Estrusione calda della colata nelle industrie alimentari e farmaceutiche

L'estrusione calda della colata è una tecnica di fabbricazione che originalmente è stata stabilita nell'inizio degli anni 30 per uso nella plastica e nelle industrie alimentari ma ora sta guadagnando la popolarità nell'industria farmaceutica pure.

Intorno alla metà di tutta la plastica prodotti sono fatti facendo uso dell'estrusione calda della colata, che è il trattamento della produzione del materiale nuovo (cioè un estrudato) con la forzatura del polimero fuso tramite un orifizio, come calore e la pressione è applicata.

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Come estrusione citata e calda della colata è stato diventato per creare i prodotti del polimero delle forme e delle densità differenti che possono essere usate per formare un intervallo dei prodotti di plastica - compreso i sacchi, le schiume, le pellicole, le lamiere sottili e le condutture.

Dalla sua parte posteriore industriale dell'applicazione negli anni 30, l'estrusione calda della colata ha guadagnato l'attenzione aumentante dall'industria farmaceutica e dall'accademia, poiché permette alla fabbricazione continua delle formulazioni varie di dosaggio.

Recentemente, la tecnologia si è applicata nell'industria farmaceutica per creare i nuovi apparecchi medici e droghe. Il trattamento può essere usato per produrre le sostanze per la creazione delle unità d'eluizione terapeutiche o per combinare gli ingredienti farmaceutici attivi (APIs) con i polimeri, che migliora la biodisponibilità degli api e può anche mascherare il loro gusto amaro.

Un altro vantaggio è la capacità di comprendere la tecnologia analitica per un approccio di qualità-da-progettazione per fabbricazione continua; a sua volta, l'estrusione calda della colata è stata classificata come riunione degli scopi degli Stati Uniti (FDA) Food and Drug Administration per la progettazione, l'analisi ed il controllo di qualità del trattamento attivo dell'estrusione.

Il trattamento dell'estrusione calda della colata

Il trattamento caldo dell'estrusione della colata è effettuato facendo uso di un espulsore, che è un barilotto con una piattaforma che supporta una o due vite girante che spingono le sostanze giù il barilotto. Un espulsore si compone di quattro componenti principali, come segue:

  • un'apertura che è usata per presentare le sostanze al barilotto; può avere un contenitore che le sostanze da estrudere sono messe in, o può essere fornito continuamente con le sostanze da una o più unità esterne
  • una piattaforma trattata ha composto del barilotto e delle viti che muovono e, dove richiesto, mescolano la sostanza
  • un orifizio che modella la sostanza come esce l'espulsore
  • apparato supplementare in cui il prodotto è raffreddato, tagliato e/o raccolto

Ci sono due tipi di espulsori: un espulsore della unico vite e un espulsore della gemello-vite.

espulsori della Unico vite

Questi contengono appena una vite girante all'interno di un barilotto stazionario che è diviso in una zona alimentante, in una zona di compressione ed in una zona di conteggio. gli espulsori della Unico vite (SSEs) sono utilizzati principalmente per fondere ed elaborare i polimeri nelle forme continue.

espulsori della Gemello-vite

Queste sono più unità avanzate che contengono i sistemi della gemello-vite con la co-rotazione o le viti controrotanti. gli espulsori della Gemello-vite (TSEs) sono utilizzati per fondere i polimeri e mescolarli con altre sostanze quali gli api ed i pigmenti. Egualmente sono usati per eliminare il materiale volatile.

La vite dell'estrusione è caratterizzata generalmente dal suo rapporto del lunghezza--diametro, che è solitamente intorno a 20−40: 1. Gli espulsori utilizzati tipicamente in impianti pre-commerciali sono di intorno 18 - 30 millimetri di diametro, mentre quelli usati per produzione hanno diametri molto maggiori che superano spesso 50 millimetri.

Vantaggi di un espulsore della gemello-vite

l'offerta degli espulsori della Gemello-vite parecchi vantaggi sopra gli espulsori della unico vite nei vantaggi industriali delle applicazioni comprende alimentare materiale più facile, meno tendenza per surriscaldare, il più alta flessibilità trattata ed il controllo superiore dei parametri di esercizio.

Alcuni dei vantaggi di per mezzo di un espulsore della gemello-vite sopra un espulsore della unico vite includono quanto segue:

Versatilità aumentata

L'uso di due viti montate parallelamente permette alle configurazioni differenti ed ai termini varianti nelle zone differenti dell'espulsore. I vari tipi di espulsori della gemello-vite sono, quindi, disponibili con differenti meccanismi di comando che possono essere impiegati per le applicazioni differenti.

Abbassi la tendenza a surriscaldare

Nell'espulsore della unico vite, aumentare la velocità delle viti produce il calore, che può degradare le droghe che sono sensibili ad una temperatura elevata. Con gli espulsori della gemello-vite, il calore è gestito dalle sorgenti esterne ed è prodotto indipendentemente dalla velocità della vite. La tendenza a surriscaldare è molto più bassa, che rappresenta un vantaggio importante per le droghe sensibili al calore e per tempo di soggiorno diminuente.

Tempo di soggiorno in diminuzione

La durata per cui una sostanza resta nell'espulsore è diminuita, soprattutto dovuto un periodo di fusione relativamente veloce una volta confrontata a quello dell'espulsore della unico vite. Un trattamento tipico dell'estrusione dura soltanto fra cinque e dieci minuti.

Autopulente

In un espulsore della gemello-vite con le viti co-giranti intermeshing, il volo di una delle viti pulisce la base della vite parallela che assicura in pieno lo svuotamento dell'unità e diminuisce la quantità di prodotto che è sprecato alla conclusione di un batch.

Flessibilità aumentata

I parametri trattati possono gestire facilmente e continuamente, secondo la tariffa desiderata dell'estrusione o la funzione mescolantesi. Le filiere semplici egualmente sono cambiate facilmente se un diametro differente dell'estrudato è desiderato, che significa che un'ampia varietà di formulazioni può essere elaborata con l'uso di un a un dispositivo.

Mescolanza migliore

Le viti co-giranti intermeshing nell'espulsore della gemello-vite permettono meglio alla mescolanza. L'uno o l'altro di due tipi di mescolanze può essere raggiunto: mescolanza di distribuzione o mescolanza dispersiva. Il primo tipo permette anche al mescolamento ed alla degradazione limitata delle sostanze, che è utile per elaborare gli api che sono sensibili al calore o allo scorrimento. Per contro, nei trattamenti di mescolanza dispersivi, il dominio solido è suddiviso in uno stato più fine, che aiuta il composto di due o più api.

Estrusione calda della colata nell'industria farmaceutica

La tecnologia calda dell'estrusione della colata ha guadagnato la considerevole popolarità nell'industria farmaceutica dovuto i vantaggi che offre sopra le tecniche di fabbricazione tradizionali e che fornisce un processo di produzione efficiente che migliora la qualità dei prodotti. Nello sviluppo della droga, l'utilizzazione principale del metodo è la dispersione molecolare degli ingredienti farmaceutici attivi (APIs) nelle matrici del polimero per formare le soluzioni solide.

Di conseguenza, l'estrusione calda della colata è stata usata per un intervallo delle applicazioni, che comprende il miglioramento della biodisponibilità delle droghe insolubili in acqua producendo una soluzione solida, versione gestente della droga, mascherando il gusto degli api amari come pure creando le pellicole sottili.

La biodisponibilità degli api dipende dalla loro solubilità in acqua e rendere insolubile in acqua (o male solubile) droga i presente più solubili una sfida significativa nello sviluppo della droga. L'uso delle tecniche di alto-capacità di lavorazione nella selezione farmaceutica ha rivelato che molti dei composti sono altamente lipofilici e male solubili.

I metodi corrente utilizzati nella scoperta della droga generano le grandi molecole con l'alta liposolubilità, che i mezzi essi sono male solubili e non permeabili. Più poco di 10% delle droghe del candidato prodotte sono altamente solubili e permeabili e fino a 40% delle droghe sulla lista della droga dell'organizzazione mondiale della sanità (WHO è) hanno la solubilità difficile e liposolubilità.

I ricercatori hanno fatto gli sforzi significativi per migliorare le tariffe della dissoluzione e per risolvere i problemi della solubilità. l'estrusione calda della colata è stata una domanda di grande successo di api di dispersione nelle matrici idrofile del polimero al livello molecolare per formare le soluzioni solide che permettono alla consegna dei composti male solubili o per creare le pellicole quali i cerotti transdermici.

Estrusione calda della colata nell'industria alimentare

Nell'industria alimentare, l'estrusione calda della colata è una tecnologia della trasformazione dell'alimento che comprende mescolarsi, cucinare, impastare e modellare degli ingredienti misti mentre sono forzati con un'apertura chiamata un dado che specificamente è stato progettato per i prodotti alimentari. I risultati trattati ad alta temperatura nella contaminazione diminuita con i microrganismi e gli enzimi inattivati.

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L'operazione comprende gli ingredienti che sono forniti al barilotto dell'espulsore che poi si trasporta dalle viti. Avanzi lungo il barilotto, la presenza di più piccoli voli limita il volume ed induce l'alimento ad essere più resistente a movimento.

I risultati trattati suddetti nel barilotto che diventa pieno e l'area fra i voli che diventano compressi. Successivamente, mentre l'alimento si muove lungo il barilotto, la vite lo impasta in un Massachusetts che mezzo solido il riscaldamento supplementare può poi essere usato per aumentare rapidamente la temperatura.

L'alimento poi si muove avanti verso un'area del barilotto in cui i voli sono più piccoli e la pressione ulteriormente è aumentata mentre l'alimento è spinto attraverso uno o più dadi all'estremità del barilotto. Mentre l'alimento emerge dall'estremità di scarico, si espande per adottare la forma definitiva e poi si raffredda mentre tutta l'umidità forma il vapore.

Facendo uso della tecnica, le varie forme differenti (ciambelle comprese, shell, coni retinici o tubi) possono essere generate. Gli esempi tipici degli alimenti prodotti facendo uso dell'estrusione includono cereali soffiati, croccanti o croccanti come pure alimenti amidacei “della barretta„.

L'estrusione calda della colata danneggia e sfide

Ci sono alcuni svantaggi a usando l'estrusione calda della colata. L'assorbimento di energia richiede è superiore a è con altri metodi e determinate sostanze termolabili non potrebbero essere adatte alle temperature elevate che sono usate durante il trattamento.

Sebbene i moduli di dosaggio prodotti siano spesso altamente stabili a lungo termine, la ricristallizzazione degli api come conseguenza di stoccaggio è stata riferita. La stabilità dipende dal tipo di api, dal suo stato fisico nel modulo definitivo, dai polimeri e dagli eccipienti, ma anche come l'estrudato è memorizzato ed imballato.

Durante le due decadi scorse, gli espulsori sono stati modificati per soddisfare le richieste particolari dell'industria farmaceutica, poiché determinati standard regolatori devono essere rispettati se le buone pratiche di fabbricazione devono essere sostenute. Le parti del contatto all'interno dell'espulsore non devono essere reattive con i composti e la strumentazione deve rispondere ai criteri di convalida e di pulizia.

FDA ha permesso il trattamento continuo che assicura che compie il principio di qualità-da-progettazione. Ciò significa che la generazione di prodotti di alta qualità deve comprendere l'esteso controllo delle materie prime e dei parametri trattati in moda da potere prevedere esattamente la qualità del prodotto finito. Ciò, a sua volta, diminuisce i costi di produzione globali, poiché la fabbricazione continua comprende l'uso più efficace della strumentazione ed abbassa il requisito dell'analisi dei prodotti finiti.

La tecnologia analitica trattata (PAT) è diventato sempre più popolare nell'industria farmaceutica ed è già applicata al disgaggio di laboratorio affinchè l'estrusione calda della colata tenga la carreggiata, analizzare e caratterizzare il trattamento ed i prodotti risultanti. Parecchi elementi di video di in-trattamento possono essere determinati immediatamente a valle dell'espulsore per assicurare che la qualità dei prodotti sia valutata in tempo reale.

Le tecniche analitiche, compreso la spettroscopia vicina all'infrarosso e la spettroscopia di Raman, egualmente sono incluse nel sistema di controllo. PAT permette ai ricercatori di migliorare la progettazione, l'analisi ed il controllo di qualità del processo di fabbricazione continuo.

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Last Updated: Jul 4, 2019

Sally Robertson

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Sally Robertson

Sally has a Bachelor's Degree in Biomedical Sciences (B.Sc.). She is a specialist in reviewing and summarising the latest findings across all areas of medicine covered in major, high-impact, world-leading international medical journals, international press conferences and bulletins from governmental agencies and regulatory bodies. At News-Medical, Sally generates daily news features, life science articles and interview coverage.

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Comments

  1. Peter Z Peter Z Canada says:

    Melt pressure transducers with food-grade oil fillings are significantly less accurate than mercury sensors due to thermal zero drift. It is highly recommended to only choose transducers with full-range thermal compensation.

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
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