FI92145B - Menetelmä ja laitteisto tabletin puristamisen simuloimiseksi - Google Patents

Description

92145

MENETELMÄ JA LAITTEISTO TABLETIN PURISTAMISEN SIMULOIMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä tabletin pu-5 ristamisen simuloimiseksi, kuten on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön kohteena on lisäksi laitteisto tabletointilaitteella tapahtuvaa tabletin puristamisen simulointia varten, kuten on esitetty patenttivaatimuksessa 4.

10 Nykyisin on saatavissa laitteita, joita kutsu taan tabletointisimulaattoreiksi. Nämä laitteet ovat koepuristimia, joissa tablettimassa sijoitetaan puris-tusmatriisiin johon ohjataan ylä- ja alapuolelta kaksi paininta puristamaan massa tabletiksi. Paininten teke-15 mät liikeradat puristuksen aikana ohjataan jonkin mielivaltaisesti valitun liikeradan mukaiseksi. Useimmiten liikeratana käytetään jotakin alaspäin konveksia askel-funktiota tai sinikäyrää.

Olemassaolevat koepuristinlaitteet eivät so-20 vellu esimerkiksi tablettimassan koostumuksen formu-lointityöhön, koska niiden painimien puristuksen aikana noudattamat liikeradat eivät vastaa mitään todellista puristamistapahtumaa. On tunnettua, että puristimen pistimien liike ajan funktiona riippuu muunmuassa käy-25 tetyn tablettipuristimen tyypistä, mallista ja tuotan-tonopeudesta, sekä pistimien ja matriisin tyypistä, tabletoitavan materiaalin ominaisuuksista, ja muodostettavan tabletin koosta ja muodosta. Sinikäyrän mukaiset painimien liikeradat eivät ole edes karkea pis-30 tinten todellisten liikeratojen approksimaatio, eivätkä ne siten millään muotoa vastaa todellisia puristimen pistinten liikeratoja tabletin esipuristus, puristus-, ja poistovaiheiden aikana. Simulaattoriksi kutsutut koepuristinlaitteet eivät itse asiassa lainkaan simuloi 35 sitä puristamista joka tapahtuu tablettipuristimissa. Tämän vuoksi niillä aikaansaatujen tulosten merkitys ja tulkinta on parhaimmillaankin epäselvä. Näiden koepu- 92145 2 ristimien käyttöarvo on sen vuoksi vähäinen mitä kuvaa hyvin se, että niitä on maailmassa kaikkiaan noin kymmenen kappaletta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pois-5 taa edellä esitetyt epkohdat.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja lai-10 te, jolla voidaan helposti ja tarkasti simuloida table-tinpuristamista juuri sellaisena kuin se tapahtuu erilaisissa tutkimukseen ja tuotantoon käytetyissä table-tinpuristimissa.

Keksinnöllä on useita etuja nykyisiin koepu-15 ristimiin verrattuna. Sillä voidaan simuloida kaikkien tabletinpuristimien tekemää puristusta tarkasti, ja siten nopeuttaa ja helpottaa esimerkiksi uuden tablet-tiformulaation kehittämistyötä ja tuotantoonsaattamis-ta. Kehitettävän tabletin formulointi tehdään nykyisin 20 yleisesti ensi epäkeskotablettikoneella, ja sitten pienellä rotaatiokoneella, ja lopuksi suurella tuotan-torotaatiokoneella. Tämän vuoksi joudutaan formulaatio pahimmillaan tekemään useita kertoja täysin uusiksi koneiden erilaisten puristusominaisuuksien vuoksi.

25 Simulaattorilla tehtävä formulaatio kehitetään suoraan tuotantorotaatiokoneelle, ja näin vältetään turhien väliformulaatioiden tekeminen. Simulaattorilla voidaan myös tarkistaa ja kalibroida tablettipuristimien toimintaa. Sillä voidaan myös ratkaista jollakin tuotan-30 totablettipuristimella esiintyviä ongelmia katkaisematta tuotantoa käyttäen selvitystyössä simulaattoria joka : ohjataan puristamaan tabletteja samalla tapaa kuin kyseinen puristin.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskoh-35 taisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää simulaattoria kokonaiskuvana, 3 92145 kuva 2 esittää mittausinstrumentointia ja sen osia, ja kuva 3 esittää simulaattoria, johon on asennettu kuvan 2 mukainen instrumentointi.

Kuvassa 1 on esitetty kaaviomaisesti eräs 5 tablettisimulaattori jonka runkoon 1 on kiinnitetty yläsylinteriyksikkö 2, alasylinteriyksikkö 3, mat-riisipöytä 4, sekä ylä- ja alapistintasot 5,6. Sylinte-riyksikköjen 2,3 käyttövoima tuotetaan pumpussa 7, josta se paineistetun öljyn muodossa johdetaan sylinte-10 riyksiköihin 2,3 putkia 8,9 pitkin. Yläsylinteriyksikön 2 sisältämien venttiilien ja hydraulisten laajentumis-säiliöiden avulla liikutetaan yläpistimenkantaa 11 vertikaalisesti, ja alasylinteriyksikön 3 sisältämien venttiilien ja hydraulisten laajentumissäiliöiden avul-15 la liikutetaan alapistimenkantaa 12 vertikaalisesti. Yläpistimenkannassa 11 on kiinnike 13 pistintä varten, ja alapistinkannassa 12 on alapistimelle vastaava kiinnike 14.

Kiinnikkeiden 11,12 liikeratojen ohjausta 20 varten on tietokoneessa 20 ohjaustiedosto, joka muunnetaan ylä- ja alaohjauselektroniikkayksiköissä 21,22 sylinteriyksikköjen 2,3 venttiileitä ohjaaviksi signaaleiksi. Signaalit tietokoneen 20, ohjausyksikköjen 21,22, sekä sylinteriyksikköjen 2,3 välillä liikkuvat 25 kiinteästikytkettyjä kaapeleita 23,24,25,26 pitkin.

Matriisipöydässä 4 on aukko 15, johon voidaan sijoittaa erilaisia puristusmatriiseja. Yläpistintasos-sa 5 on aukko 16 johon voidaan sijoittaa erilaisia puristuspistimiä jotka on kiinnitetty kiinnikkeeseen, 30 ja aukko 17, johon voidaan sijoittaa matkanmittausantu-ri. Alapistintasossa 6 ovat vastaavat aukot 18,19.

Kuvassa 2 on esitetty kaaviomaisesti eräs tabletinpuristuksen mittausjärjestelmä, jossa on ylä-pistin 31 ja siihen kiinnitetty uloke 34, alapistin 32 35 ja siihen kiinnitetty uloke 35, sekä puristusmatriisi 33. Yläpistimen 31 liikerataa mitataan matka-anturilla 47, jonka mittakaraa 37 uloke 34 liikuttaa yläpistimen 92145 4 liikkuessa. Alapistimen 32 liikerataa mitataan matka-anturilla 48, jonka mittakaraa 38 uloke 35 liikuttaa alapistimen liikkuessa. Matka-anturit 47,48 on kiinnitetty ylä- ja alamittauselektroniikkakoteloihin 40,41.

5 Kotelot 40,41 ovat sellaisia, että ne voidaan kiinnittää tablettipuristimen rotaatiopöytään tai simulaattorin ylä- ja alapistintasoihin 5,6. Matka-anturit 47,48 on kytketty koteloiden 40,41 sisältämään mittauselekt-roniikkaan.

10 Ylä- ja alapistimiin 31,32 sijoitetut voima- anturit 45,46, jotka mittaavat pistimiin kohdistuvia voimia tabletointikoneen tai simulaattorin eri toimintavaiheiden aikana, on yhdistetty liittimillä varustetuilla kaapeleilla 42,43 koteloiden 40,41 sisältämään 15 elektroniikkaan.

Tiedonsiirtoelin 50 on kytketty kiinteästi vahvistinelektroniikkaan 51, joka taas on kytketty ohjaustietokoneeseen 20 kaapelilla 52. Tiedonsiirtoelin 50 välittää signaaleja telemetrisesti koteloiden 40,41 20 sisältämän elektroniikan ja vahvistinyksikön 51 välillä. Elin 50 voi olla esimerkiksi optinen kaapeli, jos signaalit siirretään valon taajuuksilla, tai antenni, jos kyseessä on radiotaajuuksilla tapahtuva telemetria.

25 Kuvassa 3 on esitetty kuvan 1 mukainen simu laattori, johon on asennettu kuvan 2 mukainen mittausjärjestelmä. Ylä- ja alapistimet 31,32 ja kaapelit 42.43 on työnnetty pistintasoissa 5,6 oleviin aukkoihin 16,18 ja pistimet on kiinnitetty kiinnikkeisiin 13,14.

30 Matriisipöydän 4 aukkoon 15 on asennettu puristusmat-riisi 33. Kotelot 40,41 on kiinnitetty tasoihin 5,6 siten, että matka-antureiden 47,48 karat 37,38 koskettavat ulokkeita 34,35. Voima-antureiden 45,46 kaapelit 42.43 on liitetty koteloiden 40,41 elektroniikkaan.

35 Tiedonsiirtoelin 50 on asennettu riittävän lähelle koteloita 40,41 niin että telemetria koteloiden 40,41 elektroniikasta vahvistinyksikköön 51 ja päinvastoin on 92145 5 mahdollinen, ja vahvistinyksikön 51 kaapeli 52 on kytketty tietokoneeseen 20.

Simulointimenetelmä kuvassa 1 ja kuvassa 2 esitetyillä laitteistoilla toimii seuraavasti. Kuvassa 5 2 esitetty mittausjärjestelmä ja tietokone 20 asenne taan johonkin tablettipuristimeen. Asennus tehdään kuvassa 3 esitettyyn tapaan niin että tasoja 4,5,6 vastaavat tablettipuristimen rotaatiopöydän matriisi-, ylä-, ja alapistintaso, aukkoja 16,18 vastaavat rotaa-10 tiopöydän jonkin pistinparin aukot, ja aukkoja 17,19 vastaavat kyseisen pistinparin viereisen pistinparin aukot. Kun mittausjärjestelmä on asennettu tabletti-puristimeen, voidaan sen avulla suorittaa mittauksia puristimen toiminnan aikana.

15 Puristimen toimiessa kerätään yhden tai useam man tabletin puristamisen mittausten tulokset tietokoneeseen 20. Näin syntyy tiedosto, jossa ovat matka-antureiden 47,48 mittaamat ylä- ja alapistimien 31,32 liikeradat tabletoinnin esipuristus-, puristus- ja 20 poistovaiheiden ajoilta (pm/t), ja voima-antureiden 45,46 mittaamat ylä- ja alapistimiin 31,32 kohdistuvat puristusvoimaradat vastaavilta ajoilta (N/t). Mittaukset on tehty riittävän usein, esimerkiksi 2-3 kertaa millisekunnin aikana.

25 Mittauksia tehdään eri tablettipuristimilla, ja kullakin niistä puristimen eri asetuksilla vaihdellen esimerkiksi toimintanopeutta, tabletin paksuutta ja tabletoitavaa materiaalia, sekä pistimiä 31,32 ja matriisia 33. Näin kerätään tietokoneeseen 20 tiedostoja, 30 jotka kuvaavat kunkin tablettipuristimen toimintaa erilaisten puristustapahtumien aikana.

: Mittausten jälkeen asennetaan kuvassa 2 kuvat tu mittausjärjestelmä simulaattoriin kuvassa 3 esitettyyn tapaan.

35 Kun simulaattoria käytetään esimerkiksi kehi tettäessä uutta vaikuttavan lääkeaineen ja eksipient-tien formulaatiota, valitaan ensimmäiseksi se tabletti- 92145 6 kone, jolla kyseessäolevan formulaation tuleva tuotanto halutaan tehdä, sekä koneen haluttu tuotantonopeus. Seuraavaksi valitaan haluttu tabletin koko ja muoto ja niitä vastaavat soveliaat pistimet. Seuraavaksi etsi-5 tään tietokoneesta 20 aiemmin tehty mittaustiedosto, joka on tehty kyseessäolevilla koneella, pistimillä, nopeudella, ja aiottua massaa vastaavalla materiaalilla ja koolla. Mikäli tällaista tiedostoa ei ole, voidaan joko käyttää lähintä vastaavaa, tai käydä erikseen 10 tuottamassa muutama tabletti juuri halutun teidoston aikaansaamiseksi.

Formulaation kehittäminen tehdään esimerkiksi siten, että matriisiin 33 sijoitetaan haluttu määrä tutkittavaa materiaalia, jonka jälkeen tietokone 20 15 ohjaa pistinkantojen 11,12 liikeradat käytössä olevan tiedoston mukaisiksi. Ohjaaminen tapahtuu siten, että ohjauselektroniikkayksiköt 21 ja 22 muuntavat tietokoneen 20 tiedostosta tulevat liikeradat signaaleiksi joilla avataan ja suljetaan sylinteriyksiköissä 2,3 20 olevia venttiileitä, jotka puolestaan ohjaavat pistin-kantojen 11 ja 12 vertikaalisia liikeratoja. Ohjauksen tarkistaminen ja korjaus tehdään vertaamalla antureiden 36 ja 38 puristuksen aikana tuottamia pistinten 31,32 liikeratoja tiedostossa oleviin liikeratoihin. Vaih-25 toehtona on tarkistaa ja korjata syntyvää voima/aika rataa vertaamalla sitä tiedoston voima/aika rataan. Ohjauksen säätö tapahtuu molemmissa tapauksissa muuttamalla pistinten liikeratoja.

Claims (7)

921 45 7

1. Menetelmä tabletin puristamisen simuloimiseksi, jolloin simulaattorilaitteen pistimien liikera- 5 taa ohjataan valittujen mittaustulosten mukaisesti, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan tabletointilaitteen, jonka tabletointia halutaan simuloida, pistimiin puristuksen aikana kohdistuvia voimia ja niiden liikeratoja, saadut mittaustulokset siirre-10 tään simulaattorilaitteen toimintaa ohjaavaan elektroniseen ohjauslaitteeseen ja käytetään pistimien liikeratojen ohjaamiseen simulaattorilaitteessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan simulaattorilait- 15 teen toiminnan aikana sen pistimiin kohdistuvia voimia ja niiden liikeratoja ja käytetään saatuja mittaustuloksia yhdessä tabletointilaitteesta saatujen tulosten kanssa pistimien liikeratojen ohjaamiseen simulaattori-laitteessa .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että simulaattorissa käytetään pistimien nopeuksia alle 600 mm/s, maksimi-kiihtyvyyksiä ainakin 20 m/s2 ja maksimipuristusvoimia n. 20-100 kN.

4. Laitteisto tabletointilaitteella tapahtuvan tabletin puristamisen simulointia varten, johon laitteistoon kuuluu simulaattorilaite, joka on varustettu pistimillä (31,32), jotka on ohjattavissa valittujen mittaustulosten mukaisesti, tunnettu siitä, 30 että tabletointilaite on varustettu pistimillä (31,32) ja mittausantureilla (45-48) pistimiin puristuksen : aikana kohdistuvien voimien ja niiden liikeratojen mittaamiseksi, ja laitteistoon kuuluu elektroninen ohjauslaite (20), johon saadut mittaustulokset on siir-35 rettävissä käytettäväksi simulaattorilaitteen pistimien (31,32) ohjaamiseen ja joka on järjestetty ohjaamaan simulaattorilaitteen pistimien (31,32) liikerataa saa- 8 921 45 tujen mittaustulosten mukaisesti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että simulaattorilaite on varustettu mittausantureilla (45-48) pistimiin (31,32) 5 simuloinnin aikana kohdistuvien voimien ja niiden liikeratojen mittaamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu elektroniseen ohjauslaitteeseen (20) yhteydessä 10 oleva mittausjärjestelmä, joka koostuu pistimistä (31,32), puristusmatriisista (33) ja mittausantureista (45-48), asennettavaksi ensin tabletointikoneeseen pistimien voima/aika- ja matka/aikamittauksien suorittamista varten ja sitten simulaattorilaitteeseen saa- 15 tuihin tuloksiin perustuvan simuloinnin suorittamista varten ja, tarvittaessa, simuloinnin aikana mittauksien suorittamista varten.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pistimien 20 nopeudet simulaattorissa ovat alle 600 mm/s, maksimi-kiihtyvyydet ainakin 20 m/s2 ja maksimipuristusvoimat n. 20-100 kN. 9 92145