手機版
關(guān)于我們
加入收藏
江蘇圣曼科技工程有限公司
1 年
高級會員
高級會員
已認證
撥打電話
獲取底價
提交后，商家將派代表為您專人服務(wù)
江蘇圣曼科技工程有限公司
高級會員已認證
聊聊粉末制粒和包衣（一）
無論是醫(yī)藥，食品,，新能源材料,，陶瓷和化工,，都是從原料至成品的過程,，可以視為“API->制劑”的路徑。然而,，因為不同領(lǐng)域的特殊性,，原料至成品采用的工藝并沒有做到融會貫通。當接觸行業(yè)和應(yīng)用比較多后,，琢磨琢磨,，發(fā)現(xiàn)相似之處頗多。如果借鑒其他行業(yè)的工藝手段,，沒準會起到非常好的效果,。
包埋，是個很有意思的話題,。
在制藥行業(yè),，片劑包衣是最常見的包埋了。緩控釋制劑常用的微丸包衣,，即空白丸芯先后包載藥層,、隔離層和腸溶層，也是很典型的應(yīng)用,。近兩年,，開辟兒童藥物和適用于吞咽困難群體的細粒劑型的賽道也比較火熱。當制劑卷的不要不要的時候,，也有些公司從源頭卷起,，通過固體分散體或者包埋對API改性了,，提高原料的流動性和溶出，便于后續(xù)制劑生產(chǎn)和提高生物利用度等,。在上述應(yīng)用過程中,，被包埋物從大到小轉(zhuǎn)變，需要使用不同的工藝設(shè)備來實現(xiàn),。片劑用包衣機，微丸/顆粒用流化床,，而到了粉末這個級別是特別有挑戰(zhàn)性的,。
微米級粉末范圍是1-100um, 可謂是越小約難包埋，非常難以實現(xiàn)完美包埋,；對于固體分散體,，我們可以認為是對分子形態(tài)API的包埋。統(tǒng)一一下,，我們稱被包裹的材料為芯材,，包裹材料為壁材。對于壁材,，也有行業(yè)會稱之為保護劑,，比如凍干保護劑，噴干保護劑——益生菌行業(yè)習慣這么說,。毋庸置疑,，一層一層的包上去獲得的產(chǎn)品，是完美的包埋,。如果芯材和壁材混合之后,，通過某種手段，一步到位的使壁材都包裹在芯材外面,，這對于生產(chǎn)效率是最好的,。
各行各業(yè)都做了很多嘗試，可以分為濕法包埋和干法包埋,。濕法,，顧名思義引入水或溶劑，將芯材和壁材做成溶液/混懸液/或者乳液,，然后將水和溶劑去除,，進而獲得期望的包埋效果。
先說凍干法,，壁材和芯材形成均一體系是獲得理想“包埋”的前提,。之所以打引號，是因為凍干后的物料需要粉碎,，而有些芯材成分難以避免的會出現(xiàn)粉碎后的顆粒界面,，裸露在外,。對于噴霧干燥，噴出來的顆粒表面也有可能會存在芯材（在油脂包埋的時候,，會測試表面油,，以此來評估包埋效果）。
凍干和噴干,，我們可以認為獲得的是固體分散體系,，即芯材和壁材固體間你中有我，我中有你,。壁材表示我已經(jīng)盡可能去保護你了,，但是界面上出墻的紅杏，我實在是照顧不到了,。為了實現(xiàn)完美的包埋,，可以通過以下思路進行優(yōu)化，即二次包埋,。
二次包埋之前,，我們需要區(qū)分下制粒和包埋。制粒的過程,，是將細小的粉末通過粘結(jié)劑變成大的粒子,。粘結(jié)劑往往以霧化液滴的形式噴射在粉末表面的，液滴的粒徑因為霧化機制不同,，可能在20-50um或者更大,。當粉末粒徑遠小于液滴大小時，粉末就會粘在液滴表面,，液滴起到橋接作用,，液滴干燥后，粉末聚集成更大的顆粒,。當液滴遠小于顆粒粒徑時,，就反過來了，這樣子就是包衣（包埋）了,。如果粉末和液滴粒徑相近,，這也是個制粒的過程。當?shù)孜锪阶兇罅?，后續(xù)包衣就手到擒來了,。
粘結(jié)劑和包埋材料可以是一種或者多種材料，以便起到不同的功效,。
通過制粒過程,，單個顆粒中芯材和壁材呈現(xiàn)固體分散形式；再追加一步,，將更多的壁材包在前端步驟獲得的粒子表面,，挨著墻體再筑墻(把墻體加寬),，保險起見，還可以多筑幾道墻,，紅杏就出不來了,。
在學習顆粒包衣相關(guān)內(nèi)容時，大部分產(chǎn)品都是經(jīng)過制取顆粒和包衣兩個步驟,，也可以采用流化床一鍋法來實現(xiàn)制粒和包衣,，如上述益生菌產(chǎn)品就是采用一鍋法生產(chǎn)的。
參考專利：US 11,039,637
對于其他行業(yè),，典型的新能源材料,，正在熱火的固態(tài)電池研究領(lǐng)域。融會貫通一下：
1.固態(tài)電解質(zhì)改性的包覆
為了增加流動性,、穩(wěn)定性等，由于顆粒小,，也可以使用包覆材料完成粘結(jié)制粒和包覆,；
2.正負極材料的包覆
將電解質(zhì)，包覆材料和正負極材料體系混合,，使用包覆材料完成粘結(jié)制粒和包覆,。
當前新能源材料行業(yè)生產(chǎn)上用的濕法包覆（或制粒）一般是采用噴霧干燥設(shè)備和濕法高剪切制粒機，這取決于壁材的多少,。當壁材量相對較大,，通過引入溶劑配置成混懸液，采取噴霧干燥相對適宜,?？紤]到溶劑類型和產(chǎn)品易氧化，氮氣環(huán)境是需要的,。出于對EHS的考量,，設(shè)備都會設(shè)計成閉式循環(huán)的。如果壁材較少,，和制藥行業(yè)的濕法制粒一樣,，可以將壁材稀釋在水或有機溶劑中，在高剪切制粒機中完成混合,、噴霧加液,，實現(xiàn)制粒和包覆。不推薦流化床的原因是,，新能源材料都是金屬或者無機材料,，密度普遍偏大，初始物料粉體細,，不利于流化,。
介紹完濕法,，再聊下干法。干法的包覆好處很多,，不使用水或溶劑,，生產(chǎn)效率高。但不適用于包覆材料占比少的情況,。
制藥行業(yè)的干法一般是通過加熱融化蠟類,、硬脂酸、高分子材料等材料進行制?；蛘甙?，根據(jù)包覆材料和API的特性，選擇高剪切分散包覆及或噴霧冷凝,、熱熔擠出等手段實現(xiàn),，依然需要關(guān)注是不是有紅杏出墻（熱熔擠出后續(xù)的粉碎工藝難以避免）。另外,，通過機械能包覆的文獻也不少,。
對于新能源行業(yè)，干法包覆可以通過高剪切完成混合和包覆,，或者采用噴霧冷凝的形式,。有時候不希望引入起到粘結(jié)的介質(zhì)，希望粉體壁材直接包埋到另外一種材料顆粒表面,，而且需要達到Order mixing and coating的效果,，那就需要一些特別的設(shè)備，通過機械能破壞壁材粉末的團聚,，使之包覆在大顆粒表面,。
最近在研究粉末制粒/包衣，歡迎朋友們來擾,，一起頭腦風暴,，共同進步。
相關(guān)產(chǎn)品
更多
虛擬號將在 秒后失效
使用微信掃碼撥號
