片剂生产过程中经常遇到的问题及解决方法

在压片过程中,经常会遇到一些不可预测的问题,会造成生产中的一些麻烦与困扰,特别是在寻找问题的过程中,又会因为找不到确切的原因而浪费许多时间和精力,以至于延误生产。
基于上述原因我们翰林航宇(天津)实业有限公司模具事业部,结合公司多年的压片机生产、模具生产经验,同时广泛收集用户反馈的意见和建议,并查阅了大量国内外相关资料,总结整理了《片剂生产过程中经常遇到的问题及解决方法》,提供给片剂生产企业作为参考,以便于及时找到发生问题的原因及解决方法。


影响药片的重量变化的因素
颗粒所引起的变化
如果片剂重量超出允许的偏差范围,而且不是由于机器或模具本身缺陷所引起的误差,那就可能是个别情况引起的。可按下列因素排查:
颗粒大小
片重的准确度建立在颗粒大小上,如果颗粒大小不变,片重变动程度与药片大小成反比例增加。也就是说药片越小,片重变化越大,这是因为固定的颗粒大小比细粒的粉末更容易引起中模内空气的含量增加。建议重新制粒,最理想的颗粒为0.2mm-0.5mm,但必须依药片大小而定。
颗粒形状
球型的颗粒或颗粒带有裂缝会导致颗粒之间不平均的气体空间,这个空间会在中模内孔产生强烈的变化,而导致产生超过限度的重量偏差。较高的分量与片剂重量精确度或许可由圆形颗粒或锐棱角状颗粒中获得。因此,颗粒棱角如能够平滑,这样颗粒就能够减少中模内孔中气体空间的含量。
细粉末含量
颗粒中过细的粉末含量也会造成颗粒的流动性不好,导致药片重量的偏差加大,也可能产生充填不均匀或充填过程快的情况。由于混合过程中,细粉末比例增加而导致药片重量偏差加大。如果细粉末没有基本的赋形剂,在过筛时就会筛下来。因此必须在新颗粒中加入适量的赋形剂,从而使得颗粒中细粉末比例保持在低于20%的水平是比较理想的。
储料槽(料桶)记忆体量
的高低位元差异
如果轻轻将1grm的颗粒加入容器中,所获得的1m1含量可能是松散的含量。不断地振动容器后将使颗粒更加紧密,这是振动后的含量。如果这两种测量方法差异大,则在压片过程快结束时,颗粒的充填密度将会增加并逐渐的导致片重增大,最后片剂重量将超过允许误差,而且会导致冲模的损伤。补救的办法就是改变颗粒形状大小,使颗粒在松散与震动后含量的差异减少,从而使中模内孔充量与松散含量密度相接近。
物料流动性
如果润滑剂的添加不适当或根本没有使用润滑剂,那么储料槽(料筒)、充填装置、及中模内孔中的颗粒将无法流动顺畅。同时也会造成误以为是模具问题的假相(出片时出现崩片、裂片、药片侧面出现竖痕、毛边大、光洁度不好的现象)。润滑剂如滑石粉、硬脂酸镁、气相二氧化矽都可以减少颗粒间外表面的磨擦,同时还可以降低药粉粘模的现象。良好的颗粒流动性能确保药片重量的精确度,而且旋转摩擦要比滑动摩擦好一些。虽然混合润滑剂的添加依照0.5%-5%的比例,但是仍须按照各制药厂的处方而定,润滑剂的选择应该依颗粒形状而定,其最终目的在于药片或颗粒能否均匀散布抑或对于崩散性有所影响。润滑剂的添加对药片的成型及光洁度有较大的影响。
静电负荷
颗粒在储料槽(料筒)中流动可能变成带有静电,也可能导致重量的差异。这种情况可在颗粒中加湿予以消除,因为传导性增加,所以静电被传导至周围的机械零件或地上。如果加湿不能消除,那就必须安装“静电消除器”,如此可以减少颗粒之间的摩擦,增加颗粒之间的传导性,或同时产生上述两者的双重作用。
湿度(颗粒中的水份)
过量的湿度也可能导致充填量的大量变动,如果颗粒太潮湿,那就必须重新干燥。另一方面,如果压片室中的空气湿度含量过高,造成颗粒不规则流动,颗粒必须重新干燥,相反水份过低必须重新调整水份含量。
由机器所引起的重量变动
片剂重量产生较大的变动,可能是压片速度超快或下冲长度不一,中模内孔尺寸超差所致。由于高速运转时充填时间极短,过多的空气将会占有中模孔的空间,基于此点“强制充填装置”或“强制加料器”的功能是极为重要的。除此之外,压片速度仍须配合颗粒的形状与密度而定,一般高速压片机均配有“双搅拌强迫充填装置”,也能将机器影响重量变化的因素降到最低程度。
如果颗粒中含有大小不同的颗粒或高比例的细粉末,则储料槽中原料振动可能导致混合的不均匀。在压片过程中,振动可以增强颗粒与颗粒之间的密度,并使片剂重量发生改变,片径越小越明显。因此尽可能将振动降低到最小程度,这可以依靠储料架的振动被吸收来改善上述状况。
就回转式压片机而言,下冲模导轨有缺陷也会造成片剂重量变动差异,这个可能是由充填装置磨损及充填导轨磨损或缺陷所引起。因此要经常检查充填导轨的磨损情况。
二次充填(叠片)
如果压片机没有过负荷保护装置,则二次充填可能造成模具的损坏,先进的压片机均有预压设定装置用以保护冲模。当压力超过负荷值时,其中一个压力轮产生位移,机器会立刻停止运转。
如果加料器安装不当或出片导轨高度低(或磨损),则药片不能很顺利的排出或药片粘在冲模上,二次充填(叠片)的现象也可能发生。而且药片也可能在排出过程中破裂而导致部分药片残留于中模内部,或出现磕边(脆碎度不好)的现象。
如果压片机没有压力过负荷保护装置,则二次充填所带来的超高压力将致使冲模无法消除负荷,进而导致冲模弯曲、断裂、上下导轨严重损坏。
Capping破裂(掀盖)
破裂(掀盖)Capping为片剂的上层部分脱离药片的主体。破裂可能在药片自中模排出时或在运输过程中,甚至储藏期间产生。Capping的名词可用于药片表面的裂开或龟裂的现象。
由于颗粒因素所引起的Capping
1. 过高的水份含量
2. 过低的水份含量
3. 粘合剂原因
4. 气体含量原因
5. 细粉末含量原因
由机械或冲模引起的Capping
1. 压片时的压力
2. 气体的排除
3. 片剂外型设计与字图的雕刻
药片的粘着与冲模浮雕的关系
1. 由颗粒所引起的粘模现象
2. 由机械原因所引起的粘模现象
生产中机器产生压片噪音的因素
由颗粒所引起的压片噪音
由于颗粒中含水量过高将导致机器实际作业时产生压片噪音,这时颗粒必须加热处理到水分能很快蒸发的程度,此过程中会产生相当的水蒸气和气体,如果颗粒中含有不适当的润滑剂,或者根本未加入润滑剂,也有可能产生压片噪音现象,而某些蜡状的润滑剂由于过于潮湿也会导致机器发出压片噪音。
由机器因素引起的压片噪音
此种压片噪音的现象也有可能是由机器保养不当造成的,例如:模具的不当尺寸,或上下导轨的公差超出范围,有时模具装法不适当(缺少润滑)也可能是因素之一,例如冲模与中模的同心度不良或配合过紧,都有可能发生这种现象,另外由于机器本身模孔与模具的配合公差超过允许范围,将导致冲模在进入中模孔之前撞击到中模孔边缘,这样除了产生噪音外,也会导致上冲卷口,下冲断裂;因此上、中、下三模的同心度是非常重要的。另外装配下冲进入中模后要确定上下运行的顺畅度,所以这种现象牵扯到中模内、外径同心度与中模外径和机器本身模孔配合公差的精度。
机器运转时所产生的噪音和杂音
在药粉充填或出片过程中,下冲模有可能与导轨产生摩擦产生杂音,此时将机器清理干净,就可以判断出这种现象是否是由机器因素所产生的。其中,另外一种因素所产生的杂音,可能是颗粒附着于导轨或冲模与中模内孔的表面,因此可将保护导轨的护罩装上,例如:下冲模用防尘油圈,上冲模用一种有伸缩作用的防尘硅胶套。
此外当使用带有锥状内孔的中模来压制未含有润滑剂的颗粒时,必须考虑下冲模与中模孔的配合公差以及下冲模与中模之间的精度。下冲模有时会有黏模现象,这是由于下冲模头与中模上半部锥状内孔配合上留有较大的间隙,当下冲模下降时,残留在间隙中的颗粒往下落,造成机器在快速运转时,模具摩擦所造成的结果。此外,颗粒中不适当的润滑剂,也可能造成压片的杂音。
冲模问题的产生及应对方法
冲头破损
产生原因:
1. 压力过大
2. 开停机时没有卸压造成上下冲相撞
3. 安装时磕碰
4. 材料问题,淬火硬度低
解决方法:
严格按照要求安装冲模,严格避免磕碰现象,加压力由小到大,达到要求硬度即可,在指定压力下进行压片操作,避免超压使用。特别提醒:中途停机时(中午吃饭)要泄压。一旦出现冲头破损,要及时更换(最好成批更换,不要部分更换,避免出现片差不稳),根据物料特性选择模具材料及淬火硬度。
中模磨损
产生原因:
1. 物料含物质(如朱砂、氧化镁等)
2. 物料含植物纤维(如维生素类)
3. 中模使用时间过长
4. 模具材料及淬火硬度选择有误
解决方法:
反转中模重新使用,咨询冲模生产商,选用更耐磨的材料,或对模具进行特殊膜面处理。
冲头型状面损伤
产生原因:
上冲与下冲相撞或在冲模安装时磕边,长时间使用造成的正常磨损等。
解决方法:
严格按照操作规程操作安装冲模以及操作机器,及时更换损伤的模具,根据物料特性正确选择模具材料。
冲头弯曲断裂
产生原因:
1. 压力过大(可能由于瞬间压力过大造成)
2. 冲模制造精度差(总长度或同轴度超差)
3. 机械损伤等
4. 模具材料使用不当,热处理硬度低
解决方法:
安装冲模前仔细检查冲模尺寸,特别是模具的工作长度,模具硬度,检查出片导轨(下冲上行轨)的磨损情况,检查加料器、刮粉器的固定螺丝。
冲底平面及斜面损伤
产生原因:
1. 压力轮与冲模间有异物或压力过大
2. 上轨道连盘损伤
3. 缺少润滑油
4. 上冲头尺寸超差
解决方法:
1. 检查压力轮与冲模间有无异物或药粉泥,压力轮是否有损坏,是否有轴承报死。2. 检查上轨道连盘是否有损伤。
3. 检查润滑系统情况确保润滑良好。
4. 选择大型正规模具生产厂的模具,以保证准确的公差。
冲身擦伤
产生原因:
1. 冲身润滑不好,安装太紧,冲身与机器的尺寸配合不良
2. 冲身尺寸公差过大
解决方法:
检查冲身公差,选择正规模具生产厂家。安装冲模时要将冲盘孔清理干净,冲身涂润滑油安装,检查下冲盘磁柱是否损坏。
冲模锈蚀
产生原因:
模具使用后没有清洗干净或储存时没有涂防锈油。
解决方法:
模具使用后要认真清洗,最好烘干,然后全部涂上长期封存防锈油保存,不要用机油或其它什么油浸泡,特别是药品是酸碱性较强的,更要注意这一问题。
关于压制泡腾片黏冲问题
产生原因:
压制泡腾片黏冲现象基本上是不可避免,物料、工艺、湿度控制的好,可能会延迟黏冲时间,如果没有得到有效控制,基本上3-5分钟就会开始黏冲。
解决方法:
采用加聚四氟乙烯垫片,或增加吹粉装置,由于泡腾片压制压力较大,垫片需要经常更换。
关于涩冲问题
产生原因:
物料细粉过大,物料细分渗透到中模内孔导致,下冲杆和中模配合间隙过大,物料残留中模内壁,下冲空刀为钝角。
解决方法:
正确混料,根据物料特性购买模具,特别是要提醒模具供应商物料的特殊性,以便针对性的制造模具下冲。
关于冲模寿命
冲模的使用寿命一般按照单付(上冲、中模、下冲)所压制药片数量来参考,模具材质不同、镀层不同、压力大小不同,寿命差异很大,不同的物料寿命不同。
关于冲模能够承受的最大压力
冲模可承受的压力与模具材质有很大关系,使用好的材料可以显著增加冲模可承受的压力,药片型腔大小不同,所承受压力不同,目前制药行业比较普遍使用的S7和D2以及6CrW2Si材料。另外冲模所承受的压力大小与冲头型腔横截面面积成正比(片型越大,型腔越浅承受压力越大),所以冲模承受的压力大小不是靠经验而是需要经过测量计算的,特别需要说明的是:不要把冲模所承受的极限压力与压片机显示的平均压力相混淆。正常的模具生产商都会提供模具的极限压力值。
片剂生产中应注意的问题

片剂生产中所碰到的将近一半的问题都在于忽视了下面三个基本要求:
1. 压片时应尽可能保持较低的工作压力。
2. 应给予冲模良好的保养,特别是润滑。
3. 严格按照操作规程正确的清洁润滑和操作设备。
如能做好以上三个方面,我们就可以专注于真正的问题并避免不良后果。
理论来源于实践,具体问题还需要具体分析,前面所谈到的问题与解决方法是我们多年的经验与积累,如有其它问题请与我公司模具事业部联系,我们将随时为您提供服务。同时也期望药品生产企业的同仁朋友给予指导!

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