Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Nghiên cứu thiết kế máy dập thuốc viên

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Đưa ra hướng thiết kế cho máy dập thuốc viên- Nghiên cứu qui trình sản xuất thuốc viên và nêu lên nhu cầu thiết kế máy.- Tìm hiểu tổng quan về máy dập thuốc viên, n

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Qui trình công nghệ sản xuất thuốc viên

Quy trình sản xuất thuốc viên là quá trình chuyển đổi nguyên liệu thô thành thuốc thành phẩm dưới dạng viên Quy trình này đã tồn tại từ lâu, nhưng ngày nay đã được cải tiến bằng việc sử dụng máy móc hiện đại để tạo ra các sản phẩm có chất lượng đồng đều, an toàn và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dân Quy trình này có thể được tóm tắt như sau:

Hình 1.1 Qui trình sản xuất thuốc viên cơ bản.

Tìm hiểu về thuốc viên

Thuốc viên nén là dạng thuốc ở thể rắn có hình dạng kích thước khác nhau nhưng thông thường là hình trụ dẹt, hình bầu dục, hình thoi, hình khối dẹt Có hàm lượng xác định, được điều chế bằng cách nén một hay nhiều dược chất với tá dược dưới dạng hạt nhỏ thành viên. Đối với viên chứa thuốc độc, hoặc viên dùng ngoài thì nhuộm ngoài hoặc dùng hình dạng khác nhau để phân biệt Đối với viên có mùi khó uống hoặc khó bảo quản thì có thể bao áo bên ngoài.

Nguyên liệu thô Các sản phẩm thuốc

Dược chất, tá dược, máy móc thiết bị

Chương 1 : Giới thiệu đề tài nghiên cứu

Hình 1.2 Các dạng thuốc viên. a Ưu điểm của thuốc viên

- Liều lượng tương đối chính xác, sử dụng thuận tiện, đơn giản.

- Có thể in chữ, khắc rãnh, in hàm lượng thuốc lên trên mắt viên làm giảm sự nhầm lẫn khi dùng thuốc.

- Thể tích gọn nên vận chuyển dễ dàng.

- Bảo quản được lâu vì ít chịu tác động của ngoại cảnh.

- Có thể bao ngoài một lớp vỏ để bảo vệ và che giấu mùi khó chịu của dược chất

- Có thể cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất

- Năng suất cao, giá thành hạ. b Nhược điểm

- Khó uống đối với trẻ em và người bệnh bị hôn mê, tác dụng chậm

- Trường hợp sử dụng tá dược không đúng có thể ảnh hưởng đến độ rã của viên, hoặc quá trình bảo quản của một số viên trở nên khó rã làm ảnh hưởng đến tác dụng của thuốc.

Công nghệ sản xuất thuốc viên nén

Quá trình sản xuất thuốc viên nén dựa trên nguyên tắc: Dùng lực nén để tạo thành khối rắn từ các vi hạt (thường gọi là cốm), viên thuốc tạo được không những đạt được độ bền cơ học để khỏi bị vỡ viên trong quá trình đóng gói, vân chuyển và bảo quản, mà còn phải đảm bảo độ tan rã và tác dụng điều trị của thuốc Do đó trong quá trình sản xuất viên nén phải qua một số công đoạn xử lí mới có thể dập thành viên đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Có 3 phương pháp để sản xuất viên nén:

- Phương pháp sản xuất viên nén qua tạo hạt khô.

- Phương pháp sản xuất viên nén qua tạo hạt ướt

Dập thẳng là phương pháp dập viên không qua giai đoạn tạo hạt Do đó tiết kiệm được mặt bằng sản xuất và thời gian, đồng thời tránh được tác động của nhiệt và ẩm tới dược chất Viên dập thẳng thường dễ rã, rã nhanh nhưng độ bền không cao và độ chênh lệch hàm lượng dược chất trong một lô mẻ sản xuất nhiều khi là quá lớn, vì vậy khi dập thẳng cần phải dập hai lần để đảm bảo trọng lượng viên. Nguyên tắc dập thẳng là dập trước một lần bằng cốm thô sau đó đem xay ra bằng máy xay búa với cổ lưới tạo ra vi hạt thích hợp, sau đó đem lên máy trộn đồng nhất trộn với tá dược và sau đó đem dập viên. Ưu điểm của phương pháp này :

- Quá trình sản xuất không phải qua nhiều công đoạn, không làm thay đổi trạng thái vật lí của nguyên liệu nên không ảnh hưởng đến chất lượng dược chất.

- Ít hao hụt nguyên liệu.

- Có thể áp dụng cho các dược chất dễ bị hỏng bởi ẩm và nhiệt.

- Thời gian sản xuất ngắn, do đó chi phí sản xuất ít, giá thành hạ.

2 Phương pháp sản xuất viên nén qua tạo hạt khô.

Quá trình tạo hạt khô không dùng đến tá dược dính ở dạng lỏng để tạo hạt. Phương pháp tạo hạt khô có ưu điểm là tránh được tác động của ẩm và nhiệt đối với viên, do đó được dùng cho các viên chứa dược chất không bền với ẩm và nhiệt (asprin, viên sủi, vitamin C, ampicilin…) Tạo hạt khô cũng tiết kiệm được mặt bằng và thời gian hơn tạo hạt ẩm Hạn chế của phương pháp tạo hạt khô là: Dược chất phải có khả năng trơn chảy và liên kết nhất định, dược chất khó phân phối đều trong từng viên (do hiện tượng phân lớp có thể xảy ra khi trộn bột kép và dập viên) Ngoài ra hiệu suất tạo hạt không cao và viên khó đảm bảo độ bền cơ học. Để khắc phục nhược điểm này, hiện nay người ta tạo hạt khô bằng phương pháp cán ép: Bột kép được cán ép thành tấm mỏng (dày khoảng 1mm) giữa 2 trục con lăn. Sau đó xát vỡ tấm mỏng qua rây để tạo hạt Hạt thu được theo phương pháp này gọi là hạt compact.

3 Phương pháp sản xuất viên nén qua tạo hạt ướt

Phương pháp tạo hạt ướt là phương pháp thông dụng nhất hiện nay do có nhiều ưu điểm như : Dễ đảm bảo độ bền cơ học của viên, dược chất dễ phân phối vào từng viên (do đó dễ đảm bảo sự đồng nhất về khối lượng viên và về hàm lượng dược chất) Quy trình và thiết bị đơn giản, dễ thực hiện.

Tuy nhiên, phương pháp tạo hạt ướt có hạn chế khi bị ảnh hưởng bởi nhiệt và ẩm, đặc biệt là trong quá trình sấy hạt, có thể làm giảm độ ổn định của dược chất Quy trình dài, trải qua nhiều công đoạn, tốn nhiều mặt bằng và thời gian (đặc biệt là khi xát hạt qua rây) Khi dập viên theo phương pháp tạo hạt ướt, để đảm bảo chất lượng viên nén, quy trình sản xuất cần được kiểm soát chặt chẽ: Đề ra các yêu cầu chất lượng và thông số kỹ thuật cụ thể để đánh giá từng công đoạn.

Qui trình công nghệ sản xuất thuốc viên

Hình 1.3 Qui trình công nghệ sản xuất thuốc viên.

Công đoạn chuẩn bị từ nguyên liệu thô và trộn nguyên liệu

Thuốc viên thường chứa đựng nhiều thành phần dạng bột Dựa trên đặc tính của hoạt chất, nhà nghiên cứu sẽ định lượng, lựa chọn tá dược và thiết kế công thức pha chế cũng như quá trình sản xuất phù hợp nhằm đem lại hiệu quả tối ưu.

Viên nén Đóng gói thành phẩm Nguyên liệu thô

Nhập kho bảo quản và phân phối ra thị trường

Dược chất, tá dược trơn bóng

Khi trộn bột kép cần áp dụng kỹ thuật trộn đồng lượng để đảm bảo lượng dược chất được phân bố đồng đều trong viên, đặc biệt với viên nén chứa hàm lượng dược chất thấp Trộn cao tốc pha với tỉ lệ dịch nhất định, tạo ra dạng sệch nhờ cách đảo và cách tơi làm cho việc nhào, trộn đều hơn.

Hình 1.4 Nguyên liệu thô được pha trộn.

Hiệu quả trộn phụ thuộc vào tốc độ quay của thùng trộn Tốc độ quay quá chậm không tạo ra được cường độ chuyển động đổ ụp xuống như ta mong muốn hoặc không tạo ra được tốc độ trượt cao.Mặt khác khi chuyển động quá nhanh sẽ dẫn đến việc tạo ra lực ly tâm hay phân ly bột ra phía thành thùng trộn Tốc độ quay tối ưu phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của thùng trộn (thông thường 30-100 vòng/phút).

Hiệu quả trộn cũng phụ thuộc vào đặc tính của loại nguyên liệu cần trộn và lượng nguyên liệu được đưa vào thùng trộn Thông thường để đạt hiệu quả trộn cao nhất thì thể tích sản phẩm chỉ chiếm 2/3 thể tích thùng trộn.

Thời gian trộn : thời gian trộn nếu quá ngắn dẫn tới trộn không đều, nếu quá dài sẽ làm tròn các cạnh của hạt dẫn đến phân ly, không đạt hiệu quả trộn Do đó thời gian trộn nên được chọn phù hợp với từng loại nguyên liệu cụ thể.

Sau một thời gian trộn nhất định cốm được đưa qua máy xát hạt độc lập (hoặc máy xát hạt có thể nằm trong máy trộn) để tạo hạt Theo kích thước yêu cầu mà ta chọn cổ lưới cho máy xát hạt, vi hạt đạt được tương đối đồng nhất 80%.

Nhu cầu thực tại về máy dập thuốc viên trong ngành dược

Theo số liệu của IMS Health, doanh thu ngành dược toàn cầu đạt 773 tỷ USD vào năm 2008, tăng 4,8% (không tính biến động giá) Trước đó, ngành này tăng trưởng mạnh, trung bình 10% (2000 - 2003) và 7% (2004 - 2007), vượt trội so với nền kinh tế thế giới và nhiều ngành khác Tuy nhiên, doanh thu năm 2009 ước tính chỉ đạt 760 tỷ USD, giảm 1,68% so với 2008.

Thị trường dược ở châu Âu và Mỹ đang có dấu hiệu bão hòa do dân số đã dần ổn định và do các loại thuốc quan trọng bắt dầu hết hạn quyền sáng chế Ngược lại, ngành công nghiệp dược của các nước đang phát triển ở châu Á Thái Bình Dương, châu Mỹ Latinh, vẫn có tiềm năng tăng trưởng mạnh trong thời gian tới Đây là các nước phát triển loại thuốc generic, dân số đông, thu nhập trên mỗi đầu người không ngừng được cải thiện Theo dự đoán của tổ chức RNCOS, tăng trưởng của công nghiệp dược ở các nước đang phát triển trong giai đoạn 2009 – 2012 sẽ đạt 12% - 15%, trong khi của thế giới chỉ đạt 6% - 8%.(Trích từ Báo cáo ngành dược – 2010).

Hình 1.13 Biểu đồ thể hiện doanh thu ngành dược thế thới ( nguồn IMS).

Bảng 1.1 Top 10 thị trường dược phẩm trên thế giới, (tỷ USD )

Quốc gia 1976 Quốc gia 1985 Quốc gia 2000

Giátrị % Thế giới Giá trị % Thế giới Giá trị % Thế giới

Nhật Bản 4.02 9.3 Nhật Bản 14.04 14.9 Nhật Bản 51.5 18.2 Đức 3.41 7.9 Đức 6.00 6.4 Pháp 16.7 5.9

Quốc 2.60 6.0 Pháp 4.47 4.8 Vương quốc Anh 11.1 3.9

Nha 1.32 3.1 Vương quốc Anh 2.35 2.5 Tây Ban

Vương quốc Anh 1.03 2.4 Canada 1.69 1.8 Brazil 5.2 1.8

Qua bảng trên cho thấy thị trường dược phẩm trên thế giới ngày càng tăng rất đáng kể đặc biệt ở các nước phát triển.

Do sự gia tăng dân số: nên nhu cầu về thuốc cũng tăng theo Mức sử dụng thuốc bình quân đầu người, cứ 10 năm tăng gấp đôi Riêng ở Việt Nam, chỉ trong vòng 5 năm, từ năm 1990 – 1995 mức sử dụng thuốc tăng gấp 10 lần Người dân ở các nước công nghiệp sử dụng dược phẩm gấp 30 lần ở các nước phát triển…

Gia tăng các loại bệnh tật, chủng loại bệnh đa dạng và nguy hiểm hơn do tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn, điều trị không đúng phương pháp hoặc thiếu thuốc trầm trọng Thiên tai cũng trở thành một yếu tố gia tăng số lượng bệnh nhân Ví dụ có thể kể đến là bệnh sốt rét và lao với hàng triệu người trên thế giới bị đe dọa AIDS - căn bệnh thế kỷ vẫn là mối đe dọa toàn cầu cùng nhiều căn bệnh do vi-rút khác.

Do sự phát trển của các nghành khoa học công nghệ: Công nghệ dược dựa trên dự phát triển của công nghệ hóa dược, sản xuất nguyên liệu cung cấp cho công nghệ bào chế các dạng thuốc Sự phát triển của công nghệ bào chế thuốc còn được hổ trợ

Chương 1 : Giới thiệu đề tài nghiên cứu bởi sự cung cấp nguyên liệu ngày càng phong phú của công nghiệp thuốc kháng sinh và công nghiệp snh học Bên cạnh đó, công nghệ bào chế các dạng thuốc còn được sự hỗ trợ tích cực của tiến bộ khoa học kỹ thuật từ nhiều ngành như điện tử, cơ khí, hóa học,….

Do cuộc sống của con người ngày càng được cải thiện và nhu cầu ngày càng cao Đi kèm với sự phát triển đó, nghành công nghiệp dược phẩm cũng đang trên đà phát triển nhanh chóng ngay cả trong nước và trên thế giới Các nhà máy sản xuất thuốc ngày càng nhiều và dây chuyền sản xuất thuốc ngày càng hiện đại hóa, năng suất cao đáp ứng đầy đủ nhu cầu của con người về bảo vệ sức khỏe và ngăn ngừa bệnh tật.

Sản xuất thuốc hiện nay được xem là nhu cầu hàng đầu của nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là đối với những nước phát triển Bên cạnh đó, lợi nhuận thu được từ sản xuất thuốc cũng là một con số đáng quan tâm so với các nghành khác.

Trong giai đoạn 2004 - 2009, ngành dược Việt Nam có bước tăng trưởng vượt trội Tổng giá trị tiền thuốc sử dụng và trị giá sản phẩm sản xuất trong nước tăng trưởng lần lượt với tốc độ bình quân 19%/năm và 22%/năm Mặc dù vậy, trị giá nhập khẩu chỉ tăng trưởng với tốc độ chậm hơn đáng kể, chỉ 14,3%/năm Điều này cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của ngành sản xuất dược phẩm trong nước, góp phần giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu thuốc.

Tuy nhiên, trong năm 2009, tốc độ tăng trưởng của giá trị hàng sản xuất trong nước bắt đầu chậm lại do các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài và chi nhánh doanh nghiệp nước ngoài tại Việt Nam bắt đầu được trực tiếp nhập khẩu dược phẩm Giá trị sản xuất trong nước năm 2009 chỉ tăng 16,2% trong khi giá trị nhập khẩu lại tăng đến 26,8% so với năm trước Trong khi đó, nhập khẩu thuốc thành phẩm tăng 19,1% và nguyên liệu nhập khẩu (chiếm 22,7% giá trị nhập khẩu) tăng62,6% so với năm trước Ngoài ra, nguyên liệu nhập khẩu lại chiếm phần lớn nhu cầu nguyên liệu của các công ty sản xuất trong nước Vì vậy, sự tăng trưởng của ngành dược Việt Nam hiện tại vẫn phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu.

Hình 1.14 Trị giá tiền thuôc sử dụng, nhập khẩu và sản xuất (Triệu USD.) Kết luận

Khó khăn lớn nhất của ngành dược Việt Nam sự cạnh tranh khốc liệt từ các công ty nước ngoài và sự yếu kém về mặt công nghệ Tuy nhiên, với các dự án đầu tư và chính sách hỗ trợ của Chính phủ, ngành dược sẽ dần khắc phục được các hạn chế còn tồn tại và sẽ tiếp tục duy trì sự tăng trưởng ổn định trong tương lai.

Ngoài ra, lợi thế cạnh tranh của các công ty dược trong nước còn nằm ở quyền phân phối trực tiếp đến tay người tiêu dùng và nhân công giá rẻ Bên cạnh đó,ngành dược còn được sự hỗ trợ từ các yếu tố vĩ mô, sự tăng trưởng về dân số và ý thức bảo vệ sức khỏe của người dân Vì vậy, trong năm 2011, nhiều khả năng ngành dược vẫn tiếp tục tăng trưởng như trong năm 2010 Về dài hạn, tốc độ tăng trưởng của ngành được dự báo nằm trong khoảng 16 – 20%/năm.

Mục đích và nội dung của đề tài nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu của luận văn là thiết kế máy dập thuốc viên để đáp ứng nhu cầu sản xuất dược phẩm ngày càng cao trong ngành Dược Việt Nam đang ngày một phát triển rộng lớn.

Nội dung : Để đạt được mục tiêu đề ra cần thực hiện các nội dung sau:

- Nghiên cứu tổng quan về máy dập thuốc viên và tình hình sản xuất máy phục vụ trong ngành Dược nói chung.

- Nghiên cứu tổng quan về tình hình thiết kế và chế tạo máy dập thuốc viên trong và ngoài nước.

- Đưa ra cách phương án, so sánh và phân tích, lựa chọn các phương án thiết kế.

- Tính toán thiết kế các cụm máy dập thuốc viên.

Chương 2 : Nghiên cứu tổng quan

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Nguyên lý dập viên

2.1.1 Máy dập viên tâm sai

Hình 2.1 Máy dập viên tâm sai.

Chày chỉ chuyển động tịnh tiến theo phương lên xuống nhờ một bánh lệch tâm truyền chuyển động Máy thường có một cối, trong cối có một hay nhiều lỗ cối, được lắp cố định vào thân máy Phễu phân phối hạt chuyển động quay hoặc trượt để nhả hạt vào cối và đẩy viên thuốc ra ngoài.

Chu kì hoạt động của máy dập viên tâm sai gồm 4 giai đoạn :

- Giai đoạn 1: Phễu phân phối hạt tiến lên trên mặt cối.

- Giai đoạn 2: Phễu lùi ra và gạt bằng thuốc trên mặt cối, chày trên từ từ hạ xuống.

- Giai đoạn 3: Phễu ở vị trí xa nhất, chày trên nén khối hạt trong cối thành viên.

- Giai đoạn 4, 5: Chày trên đi lên ,chày dưới đi lên đẩy viên thuốc đi ngang mặt cối, phễu phân phối hạt từ từ tiến vào mặt cối.

- Giai đoạn 6 : Lặp lại giai đoạn 1 và đẩy viên thuốc ra ngoài.

Chương 2 : Nghiên cứu tổng quan Ưu điểm :

- Cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp, dễ bảo trì.

- Độ nén cao (3 – 15 tấn/ cm 2 ) vì vậy dập được nhiều loại viên.

- Năng suất thấp, chỉ sản xuất khoảng 40 đến 120 viên/phút.

- Lực nén chỉ tác dụng từ trên xuống, viên nén không đều, mặt trên rắn hơn.

- Không đảm bảo an toàn vệ sinh.

- Sản xuất đơn chiếc, dùng trong sản xuất qui mô vừa và nhỏ, phòng thí nghiệm.

2.1.2 Máy dập viên liên tục

Hình 2.2 Máy dập viên liên tục dùng cơ cấu cam. Đặc điểm cấu tạo

- Phễu và khung phân phối hạt cố định

- Các cối lắp chặt trên một mâm quay tròn lần lượt chuyển động dưới phễu và khung phân phối hạt để nhận nguyên liệu.

Chày trên và chày dưới vận hành đồng thời hai chuyển động: chuyển động quay với tốc độ tương đương tốc độ quay của cối mà chúng đảm nhiệm, và chuyển động lên xuống do cam dẫn hướng.

- Con lăn nén dùng để nén nguyên liệu thành viên.

- Thanh gạt gạt viên thuốc vào máng rồi rơi xuống thùng hứng.

- Tuỳ theo cỡ máy, mỗi máy có từ 1 – 3 phễu phân phối hạt và có từ 14 – 67 bộ chày cối Máy có bộ phận điều chỉnh trọng lượng viên, độ nén Máy được che kín và có bộ phận hút bụi đưa vào bộ phận lắng bụi để thu hồi

Hình 2.3 Nguyên lý máy dập viên liên tục.

Chu trình nén viên trên máy quay tròn gồm các giai đoạn sau:

Hạt cốm từ phễu đổ vào khung phân phối cốm Khung phân phối cốm gồm nhiều ngăn nối liền nhau để trải hạt cốm trên một diện tích rộng để cho các cối có đủ thời gian nhận cốm Tại thời điểm này, cam dưới dẫn chày dưới đi xuống đáy để nhận cốm vào buồng nén (Tùy vào thể tích của viên nén mà điều chỉnh khoảng đi xuống của chày dưới).

Chày dưới và cốm di chuyển đến vị trí cam định lượng để điều chỉnh vị trí của chày dưới trong cối, thanh gạt gắn trên khung phân phối cốm sẽ gạt bằng mặt khối cốm trong buồng nén để có một khối lượng hạt nhất định.

Sau khi điều chỉnh khối lượng cốm trong cối, chày dưới di chuyển qua khỏi cam định lượng, chày dưới theo cam dẫn để hạ xuống thấp.

Chày dưới di chuyển đến trục nén dưới, chày trên cũng di chuyển đến trục nén trên để nén ép khối hạt trong cối Lực nén được điều khiển bằng khoảng cách tới hạn giữa hai đầu chày trong cối khi cả hai đầu chày đều ở vị trí đỉnh nén.Trục nén trên thường được cố định, trục nén dưới có thể điều chỉnh để xác lập độ cao của chày dưới.

Trong quá trình tạo cốm, sau khi nén, chày trên và chày dưới được điều khiển bởi các cam dẫn tương ứng để đưa viên lên ngang bằng mặt cối Việc điều chỉnh vị trí viên trên mặt cối được thực hiện bằng núm đẩy viên Khi viên đã được tạo hình, một thanh gạt gắn cố định ở phía trước khung phân phối cốm sẽ đẩy viên ra khỏi máy Chu trình này sẽ được lặp lại liên tục để sản xuất cốm.

- Năng suất cao Có thể lên tới 120.000 viên/giờ tùy theo khối lượng chày.

- Sản xuất ổn định, ít phải thay đổi mặt hàng, tuổi thọ cao, máy hoạt động nhẹ nhàng, ít ồn.

- Độ cứng của viên thuốc ổn định do được nén cả trên lẫn dưới.

- Đảm bảo an toàn vệ sinh.

- Tính toán thiết kế phức tạp, chế tạo, gia công cam phức tạp.

- Chi phí gia công cao.

- Lắp ráp đòi hỏi độ chính xác cao.

- Dùng trong sản xuất thuốc công nghiệp đòi hỏi năng suất cao.

So sánh ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của máy đập viên thường và máy đập viên liên tục, nghiên cứu này chủ yếu đưa ra các phân tích nhằm giúp ích cho việc thiết kế máy đập viên liên tục đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng cao hiện nay.

Cấu trúc máy dập viên liên tục

Máy dập viên liên tục bao gồm ba thành phần cơ bản nhất đó là :

- Cụm truyền động : gồm motor, hộp số, bộ truyền đai, trục.

- Cụm dập viên : gồm chày, cối, mâm quay, cam dẫn, cam chỉnh, bánh nén.

- Cụm cấp liệu : gồm phểu cấp liệu, khung phân phối.

Hình 2.4 Cấu trúc máy dập viên. Ở luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu thiết kế hai cụm chính của máy dập viên liên tục đó là : thứ nhất đó là một phần thuộc cụm dập viên (mâm quay, chày cối, bánh nén, ) qua đó có được tính toán thiết kế của cụm truyền động và thứ hai là cụm cấp liệu Vì vậy, các thiết kế tham khảo dưới đây chủ yếu phục vụ cho mục đích đã nêu trên.

Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.3.1 Máy dập viên liên tục

Patent 01 : Tablet making machines – Stopforth

Pat No : 5,004,413 - Pat Date : Apr 2, 1991.

Assignee : Manesty Machines Limited, Liverpool, England.

Tóm tắt : Sáng chế mô tả máy dập viên liên tục bao gồm một mâm quay tròn có mâm cối mang nhiều cối và hai cặp chày trên dưới đối diện nhau hoạt động trong các cối tương ứng, dưới sự dẫn hướng của các cam có vị trí nhất định để định dạng viên thuốc trong cối Mâm quay tròn có các bạc đạn gắn trên trục, trục giữa nối dài phần chia của trục cố định trên khung máy với phần cuối đối diện nhau Trục quay có thể tháo rời từ máy với phần chia trục giữa và bạc đạn của trục này để có thể thay thế bằng việc thực hiện sửa chữa một cách độc lập Ở thiết kế này, thời gian hư hỏng sẽ giảm do có các dụng cụ đặc biệt và sản phẩm có thể thay đổi.

Patent 02 : Rotary tablet press – Korsch et al.

Pat No : 5,116,214 - Pat Date : May 26, 1992.

Assignee : Korsch Maschinenfabrik, Berlin, Fed Rep Of Germany.

Máy dập viên cấu tạo gồm trục quay có mâm cối, chày trên, chày dưới Cụm chày trên có ống lót quay hỗ trợ các chày trượt, có bulong cố định ăn khớp với răng trên ống lót nhằm chống quay Cụm chày dưới cũng có thiết kế tương tự.

Patent 03 : Rotary molding machine – Raymond G.Frank, Ambler, Pa.

Pat No : 2,989,781 – Pat Date : June 27, 1961

Assignor : J.StokesCorporation,Philadelphia,Pa.,acorporationof PennsylvaniaTóm tắt : Sáng chế này nói về máy dập viên và các thành phần đặc biệt khác.Đặc biệt ở đây nói về hệ thống cải tiến cho việc giữ cối trên mâm cối.

Patent 04 : Rotary tabletting machine – Eric Forster

Pat No : 3,566,806 - Pat Date : Mar 2, 1971.

Assignee : Manesty Machines Limited, Liverpool, England.

Tóm tắt :Trong máy dập viên có một khoảng trống tròn giữa mâm cối và mặt bích bên trên được gắn một phễu cấp liệu, nguyên liệu có thể được cấp liên tục vào trong cối.

Patent 05 : Rotary tableting machine – Shimada

Pat No : 3,999,933 - Pat Date : Dec 28, 1976.

Tóm tắt : Máy dập viên dạng quay bao gồm một nắp che có thể tháo ra được thông với một bộ phận quan trọng của máy là mâm quay Gió sạch được đưa vào

Chương 2 : Nghiên cứu tổng quan trong của tấm che này để lấy bột bị rớt ra xung quanh bàn máy do sự hoạt động của máy và cho nhiều vấn đề khác liên quan.

Patent 06 : Rotary tablet – making machine – Talis et al.

Pat No : 3,924,996 - Pat Date : Dec 9, 1975.

Máy dập viên dạng quay có cấu tạo gồm một trục quay được lắp trên mâm cối, trên đó có các cụm chày trên và dưới được sắp xếp song song với trục quay Các chày này chuyển động liên tục trong quá trình quay của trục nhờ sự dẫn hướng của các cam được bố trí ở phía trên và phía dưới.

Patent 07 : Rotary press-molding apparatus – Maekawa et al

Pat No : 3,663,147 - Pat Date : May 16, 1972

Assignee : Shionogi & Co., Ltd, Dosho-Machi Higashi-ku Osaka Pref., Japan. Tóm tắt : Sáng chế nói về sự kết hợp, ngoài chày và cối truyền thống còn được cung cấp thêm các con lăn hổ trợ trên mỗi chày, có các thanh dẫn hiệu chỉnh có khả năng đưa áp lực trên các chày dựa vào các con lăn đó nhằm hổ trợ trong quá trình ép nguyên liệu trong khuôn tránh những hư hỏng như bị tạo hình chóp hay bị dát mỏng.

Patent 08 : Tabletting machine – Crossley et al

Pat No : 3,918,873 - Pat Date : Nov 11, 1975

Assignee : Manesty Machines, Ltd., Liverpool, England.

Máy dập viên được trang bị hệ thống cam chính xác để định hướng chày, kiểm soát lượng nguyên liệu nén trong cối tạo thành viên và độ dày của viên Hỗ trợ quá trình cấp liệu là cối dạng xylanh lõm, quanh đó chày quay quanh trục quay của cối.

Patent 09 : Process for tablet production – David et al

Pat No : 4,601,866 - Pat Date : Jul 22, 1986

Tóm tắt : Sáng kiến này nói về qui trình và dụng cụ để sản xuất thuốc viên đảm bảo chất lượng tốt với tối thiểu lượng hao phí bằng cách nén hạt ở một nhiệt độ điều chỉnh được Một ưu điểm quan trọng của sáng kiến này là cho phép nén viên thuốc trực tiếp với các thành phần chính mà không cần bỏ thêm các chất hỗ trợ.

Patent 10 : Rotary tableting press – Helmut Haase, Wolfgang Korsch et al Pat No : 8,025,498 B2 - Pat Date : Sept 27, 2011

Assignee : Korsch AG, Berlin (DE).

Tóm tắt : Thiết kế này đề cập đến máy dập viên có trục quay, cụm cấp liệu, một cặp con lăn ép, cam dẫn chày trên và dưới Máy dập viên được thiết kế với các bộ phận riêng biệt, từ đó các bộ phận này được sắp xếp có thể bỏ đi hoặc có thể chuyển bên trong máy dập để có thể thay đổi dạng dập hai lớp tới dạng dập một lớp và ngược lại.

Patent 11 : Device for taking and conveying tablets coming out of a rotary tabletting machine – Facchini et al

Pat No : 5,213,818 - Pat Date : May 25, 1993.

Assignee : I.M.A Industria Machine Automatiche S.P.A., Bologna, Italy.Tóm tắt : Đây là thiết bị gạt và thải viên thuốc sau khi dập được gắn trên máy dập Là một dạng mâm quay tiếp xúc nơi chày trên và dưới đi vào và ra Khi viên thuốc tới nơi nhả, thiết bị gồm có một mâm quay được gắn trên bàn máy, sẽ đẩy viên thuốc đi ra ngoài.

Luận văn 1 : New methods to evaluate applicability of powders and granules for tablet compression – Osmo Antikainen.

Tóm tắt : Sự hiểu biết về tính nén và hòa tan của thành phần bột thuốc rất quan trọng trong giai đoạn đầu của việc hình thành công thức Giúp cho việc đưa một công thức tiêu biểu tới nhiều cấp sản xuất hơn Mục tiêu của bài nghiên cứu này là tìm ra một phương pháp mới để đánh giá, có thể như ở giai đoạn trước của qui trình phát triển thuốc dược, khi bột thuốc hoặc các dạng hạt được dùng đúng trong các máy dập viên.

Bài luận này thu thập thông số từ phân tích lực tác động theo thời gian và đường biểu diễn dịch chuyển lực vào viên thuốc Điều này cung cấp các thông số có thể sử dụng độc lập nhưng thường được kết hợp để cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn và khả năng dự đoán các đặc tính của bột trong quá trình nén.

Các tham số mới này có thể giải thích hiện tượng nén của thuốc theo các góc độ khác nhau, bao gồm hướng của vật liệu, biến dạng dẻo, khả năng chống vỡ và độ đàn hồi Chúng giúp đánh giá và so sánh đặc tính của các loại vật liệu khác nhau Ngoài ra, nghiên cứu còn giới thiệu phương pháp kiểm tra dòng bột thuốc mới và phát triển phương pháp dự đoán đặc tính của dòng bột thuốc chỉ sử dụng 10ml mẫu thuốc.

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Phân tích các phương án thiết kế máy dập viên liên tục

Phương án 1: Dùng hộp số liền motor

Hình 3.1.1 Sơ đồ động phương án hộp số liền motor

- Ưu điểm : Gọn, có thể mua về sử dụng theo yêu cầu ban đầu.

- Nhược điểm : Giá thành cao, thiết kế trục dẫn động phức tạp, kém cứng vững.Khó ứng dụng vì máy dập viên khó có thể khởi động cứng.

Chương 3 : Phân tích và lựa chọn các phương án thiết kế

Phương án 2 : Dùng bộ truyền đai và bộ truyền trục vít – bánh vít.

Hình 3.1.2 Sơ đồ động phương án dùng bộ truyền đai, trục vít bánh vít.

- Ưu điểm : Dễ chế tạo, có thể mua về sử dụng theo yêu cầu ban đầu.

- Nhược điểm : Kết cấu khá phức tạp, có thể gây ra ma sát trượt giảm công suất máy, khó bảo trì, vệ sinh.

Phương án 3 : Dùng hộp số rời, motor và bộ truyền đai.

Hình 3.1.3 Sơ đồ động phương án hộp số rời dùng bộ truyền đai.

- Ưu điểm : Dễ bảo trì, năng suất cao.

- Nhược điểm : Giá thành cao, khó lắp đặt.

Phương án 1 : Cấp liệu với khung phân phối

- Ưu điểm : Đơn giản, dễ chế tạo, bảo trì.

- Nhược điểm : Phân phối liệu không đều, sản phẩm có độ cứng không đều.

Phương án 2 : Cấp liệu với hệ thống truyền động có cánh khuấy

Hình 3.1.4 Sơ đồ động phương án cấp liệu với hệ thống truyền động cánh khuấy.

- Ưu điểm : Phân phối liệu đều, đảm bảo độ cứng của viên

- Nhược điểm : Phức tạp, khó chế tạo.

Lựa chọn phương án thiết kế

Sau khi xác định được các cụm máy cơ bản cần thiết kế của máy dập viên liên tục, ta đưa ra các phương án và các tiêu chí để đánh giá các phương án cho các cụm máy như dưới :

Bảng 3.1 Các tiêu chí đánh giá phương án theo yêu cầu kĩ thuật.

Các tiêu chí đánh giá theo yêu cầu kĩ thuật Trọng số Đảm bảo năng suất 4

Dễ dàng thay thế, bảo trì 2

Chi phí chế tạo, vận hành thấp 3

Trong đó tiêu chí có trọng số cao thể hiện tính quan trọng của tiêu chí đó. Đánh giá cụm truyền động theo tiêu chí đề ra

Bảng 3.2 Bảng đánh giá phương án cụm truyền động.

Vì vậy, ta chọn phương án 3 cho cụm truyền động.

Bảng 3.3 Bảng đánh giá phương án cụm cấp liệu.

Vì vậy, ta chọn phương án 1 cho cụm cấp liệu.

Dựa vào các bảng đánh giá các phương án tương ứng phù hợp với các tiêu chí đã chọn Ta chọn được phương án thiết kế với máy như sau :

- Cụm truyền động: dùng bộ truyền với motor, bộ truyền đai, hộp số tách rời.

- Cụm cấp liệu: dùng cấp liệu rơi tự do không có cánh khuấy.

Với nhiều patent đã được tham khảo nghiên cứu từ khắp thế giới, từ đó đưa ra được đường hướng nghiên cứu thiết kế phù hợp với tình trạng sản xuất của ngành dược Việt Nam Vì vậy, chọn nghiên cứu thiết kế máy dập viên liên tục xoay tròn

27 chày của hãng CADMach Ấn Độ Đây là máy được 80% các công ty dược ởViệt Nam đang sử dụng và là một loại máy bán chạy nhất trên thế giới.

Chương 4 : Tính toán thiết kế máy dập thuốc viên

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY DẬP THUỐC VIÊN

Tính toán thiết kế cụm truyền động

Tính áp suất khi nén viên

Với đường kính viên lớn nhất là D = 25 (mm) Áp lực nén lớn nhất của chày là : F n én = 100000 (N), tương ứng áp suất là én én 2 2

 (N/mm 2 ) = 203,72 (Mpa) Đây chính là áp suất nén cực đại để nén được viên thuốc ứng với áp lực nén và kích thước viên lớn nhất cho phép Thông thường, từ thực nghiệm có được áp suất cần thiết để nén nguyên liệu thành viên và đường kính viên tương ứng, từ đó suy ra được áp lực nén cần thiết để nén viên, từ áp lực này có thể tính toán các chi tiết máy phù hợp.

Hình 4.1 Sơ đồ động máy dập viên.

Tính toán kích thước mâm quay

Mâm quay là khối cấu thành từ ba phần chính: mâm ôm chày trên, mâm cối và mâm ôm chày dưới Các bộ phận này được liên kết với nhau bằng bu lông và định vị bằng chốt để đảm bảo độ chính xác trong vị trí của ba mâm Vật liệu cấu tạo của mâm ôm chày trên và mâm cối thường là thép hoặc gang đúc, có khả năng chịu mài mòn và độ bền cao.

Chương 4 : Tính toán thiết kế máy dập thuốc viên dưới được đúc bằng gang có chứa crom để tăng độ cứng cho mâm chứa chày Vật liệu của mâm cối là Inox 316 Vì đây là bàn cối có chứa cối và là nơi tiếp xúc nhiều với nguyên liệu nên chọn vật liệu là Inox.

Hình 4.2 Mâm trên, mâm cối và mâm dưới.

Các kích thước của chày và cối đưa ra bên dưới dựa theo tiêu chuẩn quốc tế trong ngành dược Có ba tiêu chuẩn chính : Standard TSM, TSM, European.

Hình 4.3 Các tiêu chuẩn của chày.

Chương 4 : Tính toán thiết kế máy dập thuốc viên Ở đây chọn chày và cối theo tiêu chuẩn TSM như bên dưới

Hình 4.4 Kích thước chuẩn chày trên và dưới.

Chiều cao của chày dập trên và chày dập dưới theo tiêu chuẩn là 133,35 mm. Với chiều dài chày dập là 133,35 mm, bề dày viên thuốc nhỏ nhất có thể dập là 2,5 mm Khi dập dưới bánh nén, đầu chày phải cao hơn mâm ôm chày trên và dưới để bánh nén có thể dập được.

Khoảng cách giữa hai đầu chày trên và dưới khi nén viên có bề dày nhỏ nhất là :

Chiều cao khối mâm quay phải nhỏ hơn 269,2 mm. Độ sâu cối tương ứng với chiều cao của mâm cối là 23,81 mm.

Hình 4.5 Kích thước chuẩn của cối.

Giả sử khung phân phối cấp liệu được gắn trên mâm cối có bề dày khoảng 25 mm, khoảng cách giữa bề mặt trên mâm cối và bề mặt dưới mâm giữ chày trên phải

Chương 4 : Tính toán thiết kế máy dập thuốc viên lớn hơn 25 mm để có thể chứa khung phân phối và để thuận tiện cho thao tác khi tháo lắp chày trên, cho khoảng cách đó là 50 mm.

Tương tự, khoảng cách bề mặt dưới của mâm cối cách bề mặt trên của mâm giữ chày dưới (không có khung cấp liệu) là 25 mm (khoảng cách đảm bảo có thể lấy cối ra ngoài).

Giả sử khoảng cách cần thiết từ bề mặt trên của mâm giữ chày tới đầu chày trong lúc nén đó là 20 mm.

Từ đây, tính được chiều cao của mâm giữ chày trên, cũng như mâm giữ chày dưới là :

Vậy chọn chiều cao của hai mâm giữ chày trên và dưới là 65 mm.

Với chiều cao trên sẽ đảm bảo cho mâm có thể ôm chày di chuyển dưới cam, khi nén, khi nhả, khi nạp liệu,….mà vẫn đảm bảo độ ổn định, hạn chế việc rơ, lắc.

Có tất cả là 27 chày Chọn khoảng cách giữa 2 lỗ cối là gần bằng 7 mm. Đường kính ngoài các lỗ cối là 38,1 mm, cối sẽ được gắn vào các lỗ cối trên mâm cối, đường kính của cối có thể thay đổi phụ thuộc vào yêu cầu đường kính viên thuốc cần nén Các cối này sẽ được khóa lại bởi các ốc khóa được gắn trên thành mâm cối.

Hình 4.6 Đường kính chuẩn lỗ cối. Đường kính của vòng tròn cơ sở đi qua các tâm cối

Chọn đường kính của vòng tròn cơ sở qua tâm các lỗ cối là 384 mm.

Do phần bên ngoài mâm cối phải chịu áp lực ngang khi hai chày nén với nhau (100kN), nên thành của mâm cối đủ lớn để đảm bảo chịu được áp lự c ngang này, chọn đường kính vòng tròn ngoài của mâm cối là 486 mm. Đường kính vòng tròn ngoài của mâm cối lớn hơn so với đường kính vòng tròn ngoài của mâm trên và dưới do chỉ chịu lực ma sát trượt khi chày chuyển động, lực ma sát này là rất nhỏ, nên chọn đường kính ngoài của mâm trên và dưới là 430 mm.

Tương ứng với đường kính thân chày là 25,35 mm (đường kính đầu dập của chày trên và dưới có thể thay đổi từ 25 mm trở xuống để có thể dập thành các viên thuốc với các đường kính khác nhau theo yêu cầu).

Tiếp tục, chọn đường kính vòng tròn giữa mâm trên và mâm cối (ngay tại không gian này sẽ được gắn cụm cấp liệu) là 305 mm. Đường kính vòng tròn giữa mâm dưới và mâm cối là 320 mm.

Vậy kích thước của khối mâm quay như hình bên dưới :

Hình 4.7 Kích thước mâm quay. Đường kính của lỗ mâm quay sẽ dựa trên lựa chọn đường kính trục Trên lỗ mâm quay sẽ được khoét rãnh then suốt từ trên xuống dưới.

Tính toán kích thước trục trung tâm

Trục trung tâm dùng để truyền động cho mâm quay, trục trung tâm được gắn trực tiếp vào hộp số truyền động được gắn bên dưới Gắn trực tiếp lên trục chỉ có mâm quay, các gối đỡ, bạc đạn, bánh vít trục vít truyền động trong hộp số

Các công thức tính, các số liệu được chọn bên dưới đây đều được tham khảo từ tài liệu [16] và [17].

Tính toán số vòng quay của máy

Một vòng quay của máy có thể dập được 54 viên (do nén đôi).

Máy có thể dập được 120.000 viên/giờ, tương ứng là 2000 viên/phút

Vậy máy cần quay khoảng

2000 37,04 mam 54 n   (vòng/phút) Ước lượng số vòng quay là 40 vòng/phút.

Vận tốc quay của mâm

Tính lực cần tác dụng để mâm quay Lực này cần phải lớn hơn lực ma sát của các chi tiết của mâm quay đó là

Lực ma sát của chày lên cam dẫn:

Trong đó m : khối lượng 54 chày, mỗi chày nặng cỡ 1,5 (kg). k : hệ số ma sát trượt.

Lực ma sát khi bánh nén tác dụng lực nén lên chày

Trong đó kl: hệ số ma sát lăn giữa chày và bánh nén.

Giả sử lực cần để kéo mâm quay phải lớn hơn tổng lực ma sát

Vậy moment cần thiết để quay trục là

Chọn vật liệu trục là thép C45, có  b 600 (Mpa), ứng suất xoắn cho phép

Từ moment tính đường kính sơ bộ của trục trung tâm

Chọn đướng kính trục sơ bộ d = 55 mm.

Xác định chiều dài trục

Giả sử ngay trên mâm quay có đặt bàn gá cam với bề dày 56 mm.

Trên bàn gá đặt một bạc lót dùng để đỡ gối trên có bề dày 30 mm, gối trên này sẽ dùng để gắn trục bánh nén và đỡ tấm che trên có gắn phễu cấp liệu.

Tính toán thiết kế cụm cấp liệu

Trên máy dập viên, thể tích nguyên liệu nạp đều vào khuôn sẽ quyết định trọng lượng của viên thuốc Máy không đo trọng lượng hạt nguyên liệu trước mà chỉ đạt được trọng lượng viên thuốc bằng cách nạp đầy nguyên liệu vào khuôn, sau đó đẩy lượng thừa ra khỏi bề mặt Lượng thừa này được đưa lại hệ thống phân phối để nạp lại liên tục, tránh trộn lẫn với nguyên liệu trong khuôn Trọng lượng viên thuốc có thể thay đổi tùy theo loại nguyên liệu nạp vào, do đặc tính của các loại nguyên liệu khác nhau.

Hình 4.13 Nguyên lý định lượng.

Các bộ phận liên quan đến việc cung cấp nguyên liệu vào cối : phễu cấp, khung phân phối, cam điền, cam chỉnh trọng lượng, lưỡi gạt nguyên liệu, kênh dẫn nguyên liệu thừa.

- Phễu và khung phân phối được thiết kế để phân phối nguyên liệu từ trạng thái tĩnh đưa chúng chuyển động cùng với chuyển động xoay của mâm quay Khung

Chương 4 : Tính toán thiết kế máy dập thuốc viên phân phối không đẩy nguyên liệu vào cối, nó chỉ phân phối nguyên liệu lên trên bề mặt cối đi qua, từ đó nguyên liệu sẽ tự động rớt vào khoang cối.

- Cam điền quyết định việc cối sẽ được điền đầy Việc điền đầy cối giúp ích cho việc ổn định trọng lượng viên thuốc Một dòng nguyên liệu ổn định đi vào cối sẽ đảm bảo cho việc sản xuất được các viên thuốc với trọng lượng ổn định Lượng thừa nhiều trên cối sẽ bị gạt ra và đưa vào lại khung phân phối Khi lượng thừa này xảy ra nhiều lần thì có khả năng gây tăng độ dao động của trọng lượng viên thuốc, giảm đi kích thước hạt, giảm đi mật độ, gây bụi Để hạn chế vấn đề này, cần phải lựa chọn được một cam điền thích hợp để giảm tối thiểu lượng thừa (không lớn hơn 20% thể tích trong lòng cối).

Hình 4.14 Các chế độ hoạt động của cam điền.

- Kiểm soát bụi bột : Bụi trên máy dập được gọi là các hạt nguyên liệu bé nhỏ.Chúng dễ dàng bay trong không khí Khi phần trăm bụi nguyên liệu này cao thì tương ứng chúng sẽ gây ra các ảnh hưởng ví dụ như thay đổi trọng lượng viên, thay đổi độ bền, sứt, mẻ, dính và độ đồng đều thành phần thấp Đồng thời bụi này cũng hút đặc tính bôi trơn của dầu và mỡ được sử dụng khi có các chuyển động cơ của các chi tiết máy, làm giảm hiệu suất bôi trơn Vì vậy cần phải có cụm thu bụi sau khi dập, hoặc nâng cao khả năng bôi trơn của các chi tiết máy Tuy nhiên, những ảnh hưởng này thường rất nhỏ.

- Kiểm soát trọng lượng : Cam chỉnh trọng lượng và lưỡi gạt gắn trên khung phân phối chính là các nhân tố chính để tạo ra thành phẩm có chất lượng Chuyển động liên tục của cam chỉnh trọng lượng trong suốt quá trình vận hành máy sẽ giúp ích cho việc kiểm soát tốt trọng lượng viên thuốc Đưa cam lên trên sẽ đẩy nhiều lượng thừa ra khỏi cối, làm giảm trọng lượng viên thuốc và ngược lại Lưỡi gạt sẽ gạt đi lượng thừa ra khỏi mặt cối và dẫn chúng đi vào kênh dẫn Lưỡi gạt phải có khả năng đàn hồi để đáp ứng kịp với chuyển động mặt cối, phải thẳng, bề mặt phải khá bén để đảm bảo bề mặt cối được gạt đi sạch sẽ.

Sự tuần hoàn của lượng nguyên liệu thừa là một phần của quá trình vận hành. Khi lượng thừa được đẩy ra khỏi bề mặt cối, chúng sẽ được dẫn về lại khung phân phối Kiểm soát lượng thừa này là một điều rất quan trọng vì càng nhiều lượng thừa ở vòng tuần hoàn này có thể sẽ là nguyên nhân gây giảm khả năng nén và giảm đi mật độ nguyên liệu trong viên thuốc Những hạt này dễ bị vỡ ra và tạo thành bụi (với phần trăm bụi nhỏ vẫn cho phép, đôi khi dùng nó để làm nổi lên bề ngoài của viên thuốc), nguyên liệu với biên dạng hạt nhỏ có khuynh hướng trông như dạng hột, còn các dạng nguyên liệu có kích thước hạt lớn hơn, có một chút bụi nguyên liệu sẽ giúp nâng cao khả năng nén và làm cho bề mặt sáng bóng hơn, giúp thu hút đối với người tiêu dùng Kích thước hạt càng lớn sẽ làm giảm kích thước của viên thuốc, không đạt về bề dày.

Các thành phần máy chính phục vụ cho việc nén viên đó là con lăn nén, cam phục vụ cho việc nén nhẹ trước và đầu chày.

Nén hạt được thực hiện bởi việc nén hai đầu chày với nhau bởi con lăn nén, trải qua hai giai đoạn đó là tiền nén và nén chính.

Tiền nén với mục đích chính là loại bỏ lượng khí có trong hạt nguyên liệu và cũng loại bỏ lượng khí trong đầu dập của chày Một mục đích khác của việc tiền nén là để tăng khoảng thời gian nén, điều này giúp viên thuốc được đều hơn và tăng độ bền của viên thuốc.

Hình 4.15 Quá trình nén chính và tiền nén.

Tạo chóp cho bề mặt trên của viên thuốc Trước tiên, cần phải biết đường kính của chày trên phải nhỏ hơn một chút so với chày dưới, chày dưới luôn nằm trong cối, nó chỉ đi xuống đi lên trong cối là để nạp nguyên liệu, kiểm soát trọng lượng và đưa viên thuốc sau khi đã dập đi ra ngoài trong quá trình nhả viên Đầu chày dưới được giữ chặt trong cối nhằm hạn chế sự thoát ra của nguyên liệu, ổn định vi hạt cối. Đầu chày trên nhỏ hơn để có thể đưa khí ra ngoài trong quá trình nén Phần định hình viên của chày trên đạt dung sai A -0,03 Nếu hai đâu chày có cùng kích thước, khí sẽ bị giữ lại, lúc này viên thuốc sẽ bị biến dạng bề mặt ngay vịt trí khí đi ra Khi khí thoát ra được nó cũng sẽ kéo theo lượng bụi nguyên liệu Vì thế, nếu viên thuốc không được nén đủ thời gian nó sẽ gây ra biến dạng Và nếu xảy ra nhiều lần nó có khả năng không dập được các viên khác.

Hình 4.16 Quá trình nén của hai đầu chày. Đầu chày : Các chày được nén với nhau bởi con lăn nén để định dạng viên thuốc Thời gian nén là thời gian hai chày được nén lại với nhau dưới áp lực của con lăn nén Biên dạng của đầu chày thông thường được thiết kế theo tiêu chuẩn : US standard TSM, Domed head TSM, và European head Biên dạng bề mặt đầu chày dạng Domed head và European head thường lớn hơn một chút so với chuẩn US. Đường kính lớn hơn làm tăng thời gian nén Thời gian nén lớn hơn sẽ làm tăng độ bền viên thuốc Để thực hiện ảnh hưởng của thời gian nén, trọng lượng và độ bền, có thể tăng tốc độ máy lên nhưng vẫn đảm bảo kiểm soát được trọng lượng viên.Nếu không đạt độ bền cho viên thuốc khi tăng tốc thì sản phẩm đã bị ảnh hưởng bới thời gian nén.

Hình 4.17 Công thức ước lượng thời gian nén (nguồn bài báo Tablet press instrument).

Quá trình nhả viên : chức năng chính là đưa viên thuốc ra khỏi cối và đưa ra ngoài máy, các thiết bị chính liên quan như cam nhả, chiều dài chày dưới, đỉnh chày dưới, lưỡi gạt viên ra ngoài, tốc độ máy, lượng bôi trơn hợp lý đưa vào thiết bị và cả trong nguyên liệu giúp cho việc đưa viên ra một cách dễ dàng.

Chiều cao để nhả viên nên được thiết lập chính xác làm sao để đầu chày dưới ngang hoặc có thể cao hơn mặt cối một khoảng rất nhỏ, đảm bảo cho viên thuốc thoát ra khỏi cối hoàn toàn một cách dễ dàng Trường hợp đầu chày bị mòn hay thay đổi kích thước thì chiều cao thoát viên của chày không ổn định Đầu chày cần được làm bóng để chống dính hạt lên bề mặt chày có khuynh hướng sẽ làm mất đi lượng hạt trên bề mặt viên thuốc, thường gọi đó là biến dạng do bị dính, tróc Hạt không được sấy khô, hạt ẩm thường gây ra các hư hỏng này.

Khi viên thuốc được đưa ra khỏi cối, sẽ có một lưỡi gạt gạt thuốc ra ngoài qua một máng trượt Lưỡi gạt này phải sạch sẽ và phẳng, phải được gắn với một vị trí chuẩn, không được đưa quá cao có thể không gạt viên được hoặc gây kẹt viên, bể viên.

Để đảm bảo chất lượng, viên thuốc tốt cần có trọng lượng, độ bền, cứng, kích thước, khả năng vỡ, mật độ thành phần đồng nhất và hình dáng hợp lý Trong đó, kiểm soát trọng lượng đóng vai trò quan trọng, giúp đảm bảo hàm lượng thuốc chính xác và hiệu quả điều trị như mong đợi.

Tiêu đề	Nghiên cứu thiết kế máy dập thuốc viên
Tác giả	Đinh Nguyễn Vĩnh Nghi
Người hướng dẫn	PGS.TS Đặng Văn Nghìn
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	3,63 MB