การพัฒนาเครื่องทำแกรนูลแบบฟลูอิดไดซ์เบด ระดับเล็ก

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบ และจัดสร้างเครื่องทำแกรนูลแบบฟลูอิดไดซ์เบดระดับเล็ก เพื่อใช้ในงานทางเภสัชอุตสาหกรรม รวมไปถึงศึกษาตัวแปรกระบวนการ (ความเร็วอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์, อุณหภูมิอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์และความดันอากาศที่ใช้ในการพ่นละอองสารยึดเกาะ) และชนิดของวัตถุดิบ (ผงแล็กโทส และผงผสมระหว่างแล็กโทส-แป้งข้าวโพด อัตราส่วน 70 ต่อ 30) ที่มีผลต่อคุณสมบัติของแกรนูลที่ผลิต อันได้แก่ การกระจายขนาด, ขนาดเฉลี่ยและลักษณะรูปร่างของแกรนูล ซึ่งวิเคราะห์โดยใช้ตะแกรงร่วนและกล้องจุลทรรศ์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope, SEM), สมบัติทางกายภาพของแกรนูลจากเครื่องทดสอบสมบัติวัสดุผง (Powder Characteristic tester) จากนั้นจึงนำแกรนูลที่ผลิตได้ไปทำการตอกเป็นเม็ด (tablet) แล้วทำการทดสอบสมบัติของเม็ดที่ผลิต ได้แก่ ความแข็ง, ความแปรปรวนของน้ำหนัก, ความหนา, ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ, ค่าความกร่อนและค่าเวลาที่ใช้ในการแตกตัว และท้ายสุดจึงนำสมบัติของเม็ดที่เตรียมจากแกรนูลที่ผลิตได้ เปรียบเทียบกับเม็ดที่เตรียมจากสารช่วยตอกเม็ดยาประเภทสเปรย์ ดราย แล็กโทส (spray dry lactose, Tablettose) ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด จากการศึกษาพบว่า เมื่อความเร็วอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์เพิ่มขึ้น ทำให้ขนาดเฉลี่ยของแกรนูลที่ผลิตเล็กลง ค่าดัชนีการไหลมีค่าลดลง ในขณะที่ค่าดัชนีการไหลทะลักมีค่าสูงขึ้น ส่วนอิทธิพลของอุณหภูมิอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์พบว่า มีผลเพียงเล็กน้อยต่อขนาดเฉลี่ยและคุณสมบัติและคุณสมบัติทางกายภาพของแกรนูล ตัวแปรที่มีผลต่อขนาดเฉลี่ยและสมบัติทางกายภาพของแกรนูลอย่างเห็นได้ชัด คือ ความดันที่ใช้ในการพ่นละออง เมื่อทำการพ่นละอองสารยึดเกาะที่ความดันสูงขึ้น ทำให้ภายในเครื่องทำแกรนูลเกิดความปั่นป่วนอย่างรุนแรงส่งผลให้หยดละอองสารยึดเกาะมีขนาดเล็กลง ทำให้ยึดจับอนุภาคได้น้อยลง แกรนูลที่ผลิตได้จึงมีขนาดเฉลี่ยและดัชนีการไหลของแกรนูลลดลง แต่ในทางกลับกันดัชนีการไหลทะลักของแกรนูลมีค่าสูงขึ้น เมื่อพิจารณาลักษณะรูปร่างของแกรนูล พบว่า แกรนูลที่ผลิตได้เกิดจากการเกาะตัวของอนุภาคขนาดเล็ก โดยมีสารยึดเกาะทำหน้าที่ยึดอนุภาคขนาดเล็กเข้าด้วยกัน ซึ่งกลไกการเกิดแกรนูลลักษณะนี้เรียกว่า snowballing agglomeration การรวมตัวกันดังกล่าวพบทั้งในกรณีที่วัตถุดิบเป็นผลแล็กโทส และผงผสมของแล็กโทสกับแป้งข้าวโพด เมื่อนำแกรนูลที่ผลิตได้ไปตอกเป็นเม็ดพบว่า การกระจายขนาดและขนาดเฉลี่ยของแกรนูลมีผลต่อสมบัติของเม็ดที่ผลิตได้ แกรนูลที่มีปริมาณอนุภาคขนาดใหญ่จำนวนมากทำให้เม็ดที่ผลิตมีความแปรปรวณของน้ำหนักเม็ดต่ำ และมีค่าความกร่อนต่ำ เม็ดที่เตรียมจากแกรนูลของผงผสมระหว่างแล็กโทสกับแป้งข้าวโพด มีค่าเวลาที่ใช้ในการแตกตัวสั้นกว่าเม็ดที่เตรียมจากแกรนูลแล็กโทส เนื่องจากแป้งข้าวโพดเป็นสารช่วยในการแตกตัว นอกจากนี้พบว่าเม็ดที่เตรียมจากแกรนูลแล็กโทสที่ความเร็วอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์ต่ำ มีสมบัติได้ตามมาตรฐานทางเภสัชกรรม เมื่อเปรียบเทียบกับเม็ดที่เตรียมจากสเปรย์ ดราย แล็กโทส เม็ดยาที่เตรียมจากแกรนูลที่ผลิตมีสมบัติด้อยกว่าเล็กน้อย