Partiklars beteende i tablettblandningar
Genom att simulera hur partiklar bildas i processen från pulver till tablett, kan tid och pengar sparas vid den industriella framställningen. Anders Darelius vid Chalmers har med hjälp av höghastighetskamera och laser prövat modeller av partiklarnas rörelse mot verkligheten.
Vid farmaceutisk tablettillverkning måste en rad processteg genomföras på vägen från pulver till färdig tablett. Ett viktigt steg är våtgranuleringen, där pulverformig aktiv substans och hjälpämnen blandas samman i en intensivomblandare samtidigt som vätska tillsätts. Vätsketillsatsen leder till att partiklar, granuler, successivt byggs upp.
En typisk granulstorlek när processen avbryts är en knapp millimeter i diameter. Granulerna torkas sedan och pressas till tabletter i en tablettmaskin. Syftet med granuleringen är bland annat att öka homogeniteten så att styrkan, det vill säga mängden aktiv substans, i olika tabletter hålls så jämn som möjligt.
Anders Darelius har i sin doktorsavhandling arbetat såväl teoretiskt som experimentellt med att mäta och beskriva hur snabbt granulerna bildas och hur de rör sig.
Modellerna som presenteras i avhandlingen kan användas för att simulera granulers rörelser och tillväxt i intensivomblandaren. Att kunna simulera granuleringssteget är viktigt vid till exempel uppskalning från laboratorieskala till industriell tillverkningsskala eftersom mycket tid och pengar kan sparas om man genom en simulering kan förutsäga vilka processinställningar som ska användas för att få en önskad slutprodukt.
I det experimentella arbetet har en höghastighetskamera som kan ta 2 000 bilder per sekund använts. Man kan då se hur långt granulerna har flyttat sig mellan två på varandra följande bilder och därigenom beräkna deras hastighet. En laserbaserad teknik har också använts. Genom att mäta frekvensen av reflekterande ljus från granulen kan man beräkna vilken hastighet den har.
Att kunna mäta granulernas hastighet är av stor betydelse och likaså är mätningarna viktiga för att kunna kontrollera om den matematiska modellen över hur granuler rör sig stämmer överens med verkligheten. Båda modellerna som använts bygger på antagandet att granuler rör sig och kolliderar slumpvis med varandra på samma sätt som molekyler i en gas, i vad som går under namnet kinetisk gasteori.
Avhandlingen, Fluid Dynamics and Granular Growth in High Shear Wet Granulation, försvarades i maj på Chalmers tekniska högskola.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta:
Anders Darelius, Kemisk apparatteknik, Institutionen för Kemi- och bioteknik, Chalmers
Tel 031-772 29 42
anders.darelius@chalmers.se
Handledare: Professor Anders Rasmuson, Kemisk apparatteknik, Institutionen för Kemi- och bioteknik, Chalmers
Tel 031-772 29 40
rasmuson@chalmers.se
