เครื่องทำแกรนูลแบบฟลูอิดไดซ์เบด สำหรับประยุกต์ใช้ในงานเภสัชอุตสาหกรรม : รายงานฉบับสมบูรณ์

Abstract

โครงการสิ่งประดิษฐ์นี้เป็นการออกแบบและจัดสร้างเครื่องทำแกรนูลแบบฟลูอิดไดซ์เบดสำหรับประยุกต์ใช้ในงานเภสัชอุตสาหกรรม เพื่อใช้ทดแทนการนำเข้าเครื่องมือดังกล่าวที่จำเป็นต้องนำเข้ามาจากต่างประเทศด้วยราคาแพง เนื่องจากเป็นการจัดสร้างต้นแบบนั้นจึงจำกัดขนาดกำลังการผลิตอยู่ที่ 500 กรัมต่อ 2 ชั่วโมง เพื่อเป็นการสั่งสมองค์ความรู้ในการจัดสร้างเครื่องมือนี้ คณะผู้ประดิษฐ์ได้ทำการศึกษาอิทธิพลของตัวแปรดำเนินการพื้นฐาน อันได้แก่ความเร็วและอุณหภูมิอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์ และความดันอากาศที่ใช้ในการพ่นละอองสารยึดเกาะ รวมทั้งชนิดของวัตถุดิบ (ผงแล็กโทส และผงผสมระหว่างแล็กโทสกับแป้งข้าวโพดในอัตราส่วน 70 ต่อ 30) ที่มีผลต่อสมบัติของแกรนูลที่ผลิต ซึ่งในที่นี้จะพิจารณาการกระจายขนาด ขนาดเฉลี่ย ลักษณะรูปร่าง และสมบัติทางกายภาพในการไหลตัวของแกรนูลที่เตรียมได้ และนอกจากนี้เพื่อเป็นการทดสอบว่า เครื่องมือที่ประดิษฐ์ขึ้นสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้จริงหรือไม่ คณะผู้ประดิษฐ์ยังได้นำแกรนูลที่เตรียมได้ไปทำการตอกเป็นเม็ดยา เพื่อทดสอบสมบัติของเม็ดยาที่ผลิต อันได้แก่ ความแข็ง ความแปรปรวนของน้ำหนัก ความหนา เส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดยา ค่าความกร่อนของเม็ดยา และค่าเวลาที่ใช้ในการแตกตัว แล้วนำไปเปรียบเทียบกับสมบัติเม็ดยาที่เตรียมจากแกรนูลแล็กโทสที่มีจำหน่ายในท้องตลาด จากผลการศึกษาพบว่า เมื่อความเร็วอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์เพิ่มขึ้น ทำให้ขนาดเฉลี่ยของแกรนูลที่เตรียมได้มีค่าลดลงรวมทั้งทำให้ค่าดัชนีการไหลมีค่าลดลงด้วย แต่ในทางตรงกันข้ามทำให้ดัชนีการไหลทะลักของแกรนูลมีค่าสูงขึ้น สำหรับการเพิ่มอุณหภูมิของอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์ และความดันที่ใช้ในการพ่นละออง พบว่ามีผลในทิศทางเดียวกันกับอิทธิพลของความเร็วอากาศที่ใช้ในการฟลูอิดไดซ์ แต่อิทธิพลของการเพิ่มความดันที่หัวฉีดจะรุนแรงกว่า กล่าวคือการเพิ่มความดันที่หัวฉีดซึ่งสวนทางกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคทำให้สภาวะฟลูอิดไดเซชันภายในเครื่องมือเกิดขึ้นอย่างปั่นป่วน ส่งผลให้เกิดการฟุ้งของอนุภาคดิบอย่างรุนแรงและเกิดการหลุดลอยของหยดละอองสารยึดเกาะขนาดเล็ก ทำให้แกรนูลที่เตรียมได้มีการกระจายขนาดกว้าง และมีค่าเฉลี่ยลดลง นอกจากนี้ทำให้ดัชนีการไหลของแกรนูลลดลง แต่ทำให้ดัชนีการไหลทะลักของแกรนูลมีค่าสูงขึ้น ในการพิจารณารูปร่างของแกรนูล พบว่าแกรนูลเกิดจากการเกาะตัวของอนุภาควัตถุดิบขนาดเล็กโดยมีสารยึดเกาะทำหน้าที่ยึดอนุภาคขนาดเล็กเข้าด้วยกัน ตามกลไลการเกิดแกรนูลซึ่งเรียกว่า สโนบอลลิง อะโกเมอเรชัน (snowballing agglomeration) เมื่อนำแกรนูลที่ผลิตได้ไปตอกเป็นเม็ดยา พบว่าการกระจายขนาดและขนาดเฉลี่ยของแกรนูลที่เตรียมได้มีผลต่อสมบัติของเม็ดยาที่ผลิตได้ แกรนูลที่มีปริมาณอนุภาคขนาดใหญ่จำนวนมากจะผลิตเม็ดยาที่มีความแปรปรวนของน้ำหนักเม็ดยาต่ำ และมีค่าความกร่อนต่ำ สำหรับเม็ดยาที่เตรียมจากแกรนูลของผงผสมระหว่างแล็กโทสกับแป้งข้าวโพด พบว่ามีค่าเวลาที่ใช้ในการแตกตัวสั้นกว่าเม็ดยาที่เตรียมจากแกรนูลแล็กโทส เนื่องจากแป้งข้าวโพดเป็นสารช่วยในการแตกตัว นอกจากนี้พบว่าเม็ดยามที่ผลิตได้จากแกรนูลที่เตรียมขึ้นมีสมบัติอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานทางเภสัชกรรม และเมื่อเปรียบเทียบกับสมบัติของเม็ดยาที่เตรียมจากสเปรย์ดรายแล็กโทส หรือแท็ปแล็กโทสแล้ว พบว่าเม็ดยาที่ผลิตได้จากแกรนูลที่เตรียมได้มีสมบัติใกล้เคียงกัน ทำให้สามารถสรุปได้ว่าชุดเครื่องมือทำแกรนูลแบบฟลูอิดไดซ์เบดที่ประดิษฐ์ขึ้นมีศักยภาพเพียงพอที่จะนำไปประยุกต์ใช้ในงานเภสัชอุตสาหกรรมได้