Обґрунтування режиму роботи обладнання для змішування компонентів сумішей для таблетування

Abstract

Безпека та ефективність лікарських засобів, зокрема у твердій формі, насамперед визначається дозою діючої речовини. Визначення раціональних режимів роботи відповідного обладнання, здатного забезпечити необхідні характеристики продукції при мінімальному енергоспоживанні, є актуальним завданням. Об'єкт дослідження – процес змішування компонентів таблетувальної суміші в змішувачі з двома Z-подібними робочими органами. Через низьку швидкість обертання роторів процес змішування в машинах з такими робочими органами тривалий, що впливає на продуктивність обладнання і споживання енергії в ході процесу. Розглянуто можливість збільшення швидкості обертання швидкохідного ротора і досліджено вплив режиму роботи обладнання на економічні показники роботи підприємства. При моделюванні процесу змішування в ліцензійній програмній системі Flow Vision, в якості регульованого фактора розглядалася швидкість перемішуючого пристрою, яка варіювалася в діапазоні 17 – 62 об/хв для швидкохідного ротора і підтримувалася на рівні 15 об/хв для тихохідного. При збільшенні частоти обертання рівномірний розподіл компонентів у об’ємі змішувача відбувається швидше. Зокрема, при частоті обертання понад 53 об/хв необхідна ступінь однорідності досягається через 18 хвилин від початку процесу. Однак збільшення частоти обертання призводить до збільшення споживаної потужності і витрат, а отже, і до здорожчання виробництва. Потужність, що витрачається на перемішування високов'язкої суміші робочими елементами складної конфігурації, визначалася з урахуванням сил опору, розрахованих в програмі Flow Vision. Аналізуючи вплив швидкості обертання на загальні витрати, пов'язані з продуктивністю обладнання та споживанням енергії, була визначена оптимальна швидкість обертання ротора – 39 об/хв. При цьому досягнення усталеного значення рівномірного розподілу компонентів спостерігається за 24 хв. Дисипація енергії в змішувачі не призводить до суттєвого нагрівання суміші. The process of mixing the components of mixtures for tabletting, which aims to obtain a homogeneous mass with uniformly distributed components affects the quality of the drugs. Definition of rational operating modes of appropriate equipment that can provide the required products characteristics with minimum energy consumption is an urgent task. The object of the research is the process of mixing the components tabletting mixture which is in the mixer with two Z-shaped working members. Due to the low speed of rotors, the mixing process in machines with such working members is long. The mixing duration, in turn, affects the equipment productivity and energy consumption during the process. The possibility of increasing the rotational speed of a high-speed rotor is considered and it is investigated how the equipment mode of operation influence by the economic performance indicators of the enterprise. In modeling the mixing process performed in the licensed software system Flow Vision, as a controlled factor is considered rotational speed of mixer device, which is varied in the range of 17 – 62 rpm for high speed rotor and is maintained at 15 rpm for the slow-moving rotor. When increasing the frequency of rotation the uniform distribution of components in the volume of mixer is faster. In particular, at frequency of rotation over 53 rpm the necessary degree of homogeneity is achieved in 18 minutes from the beginning. However, increasing the frequency of rotation leads to increased power consumption and the cost of it, and hence to the rise in the cost of production. The power consumed for mixing a high-viscosity mixture by the working members of a complex configuration was determined taking into account the drag forces calculated in the program Flow Vision. Analyzing the influence of a rotational speed on general expenses caused by the equipment productivity and energy consumption, the optimum rotor speed was defined that is 39 rpm. Thus the achieving sustainable value of components concentration is observed for 24 minutes. Energy dissipation in the mixer does not lead to significant heating of the mixture.