CN108357136A - 药物制备用双螺杆挤出机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种药物制备的双螺杆挤出机，涉及将药物活性成分和载体及其它助剂连续加入挤出机中进行均匀混合以制备药物，其中所述挤出机为双螺杆挤出机，包括两根旋转的螺杆，其中每根螺杆由芯轴和安装于其上的螺纹元件组合而成；包括机筒，机筒也由几节机筒组合而成并具有独立的温度控制系统；根据工艺需要在特定机筒上设置开口进行抽真空、侧喂料和液体注入的操作。

Description

药物制备用双螺杆挤出机
技术领域
本发明涉及一种药物制备的连续加工设备，特别涉及一种药物制备用双螺杆挤出机。
背景技术
采用双螺杆挤出机进行药物制备是目前制药领域的一项新技术，无论制药行业还是学术界，都认为其正在成为一项创新性药物传递技术。相比于传统的制药技术，该技术具有可连续生产、工艺步骤减少、可重复性高、无溶剂、可在线监测和低的固定投资等优点。双螺杆挤出制备药物可应用于提高药物的溶解度和生物利用度、制备缓控释制剂、制备定位释放制剂、非胃肠道贮库和局部药物传递系统、掩盖药物活性成分的不良味道等。
目前，工业界和学术界采用的药物制备双螺杆挤出机大都采用整体式机筒结构，而且机筒没有冷却系统，即使少数具备冷却系统的挤出机，由于机筒的整体式结构设计，导致其温度控制的精度受限。药物大部分都无法耐受较高的温度，很容易降解而失效，因此上述整体式机筒结构不利于温度敏感的药物制备。另外，大多数药物制备双螺杆挤出机不具有液体注入装置和侧喂料系统，因此无法在挤出机下游加入液体和固体药物活性成分和其它助剂，从而限制了工艺灵活性，进而限制了其应用范围。
发明内容
根据以上技术问题，本发明提供一种药物制备用双螺杆挤出机具体技术方案如下：
一种药物制备用双螺杆挤出机，包括机架1、伺服电机15和齿轮箱12，电机和齿轮箱依次固定于机架1上方的基座16上，电机和齿轮箱通过联轴器13联接。机筒7则通过联接部件11与齿轮箱联接，并且通过机筒支撑3固定支撑于机架上。第五区机筒联接有口模5，口模上安装有压力传感器6和温度传感器4。加料斗10联接在第一区机筒上，液体注入装置9联接在第三区机筒上，真空装置17联接在第五区机筒上，侧喂料系统18联接在第四区机筒上。水冷循环系统2置于机架内部，通过管路与机筒联接。机筒内部安装有螺杆8，螺杆由螺纹元件穿在芯轴上组合而成，芯轴与齿轮箱输出轴联接。挤出机的运行及过程的控制均由电气系统控制柜14内的PLC系统和其它仪表来控制。
优选地，所述双螺杆挤出机的两根螺杆旋转方向相同。
优选地，所述螺纹元件的外径与根径之比为1.55，头数为2头。
优选地，所述螺纹元件的外径为11-90mm。
优选地，所述机筒由多区独立的机筒组合而成。
优选地，所述独立机筒采用电加热棒和水分别进行加热和冷却。
优选地，所述独立机筒的温度可独立控制。
优选地，所述双螺杆挤出机还包括安装在第一区机筒处的加料斗。
优选地，所述双螺杆挤出机还包括安装在第三区机筒处的液体注入装置。
优选地，所述双螺杆挤出机还包括安装在第四区机筒处的侧喂料系统。
优选地，所述双螺杆挤出机还包括安装在第五区机筒处的真空装置。
优选地，所述双螺杆挤出机还包括与第五区机筒联接的口模。
优选地，所述双螺杆挤出机还包括置于机架内部的水冷循环系统。
优选地，还包括机架，基座、机筒支撑，还包括电气系统控制柜。
本发明的药物制备用双螺杆挤出机，可以精确控制机筒温度，避免药物活性成分的热降解；同时具有液体注入装置和侧喂料系统，为药物活性成分和其它助剂的加入提供了工艺灵活性，从而可适应更为广泛的药物制备。
附图说明
图1是本发明的侧视结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明的前视结构示意图。
图4是螺杆旋转方向和外径、根径的示意图。
图5是螺纹元件安装在芯轴上的示意图。
图6是单头、双头、三头和四头螺纹元件的示意图。
图7是螺纹元件键槽形式的示意图。
其中：1、机架；2、水冷循环系统；3、筒体支撑；4、温度传感器；5、口模；6、压力传感器；7、机筒；8、螺杆；9、液体注入装置；10、加料斗；11、联接部件；12、齿轮箱；13、联轴器；14、电气系统控制柜；15、伺服电机；16、基座；17、真空装置；18、侧喂料系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例对本发明进行详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1-7所示，一种药物制备用双螺杆挤出机，包括机架1、伺服电机15和齿轮箱12，电机15和齿轮箱12依次固定于机架1上方安装的基座16上，电机15和齿轮箱12通过联轴器13联接，机筒7则通过联部件11与齿轮箱联接，并采用机筒支撑3固定支撑于机架1上，第五区机筒联接有口模5，口模5上安装有压力传感器6和温度传感器4。加料斗10联接在第一区机筒上，液体注入装置9联接在第三区机筒上，真空装置17联接在第五区机筒上，侧喂料系统18联接在第四区机筒上。水冷循环系统2置于机架1内部，通过管路与机筒联接。机筒内部安装有螺杆8，螺杆由螺纹元件穿在芯轴上组合而成，芯轴与齿轮箱输出轴联接。
本发明中，药物活性成分和助剂等物料首先置于加料斗10中。电机15通电后旋转，然后将动力通过齿轮箱输送至螺杆芯轴，带动螺杆8旋转。螺杆8的螺纹元件将加料斗中的物料向前连续输送。在机筒7加热产生的温度和旋转的螺纹元件施加的剪切应力作用下，物料不断熔融并混合，熔融的物料在螺纹元件的作用下继续向前输送。之后液体注入装置9通过控制压力可将液体在一定压力作用下注入机筒，然后再通过螺纹元件的混合作用将液体与熔融的物料混合均匀。此外，通过侧喂料系统18也可将不适合于上游加料斗10加入的物料于挤出机下游加入到机筒7中，进而通过螺杆8的混合作用使之与熔融的物料混合均一。物料到达真空装置17处时，一些小分子和水分在真空系统产生的真空作用下被从熔体中脱除。之后在螺纹元件建立的压力作用下，挤出机将熔融的物料从口模5挤出，然后进行冷却、切粒或其它后续处理。
如图4所示，本实施例中的两根螺杆同向旋转，螺纹元件为双头螺纹元件，螺纹元件外径与根径之比为1.55。
如图2所示，本实施例中的机筒分为独立的5区，长径比为40。每区均采用电加热棒加热并通水进行冷却，从而精确控制机筒温度，即保证物料熔融、混合和流动所需之热量，又避免过高温度造成物料的降解。
如图1、2所示，本实施例中的侧喂料系统18安装于挤出机第四区机筒侧面，其带有一个加料斗用于容纳物料，通过螺杆将物料输送至挤出机机筒中。
如图1、2所示，本实施例中的真空装置17安装于挤出机第五区机筒上方，其带有一个真空室用于联接真空泵和观察真空系统堵塞情况，真空系统运行后可有效将水分、低分子挥发物以及降解的物质从物料中脱离出来，进而确保最终产品的质量。
本发明不受上述实施方式的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种药物制备的双螺杆挤出机，涉及将将药物活性成分和载体及其它助剂连续加入挤出机中进行均匀混合以制备药物，其特征在于，所述双螺杆挤出机，包括两根旋转的螺杆8，其中每根螺杆由芯轴和安装于其上的螺纹元件组合而成；包括机筒7，机筒也由几节机筒组合而成并具有独立的温度控制系统；根据工艺需要在特定机筒上设置开口进行加料、抽真空、侧喂料和液体注入的操作。
2.如权利要求1所述的双螺杆挤出机，其特征在于，两根螺杆8的旋转方向既可以相同，也可以相反；螺杆的直径为11-150mm，螺杆的长径比为15-75。
3.如权利要求1或2所述的双螺杆挤出机，其特征在于，螺杆8由芯轴和螺纹元件组合而成，其中螺纹元件安装在芯轴上。
4.如权利要求1或3所述的螺纹元件，其特征在于，螺纹元件的外径和根径之比的范围为1.4-1.8；螺纹元件为单头、双头、三头或四头螺纹元件；螺纹元件上加工有键槽以与芯轴的花键键合，达到芯轴带动螺纹元件旋转之目的。
5.如权利要求4所述的螺纹元件的键槽，可以是单键、双键、六方键和渐开线等形式的。
6.如权利要求1所述的双螺杆挤出机，其特征在于，所述机筒7由几节独立的机筒(即图2中所示的五区)组合而成并具有独立的温度控制系统。
7.如权利要求1或6所述的机筒7，其特征在于，各区机筒均采用电加热棒进行加热和通水进行冷却，以达到独立控制温度之目的。
8.如权利要求1、6或7所述的机筒7，其特征在于，第一区机筒正上方设有开口并连接加料斗10，以加入药物活性成分、载体及其它助剂。
9.如权利要求1、6或7所述的机筒7，其特征在于，第三区机筒正上方设有开口并配备相应的嵌块和液体注入装置9，以加入液体药物活性成分和其它助剂。
10.如权利要求1、6或7所述的机筒，其特征在于，第五区机筒正上方设有开口并配备相应的嵌块和真空装置，以进行抽真空操作。
11.如权利要求1、6或7所述的机筒，其特征在于，第五区机筒侧面设有开口并配备侧喂料系统，以加入药物活性成分和其它助剂。
12.如权利要求11所述的侧喂料系统，其特征在于，采用双螺杆或单螺杆将药物活性成分和其它助剂输送进挤出机中。
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