размером ячейки 125 мкм. Дополнительно выполняли стандартный ситовой анализ.
Результаты разделили на три категории в зависимости от размера частиц: крупные (>355 мкм), средние (125 – 355 мкм) и мелкие (<125 мкм).
Результаты и обсуждение
Наполнитель: кальция фосфат безводный двухосновный
Поскольку данный материал можно считать инертным, свойства гранул зависят от типа связующего
вещества. В частности, при использовании сильных связующих Kollidon® 90 F и Kollicoat ® IR в высоких концентрациях снижение скорости распыления оказывает незначительное влияние на истираемость (рис. 1). Кроме того, в условиях неизменной длительности процесса при концентрации полимеров 1,5% содержание мелких частиц повышалось.
Эти результаты были подтверждены данными распределения размера частиц (РРЧ), приведенными на рис. 2. Как правило, высокая скорость распыления при низкой концентрации связующего вещества приводит к снижению содержания мелких частиц.
В связи со значительной истираемостью гранулы подвергаются дроблению под влиянием механического напряжения, возникающего в течение длительного и более сухого процесса. Это было присуще всем трем связующим веществам.
Наиболее сбалансированное РРЧ достигнуто путем добавления только 1,5% Kollicoat® IR при высокой скорости распыления, в то время как гранулы с Kollidon® 90 F во всех случаях содержали значительную долю крупных частиц (рис. 2).
Наполнитель: микрокристаллическая целлюлоза
В связи с высокой водопоглощаемостью МКЦ нуждается в более продолжительном процессе для образования крупных гранул.
Установлено, что только 7,5 мин процесса грануляции недостаточно для равномерного распределения связующего вещества.
В целом очевидно, что получаемые гранулы, независимо от параметров процесса, обладают малыми размерами и высокой истираемостью. Данное явление неизбежно возникает даже при большей длительности процесса (рис. 3).
Гранулы на основе Kollidon®90 F обладают более низкой истираемостью по сравнению с другими связующими веществами, что подтверждено результатами анализа РРЧ (рис. 4). Наиболее сбалансированное РРЧ достигнуто при 3,0% концентрации Kollidon® 90 F, в то время как даже при 5,0% содержании Kollicoat
® IR в основном наблюдали образование средних и мелких частиц независимо от параметров процесса.
Kollidon® 25 не является эффективным связующим веществом для данного материала в связи с невозможностью грануляции частиц и немедленным дроблением получаемых гранул вследствие их высокой истираемости.
