Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Статьи по КИПиАРасходометрияКориолисовый расходомер для измерения и контроля массового расхода жидкого CO₂ при его впрыске
Горячая расплавная экструзия (HME) — это процесс, при котором к полимеру прикладываются тепло и давление, чтобы расплавить его и протолкнуть через фильеру в непрерывном режиме. HME широко применяется в пластмассовой промышленности, а в последнее время используется и для получения различных форм лекарственных препаратов и систем доставки лекарств. В процессе HME активный фармацевтический ингредиент (API) смешивается с полимером и другими вспомогательными веществами при повышенных температуре и давлении. Экструдированный материал затем может быть нарезан или измельчён в микропеллеты для наполнения капсул или прессования в таблетки.
Ключевым компонентом процесса фармацевтической экструзии является впрыск CO₂ непосредственно в цилиндр экструдера, что расширяет пористую структуру полимер/API (эффект вспенивания). Это также создаёт пористую трёхмерную пористую структуру, увеличивающую площадь поверхности полимера, что приводит к более высокой скорости растворения или более быстрому всасыванию API в организме. Впрыск CO₂ позволяет экструдеру работать при более низких температурах (–30 °C и ниже), предотвращая деградацию чувствительных API. CO₂ также является экологически безопасным, надёжным, негорючим и недорогим. Однако CO₂ может быть трудным для измерения, поскольку он способен менять своё состояние — из жидкости в газ и в сверхкритическое состояние — даже при небольших изменениях давления или температуры.
Изначально для подачи CO₂ в цилиндр экструдера применялся поршневой насос, однако он не обеспечивал подтверждения корректности подачи CO₂. Было возможно лишь наблюдать работу насоса на определённой скорости, без данных о фактическом массовом расходе CO₂. Для гарантии формирования требуемой пористой структуры экструдированного материала потребовался более точный метод контроля CO₂, впрыскиваемого непосредственно в цилиндр экструдера.
Высоконадёжный и точный кориолисовый массовый расходомер Brooks Instrument Quantim применяется для измерения и контроля массового расхода жидкого CO₂ при его впрыске, обеспечивая более высокий уровень точности по сравнению с регулированием скорости насоса. При достижении или превышении CO₂ критической температуры и давления, как это происходит в процессе HME, среда переходит в сверхкритическое состояние.
В данном состоянии CO₂ демонстрирует свойства, промежуточные между газом и жидкостью. Вблизи критической точки параметры среды — удельная теплоёмкость, плотность и вязкость — значительно изменяются даже при минимальных колебаниях давления и температуры. Это ограничивает возможности большинства традиционных методов измерения расхода, тогда как кориолисовая технология оптимально подходит для подобных условий благодаря измерению истинного массового расхода, не зависящего от физических свойств среды.
Установка кориолисового расходомера на выходной линии насоса обеспечивает точный контроль массового расхода CO₂, подаваемого в экструдер, а также подтверждение сохранения сверхкритического состояния путём постоянного мониторинга плотности. Передача выходного сигнала контроллера Quantim в контур автоматизированного управления обеспечивает точную регулировку скорости насоса на основе фактического массового расхода CO₂.
Схема потока
В итоге обеспечивается высокоточное дозирование сверхкритического CO₂ в процессе горячей расплавной экструзии, что способствует формированию требуемой пористой структуры экструдированного материала и последующему получению эффективной, потенциально жизненно важной системы доставки лекарственных веществ.
