PL215737B1 - Bottom of the apparatus for non-solvent coating of fine particles with micro-and nanopowders - Google Patents

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest dno aparatu do bezrozpuszczalnikowego powlekania drobnoziarnistych cząstek mikro- i nanoproszkami, znajdujące zastosowanie jako element aparatu do produkcji leków, w szczególności na końcowym etapie wytwarzania leków zawierających substancje wrażliwe na wodę i wysoką temperaturę, leków o opóźnionym bądź przedłużonym uwalnianiu w formie rdzeni mikrocząstek lub mikrokapsułek otoczonych powloką o kontrolowanych właściwościach.The subject of the invention is the bottom of an apparatus for solvent-free coating of fine-grained particles with micro- and nanopowders, used as an element of an apparatus for the production of drugs, in particular at the final stage of the production of drugs containing substances sensitive to water and high temperature, drugs with delayed or prolonged release in the form of microparticle cores. or microcapsules surrounded by a coating with controlled properties.

Pewną modyfikacją klasycznych układów fontannowych stosowanych do powlekania jest aparat Wurstera - urządzenie fontannowe z rurą wznoszącą oraz dodatkowym strumieniem powietrza fluidyzującego złoże. W odróżnieniu od wielu innych konfiguracji aparatów fluidalnych, aparat Wurstera charakteryzuje się relatywnie wysoką prędkością ruchu cząstek w strefie rury wznoszącej, co umożliwia powlekanie drobnych cząstek. Pomimo tego, w przypadku klasycznych konstrukcji aparatu Wurstera, drobne cząstki wykazują tendencję do aglomeracji i przywierania do ścian aparatu, co niekorzystnie wpływa na wielkość cząstek produktu - tworzenie aglomeratów, a tym samym koncentrację i charakterystykę uwalniania leków z uzyskanych mikrokapsułek. W porównaniu do innych urządzeń, aparat Wurstera umożliwia uzyskiwanie wielowarstwowych powłok wolnych od toksycznych rozpuszczalników w prosty i wydajny sposób.A certain modification of the classic fountain systems used for coating is the Wurster apparatus - a fountain device with a rising tube and an additional stream of air fluidizing the bed. Unlike many other fluid bed configurations, the Wurster apparatus has a relatively high particle velocity in the riser tube zone, which allows fine particles to be coated. Despite this, in the case of classic designs of the Wurster apparatus, fine particles tend to agglomerate and stick to the walls of the apparatus, which adversely affects the particle size of the product - the formation of agglomerates, and thus the concentration and release characteristics of drugs from the microcapsules obtained. Compared to other devices, the Wurster apparatus makes it possible to obtain multilayer coatings free of toxic solvents in a simple and efficient way.

Z opisu patentowego USA nr US 7563325, znany jest aparat, w którym płaskie dno sitowe aparatu Wurstera zostało zmienione tak, aby wystąpił dodatkowy przepływ gazu w kierunku promieniowym od ściany do dyszy w dolnej części aparatu, co zapobiega akumulacji mokrych cząstek. Z opisów patentowych USA nr US 5236503 i US 5437889 znane są sposoby ochrony dyszy przed zalepianiem, przy czym stosuje się specjalne osłony lub wytwarza się dodatkowy strumień powietrza zdmuchującego cząstki z dyszy. Zgodnie z opisem zgłoszenia patentowego USA nr US 2006/0130748. zastosowana jest perforowana osłona o tak dobranej średnicy otworów, aby drobne cząstki przechodziły w stronę dyszy i ulegały aglomeracji, co sprzyja otrzymaniu produktu o wąskim rozkładzie średnic.From US Patent No. 7,563,325, an apparatus is known in which the flat screen bottom of the Wurster apparatus has been altered so that there is additional gas flow in a radial direction from the wall to the nozzle at the bottom of the apparatus, which prevents the accumulation of wet particles. From US patents US 5,236,503 and US 5,437,889 methods of protecting the nozzle against sticking are known, whereby special covers are used or an additional stream of air is produced to blow particles away from the nozzle. In accordance with US Patent Application No. US 2006/0130748. a perforated casing is used with the diameter of the holes selected in such a way that fine particles pass towards the nozzle and agglomerate, which helps to obtain a product with a narrow diameter distribution.

Wszystkie wymienione powyżej rozwiązania dotyczą typowych aparatów Wurstera z dnem płaskim (rusztem) stosowanych do powlekania rozpuszczalnikowego cząstek o dużych średnicach. Rozwiązaniem problemu niekorzystnej aglomeracji cząstek powlekanych, w szczególności mikrocząstek i ich przywierania do ścian aparatu, w szczególności do jego dna, jest prowadzenie procesu w układzie bezrozpuszczalnikowym (tzw. suche powlekanie) w aparacie z cyrkulującym złożem rzadkim, zaopatrzonym w dno stożkowe z wytworzeniem osiowo wirującego cyklonowego strumienia powietrza w sekcji dystrybucji gazu kolumny aparatu.All the solutions mentioned above refer to the typical Wurster flat bottom (grate) apparatus used for solvent coating of particles with large diameters. The solution to the problem of unfavorable agglomeration of coated particles, in particular microparticles and their adherence to the walls of the apparatus, in particular to its bottom, is to carry out the process in a solvent-free system (the so-called dry coating) in an apparatus with a circulating thin bed, equipped with a conical bottom to produce an axially rotating cyclone air stream in the gas distribution section of the apparatus column.

Istota dna według wynalazku, polega na tym, że wykonane jest w postaci pierścienia, korzystnie z aluminium, z centralnie usytuowanym otworem strumienicy, wokół którego wykonane jest wgłębienie stożkowe. Na obwodzie pierścienia, w jego bocznych ścianach wykonane są przelotowe kanały kierujące i doprowadzające sprężone powietrze fluidyzujące w ruchu wirującym cyklonowym utworzonym wokół osi strumienicy, w pobliże strefy załadunku złoża do strumienicy ze strefy pierścieniowej.The essence of the bottom according to the invention consists in the fact that it is made in the form of a ring, preferably of aluminum, with a centrally located nozzle hole around which a conical recess is made. On the circumference of the ring, in its side walls, there are through channels directing and supplying compressed fluidizing air in a cyclone rotating motion formed around the ejector axis, near the bed loading zone to the ejector from the ring zone.

W bocznych ścianach pierścienia pomiędzy kanałami kierującymi usytuowany jest co najmniej jeden otwór rozładowczy produktu.At least one product discharge opening is provided in the side walls of the ring between the guide channels.

Na cylindrycznych bocznych ścianach pierścienia wykonane są kanały rozprowadzające połączone z kanałami kierującymi.Distribution channels connected to guide channels are provided on the cylindrical side walls of the ring.

Korzystnie, kąt rozwarcia wgłębienia stożkowego zawarty jest w przedziale 60° - 120°.Preferably, the opening angle of the conical cavity is in the range of 60 ° - 120 °.

Korzystnie, średnice kanałów kierujących powietrze sprężone mieszczą się w przedziale 0,5 - 3,0 mm.Preferably, the diameters of the compressed air guide channels are in the range 0.5-3.0 mm.

Korzystnie, kanały kierujące sprężone powietrze wykonane są pod kątem od 10° do 50° w stosunku do płaszczyzny poziomej oraz jednocześnie pod kątem od 30° do 80° w stosunku do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś strumienicy.Preferably, the compressed air directing channels are made at an angle from 10 ° to 50 ° in relation to the horizontal plane and at the same time at an angle of 30 ° to 80 ° in relation to the vertical plane passing through the axis of the ejector.

Korzystnym, jest również to, że otwory rozładowcze produktu wyposażone są w dopasowane kształtem korki.It is also advantageous that the product discharge openings are provided with shaped plugs.

Dno stożkowe dla aparatu do bezrozpuszczalnikowego powlekania drobnoziarnistych cząstek mikro- i nanoproszkami z wirowym rozprowadzeniem powietrza według wynalazku, ułatwia załadunek złoża do strumienicy ze strefy pierścieniowej aparatu, umożliwia równomierne, wirowe rozprowadzenie mikrocząstek materiału powlekanego w strefie załadunku złoża do strumienicy, co zapewnia dokładne przemieszanie złoża, wspomaga proces powlekania i zapobiega przyleganiu powlekanych mikrocząstek do dna stożkowego oraz zapobiega niekorzystnemu procesowi aglomeracji cząstek w strefie załadunku złoża do strumienicy. Ponadto dno umożliwia kontrolowaną dystrybucję gazu i cząstek ciałaThe conical bottom for the apparatus for solvent-free coating of fine-grained micro and nanopowders with swirl air distribution according to the invention, facilitates the loading of the bed into the ejector from the ring zone of the apparatus, enables even, vortex distribution of microparticles of the coated material in the bed loading zone into the ejector, which ensures thorough mixing of the bed , supports the coating process and prevents the coated microparticles from sticking to the conical bottom and prevents the unfavorable process of agglomeration of particles in the bed loading zone into the ejector. In addition, the bottom allows for a controlled distribution of gas and body particles

PL 215 737 B1 stałego w sekcji dystrybucji gazu kolumny aparatu z wytworzeniem osiowo wirującego cyklonowego strumienia powietrza.In the gas distribution section of the column of the apparatus to form an axially swirling cyclone air stream.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji uwidoczniony jest na rysunku, który przedstawia dno aparatu do bezrozpuszczalnikowego powlekania drobnoziarnistych cząstek mikro- i nanoproszkami.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, which shows the bottom of an apparatus for solvent-free coating of fine-grained particles with micro- and nanopowders.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Dno aparatu do bezrozpuszczalnikowego powlekania drobnoziarnistych cząstek mikro- i nanoproszkami wykonane jest z aluminium. Zewnętrzna cylindryczna boczna ściana pierścienia SZ dopasowana jest do średnicy wewnętrznej obudowy aparatu. Kąt rozwarcia wgłębienia stożkowego SW wynosi 60°. W osi dna, w otworze strumienicy OS zamontowana została strumienica. Boczna ściana pierścienia SZ posiada kanały rozprowadzające KR powietrze fluidyzujące, podawane do aparatu poniżej dna kolumny, do otworów dysz kanałów kierujących KK o średnicy 0,5 mm, do wnętrza wgłębienia stożkowego SW. Kanały kierujące KK wykonane są pod kątem 50° w stosunku do płaszczyzny poziomej oraz jednocześnie pod kątem 80° w stosunku do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś aparatu. W dnie stożkowym wykonane są otwory rozładunkowe OR umożliwiające okresowy wyładunek produktu z kolumny. W otworach umieszczone są dopasowane kształtem korki połączone z obudową aparatu za pomocą złącza gwintowego.The bottom of the apparatus for solvent-free coating of fine particles with micro- and nanopowders is made of aluminum. The outer cylindrical side wall of the SZ ring is matched to the inner diameter of the apparatus housing. The opening angle of the SW conical recess is 60 °. In the axis of the bottom, in the hole of the injector OS, the injector was installed. The side wall of the ring SZ has fluidizing air distribution channels KR, fed to the apparatus below the bottom of the column, to the nozzle openings of the guide channels KK with a diameter of 0.5 mm, into the conical cavity SW. KK steering channels are made at an angle of 50 ° in relation to the horizontal plane and at the same time at an angle of 80 ° in relation to the vertical plane passing through the axis of the apparatus. OR discharge openings are made in the conical bottom, which enable periodic discharge of the product from the column. In the openings there are shaped plugs connected with the apparatus housing by means of a threaded joint.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Dno aparatu do bezrozpuszczalnikowego powlekania drobnoziarnistych cząstek mikro- i nanoproszkami wykonane jest z aluminium w postaci pierścienia, z centralnie usytuowanym otworem strumienicy OS. Zewnętrzna boczna cylindryczna ściana pierścienia SZ dopasowana jest do średnicy wewnętrznej obudowy kolumny. Kąt rozwarcia wgłębienia stożkowego SW wynosi 120°. W cylindrycznych bocznych ścianach pierścienia SZ wykonane są kanały rozprowadzające KR powietrze fluidyzujące, podawane do aparatu poniżej dna kolumny, do otworów dysz kanałów kierujących KK powietrze do wnętrza wgłębienia stożkowego SW. W bocznej cylindrycznej ścianie pierścienia SZ wykonane są przelotowe otwory kierujące sprężone powietrze, o średnicy 3 mm, łączące kanały rozprowadzające KR, wykonane na zewnętrznej bocznej ścianie pierścienia SZ, z wgłębieniem stożkowym SW. Otwory kierujące KK powietrze sprężone wykonane są pod kątem 10° w stosunku do płaszczyzny poziomej oraz jednocześnie pod kątem 30° w stosunku do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś aparatu. W dnie stożkowym wykonane są otwory rozładunkowe OR umożliwiające okresowy wyładunek produktu z kolumny. W otworach umieszczone zostały dopasowane kształtem korki połączone z obudową kolumny za pomocą złącza gwintowego.The bottom of the apparatus for solvent-free coating of fine-grained particles with micro- and nanopowders is made of aluminum in the form of a ring, with a centrally located hole of the OS ejector. The outer side cylindrical wall of the SZ ring matches the inner diameter of the column housing. The opening angle of the SW conical recess is 120 °. In the cylindrical side walls of the ring SZ there are channels distributing the fluidizing air KR, fed to the apparatus below the bottom of the column, to the holes of the nozzles of the channels directing KK air into the conical cavity SW. In the side cylindrical wall of the SZ ring, there are through holes directing compressed air, 3 mm in diameter, connecting the distribution channels KR, made on the outer side wall of the SZ ring, with the SW conical recess. KK compressed air directing openings are made at an angle of 10 ° in relation to the horizontal plane and at the same time at an angle of 30 ° in relation to the vertical plane passing through the axis of the apparatus. OR discharge openings are made in the conical bottom, which enable periodic discharge of the product from the column. In the holes there are shaped plugs connected to the column housing by means of a threaded joint.

Claims (5)

1. Dno aparatu do bezrozpuszczalnikowego powlekania drobnoziarnistych cząstek mikro- i nanoproszkami, znamienne tym, że wykonane jest w postaci pierścienia korzystnie z aluminium, z centralnie usytuowanym otworem strumienicy (OS), wokół którego wykonane jest wgłębienie stożkowe (SW), przy czym na obwodzie pierścienia na jego bocznych ścianach wykonane są przelotowe kanały kierujące (KK) doprowadzające sprężone powietrze fluidyzujące w ruchu wirującym cyklonowym utworzonym wokół osi strumienicy (OS), w pobliże strefy załadunku złoża, oraz co najmniej jeden otwór rozładowczy produktu (OR), natomiast na cylindrycznych bocznych ścianach pierścienia (SZ) wykonane są kanały rozprowadzające (KR) połączone z kanałami kierującymi (KK).1. The bottom of the apparatus for solvent-free coating of fine-grained particles with micro- and nanopowders, characterized in that it is made in the form of a ring, preferably of aluminum, with a centrally located spray hole (OS), around which a conical recess (SW) is made, with a conical recess (SW) on the periphery of the ring, on its side walls there are directing channels (KK) supplying compressed air fluidizing in a cyclone rotating motion formed around the axis of the ejector (OS), near the bed loading zone, and at least one product discharge opening (OR), while on the cylindrical side the walls of the ring (SZ) are equipped with distribution channels (KR) connected with guide channels (KK). 2. Dno, według zastrz. 1, znamienne tym, że kąt rozwarcia wgłębienia stożkowego (SW) zawarty jest w przedziale 60° - 120°.2. The bottom according to claim The method of claim 1, characterized in that the conical recess (SW) angle of opening is in the range of 60 ° - 120 °. 3. Dno, według zastrz. 1, znamienne tym, że średnice kanałów (KK) kierujących powietrze sprężone mieszczą się w przedziale 0,5 - 3.0 mm.3. The bottom according to claim 3. The method of claim 1, characterized in that the diameters of the channels (KK) guiding the compressed air are in the range of 0.5-3.0 mm. 4. Dno, według zastrz. 1, znamienne tym, że kanały kierujące (KK) sprężone powietrze wykonane są pod kątem od 10° do 50° w stosunku do płaszczyzny poziomej oraz jednocześnie pod kątem od 30° do 80° w stosunku do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś strumienicy (OS).4. The bottom according to claim 1 1, characterized in that the compressed air directing channels (KK) are made at an angle of 10 ° to 50 ° in relation to the horizontal plane and at the same time at an angle of 30 ° to 80 ° in relation to the vertical plane passing through the axis of the lance (OS) . 5. Dno, według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory rozładowcze produktu (OR) wyposażone są w dopasowane kształtem korki.5. The bottom according to claim 1 2. The product discharge opening (OR) as claimed in claim 1, wherein the product discharge openings (OR) are provided with shaped plugs.