Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Изучение стадии увлажнения математическими методами

Резюме

Полноценная фармацевтическая разработка в настоящее время невозможна без применения хотя бы одного, а чаще нескольких математических методов. Выбор конкретного математического метода обуславливается характеристикой набора стоящих перед технологом задач, которые необходимо всесторонне проанализировать в ходе изучения проблемы. На сегодняшний день существуют трудности в установлении механизма гранулирования. Для установления влияние основных переменных на образование гранул использовали метод анализа размерности. В ходе работы были изучены основные закономерности технологии гранулирования, рассмотрены основные свойства и переменные на стадии уплотнения и зародышеобразования гранул, определены основные показатели, влияющие на процесс проникновения увлажнителя в слой порошка. На основании проведенных исследований представлен алгоритм изучения стадии увлажнения с помощью математических методов.

Ключевые слова: математические методы, грануляция, фармацевтическая разработка.

Актуальность исследования: Принципы моделирования изучаемых явлений, основанные на соблюдении условий, обеспечивающих их подобие, значительно повышают достоверность обобщений, получаемых экспериментальным путем. Идея моделирования процессов и аппаратов фармацевтической технологии находит свое выражение в теории подобия.

Если известны уравнения, описывающие рассматриваемое физическое явление, то критерий подобия для этого явления можно получить, приводя уравнения к безразмерному виду путём введения некоторых характерных значений для каждого из определяющих физических параметров, входящих в систему уравнений. Тогда критерий подобия определятся как безразмерные коэффициенты, появляющиеся перед некоторыми из членов новой, безразмерной системы уравнений. Когда уравнения, описывающие физическое явление, неизвестны, критерий подобия отыскиваются при помощи анализа размерностей, определяющих физические параметры [2].

Изучение основных закономерностей данной технологии осложняется взаимосвязью и

взаимодействием многих факторов:

Увлажнение порошка реализовывается в условиях максимального контакта фаз. Наличие

высокоразвитой поверхности обуславливает значительную роль поверхностных явлений (адсорбция,

адгезия, смачивание и растекание, капиллярные и электрокинетические явления на поверхности, коагуляция, структурообразование) и приводит к появлению их новых свойств.

Характер капиллярного взаимодействия в слое порошка определяется количеством жидкой фазы в точке контакта, формой контакта и числом контактов в единице объема. Теоретически можно предсказать лишь общий характер влияния влажности материала на прочность сцепления частиц. Эта зависимость носит экстремальный характер.

Имея разную структуру частицы многокомпонентной смеси по-разному смачиваются связующим. В общем случае скорость капиллярного всасывания определяется свойствами жидкости (вязкостью, плотностью, поверхностным натяжением) и порошка (размер капилляров частиц, природа вещества, состоянием его поверхности).

Идет образование вторичных агрегатов из частиц порошка по причине различия физико–химических и физико–механических свойств компонентов, характеризуемых гранулометрическим составом, насыпной массой, формой частиц, силой между ними, сыпучестью, наличием электростатического заряда, а также углами и коэффициентом трения [3].

Цель исследования: Таким образом, имеющиеся трудности в установлении механизма

гранулирования, заставляют искать необходимые решения экспериментальным путем. Весьма ценным математическим приемом для выявления соотношения между переменными величинами служит анализ размерности. Этот метод анализа процессов позволяет значительно сократить объем экспериментальных работ.

Материалы и методы: Объектом исследования стала стадия увлажнения порошка при

гранулировании. Влияние основных переменных на образование гранул определяли методом анализа размерности.

Результаты и обсуждение: Свойства конечного продукта непосредственно связаны с размером

гранул, гранулометрическим составом, плотностью и прочностью. Эти свойства гранулы обретают в результате трех стадий процесса в грануляторе (рис.1): увлажнение и зародышеобразование; рост и уплотнение; распад и истирание.

Попытаемся выделить основные свойства и переменные на стадии уплотнения и зародышеобразования.

Первый этап влажного гранулирования – добавление жидкого связующего к порошковой смеси. Количество возникших центров зародышеобразования определяет конечную структуру и свойства сформировавшихся гранул [4].

Капельки жидкого связующего контактируют с движущейся порошковой поверхностью в брызговой зоне. Предполагают, что процесс зародышеобразования состоит из нескольких стадий (рис.1): образования капли, смачивание поверхности порошкового слоя, впитывание капли благодаря порам и капиллярам порошка, механическая дисперсия больших комков в порошковом слое (для грануляторов с перемешивающими устройствами).

Для идеального зародышеобразования гранулятор должен функционировать в контролируемом капающем режиме, когда каждая капля, проникая в слой порошка, является ядром гранулы.

При использовании грануляторов без дозированной подачи увлажнителя залогом успешного зародышеобразования будет эффективная механическая дисперсия влажных комков в пределах порошкового слоя. При этом необходимо регулировать скорость перемешивания таким образом, чтобы возникшие центры зародышееобразования имели возможность роста.

Чтобы предсказать необходимые условия для создания эффективного капающего режима, необходимо принять во внимание термодинамику и кинетику впитывания капли в слой порошка, а также распределение капель по поверхности слоя.

104

Время проникновения (τ) связующего в порошковый слой можно оценить, используя представления, по которым жидкость проникает в поры порошковой поверхности под действием капиллярных сил. Примем, что время проникновения зависит от следующих величин:

(1)

где – объем капли увлажнителя, – суммарный объем пор в увлажненном слое, σ – поверхностное натяжение жидкости,  – угол смачивания,  – вязкость увлажнителя.

Согласно теории размерностей, эту зависимость можно представить в виде уравнения:

(2)

экспериментально.

где k, a, b – коэффициенты, устанавливаемые

Выражение (2) можно привести к виду:

(3)

где величину можно определить как скорость установления межфазного контакта в системе

порошок – увлажнитель.

Особую сложн6ость при расчете по уравнению (3) представляет вычисление величины краевого угла смачивания. Смачиваемость твердых однородных материалов определяют с помощью измерения краевого угла лежащей капли. Для пористых образцов (порошков, волокнистых материалов) большую роль играет не только быстрое впитывание жидкости при контакте с поверхностью, но и капиллярные явления. Благодаря капиллярам и порам, часть жидкости впитывается до того, как сформировывается капля. Оптический метод измерения капли на поверхности материала в этом случае не пригоден. Кроме того этим методом нельзя воспользоваться, если ожидаемый краевой угол меньше 90о [1].

Метод Вашбума основан на измерении прироста массы образца пористого материала вследствие капиллярных явлений и адсорбции жидкости. Метод применим ко всем образцам, в том числе угол смачивания которых больше 90о.

Основное уравнение метода Вашбума связывает время смачивания, количество поглощенной жидкости и краевой угол смачивания:

(4)

где , ρ, σ – вязкость, плотность, поверхностное натяжение увлажнителя соответственно;  – краевой угол смачивания между порошком и жидкостью; С – постоянная материала, зависящая от формы пор.

Таким образом, зная значение , можно рассчитать скорость установления межфазного контакта или

время, необходимое для его установления по уравнению:

(5)

В выражении (5) поиск значений a и ведется экспериментально.

Для контролируемого образования ядра время впитывания капли должно быть меньше времени оборота слоя в брызговой зоне. Это позволит избежать скопления увлажнителя на поверхности порошковой массы и ее возможного затвердения.

Введение такого понятия, как коэффициент смачивания Ks, позволит корректировать время увлажнения порошка в зависимости от его количества. Коэффициент смачивания определим, как отношение квадрата массы максимально увлажненного порошка к квадрату массы исходного порошка:

(6)

Таким образом, время увлажнения системы до заданного значения в зависимости от имеющейся массы порошка должно увеличиваться согласно коэффициенту смачивания. Причем, условия обновления поверхности (параметры перемешивания) в этом случае должны быть одинаковы. Если условия перемешивания различны, целесообразно ввести коэффициент обновления поверхности.

Выводы: Изучены основные закономерности технологии гранулирования. Рассмотрены основные свойства и переменные на стадии уплотнения и зародышеобразования гранул. Определены основные показатели, влияющие на процесс проникновения увлажнителя в слой порошка. Представлен алгоритм изучения стадии увлажнения методом анализа размерности.

Литература

  1. Ковалевська І.В. Дослідження змочування мікрокристалічної целюлози водними розчинами високо-молекулярних сполук /Ковалевська І.В., Кутова О.В.// Збірник наукових праць співробітників НМАПО ім. П.Л. Щупика,К.: 2012.- Вип.21., книга2., - С.310-313.
  2. Самойлик В.Г. Теория и техника физического эксперимента при обогащении полезных ископаемых: учебное пособие / В.Г. Самойлик, А.Н. Корчевский.– Донецк: ООО «Технопарк ДонГТУ «УНИТЕХ»,2016. – 205 с.
  3. Developing Solid Oral Dosage Forms : Pharmaceutical Theory and Practice / Qiu Y., Chen Y., Zhang G., Liu L., Porter W. - Academic Press, 2008. – 978 р.
  4. The Mechanism of Forming the Granules on the Basis of Lactose and Microcrystalline Cellulose Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences /Kytova O.V., Kutsenko S.A., Kovalevska I.V., Ruban O.A.– 2014. - №5(1). – с.268 – 275.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.