Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Powiększanie skali procesu precypitacji realizowanej przy użyciu płynów w stanie nadkrytycznym

100%

Bałdyga J. , Henczka M. , Czarnocki R. , Shekunov B.

|

2002

|

tom Nr 4

20-21

PL

Przedstawiono badania procesu precypitacji, w którym roztwór wytrącanej substancji oraz płyn w stanie nadkrytycznym mieszają się podczas przepływu burzliwego przez dyszę. Przedstawiono wyniki doświadczalne powiększania skali układu do wytrącania paracetamolu z roztworu alkoholowego przy użyciu CCh w stanie nadkrytycznym. Wyniki doświadczalne interpretowano wykorzystując bazujący na CFD model mieszalnika burzliwego.

EN

A precipitation process is considered in which solution of paracetamol in ethanol and supercritical antisolvent are passed through and mixed in the two component nozzle. Experimental results illustrating attempts to scale-up the process are presented. Experimental results are interpreted using a CFD based model of turbulent mixing.

2

Wytrącanie proszków z wykorzystaniem płynów w stanie nadkrytycznym : problemy powiększania skali

86%

Bałdyga J. , Czarnocki R.

|

2008

|

tom Vol. 61, nr 10

495-498

PL

Tematem artykułu jest metoda SEDS (Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluids), wytrącania proszków poprzez użycie płynu w stanie nadkrytycznym, jako czynnika obniżającego rozpuszczalność wytrącanej substancji. Metoda SEDS polega na szybkim, zlokalizowanym w dyszy wytwarzaniu przesycenia poprzez mieszanie roztworu substratu w etanolu z nadkrytycznym ditlenkiem węgla, a następnie wprowadzeniu przesyconego roztworu do zbiornika precypitacyjnego. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych wytrącania paracetamolu i wyniki modelowania przebiegu procesu z użyciem bilansu populacji i obliczeniowej mechaniki płynów (CFD). Zarówno badania doświadczalne jak też modelowanie wykorzystano do weryfikacji koncepcji powiększania skali procesu wytrącania metodą SEDS.

EN

The process of antisolvent precipitation of particles by means of the solution enhanced dispersion by supercritical fluids (SEDS) is applied to precipitate from an ethanol solution particles of model drug, paracetamol. In the SEDS process substrate solution is quickly mixed with the supercritical CO2 in a mixing chamber of the coaxial two-component nozzle. Resulting partially mixed solution is introduced to the precipitation vessel through the nozzle. Results of both experimental investigations and simulations are presented; simulation is based on the population balance modeling with the population balance equations linked to CFD. Results of experimental investigations and numerical simulations are applied to verify a concept of scale up of the SEDS process.

3

Modelowanie procesów wytwarzania proszków przy użyciu płynów w stanie nadkrytycznym

72%

Henczka M.

|

2008

|

tom Vol. 32, z. 3

3-202

PL

Przedmiotem pracy są metody opisu matematycznego przebiegu procesu wytwarzania proszków do zastosowań medycznych przy użyciu płynów w stanie nadkrytycznym. Charakterystyczną cechą rozważanej grupy technologii jest silna zależność własności otrzymywanych cząstek stałych od warunków oraz sposobu prowadzenia procesu precypitacji. Pozwala to na sterowanie przebiegiem produkcji proszków w celu otrzymania produktu o wymaganych własnościach poprzez odpowiedni dobór parametrów procesowych. W pierwszej części pracy przedstawiono krótki przegląd i ocenę technologii płynów w stanie nadkrytycznym w kontekście ich użyteczności do bezpiecznego i kontrolowanego przetwarzania farmaceutyków. W przeglądzie tym przedyskutowano zalety, niedoskonałości i ograniczenia zastosowań poszczególnych metod. Następnie omówiono własności fizykochemiczne płynów w stanie nadkrytycznym i mieszanin z ich udziałem oraz usystematyzowano zależności użyteczne do modelowania tych własności. Przedstawiono także metody opisu równowag fazowych w układach dwu- i trójskładnikowych, w których prowadzi się procesy wytwarzania proszków. W dalszej części pracy rozważono szczegółowo dwie technologie wytwarzania proszków w przemyśle farmaceutycznym. Pierwsza z nich polega na wykorzystaniu zjawiska obniżania rozpuszczalności związków chemicznych w rozpuszczalnikach organicznych przez dodatek płynu w stanie nadkrytycznym. Opis procesu wymaga wykorzystania metod modelowania przebiegu procesów precypitacji z roztworów wodnych w połączeniu zarówno z opisem złożonych zależności termodynamicznych charakteryzujących płyny ściśliwe, jak i ze specyficznym opisem przepływu i mieszania burzliwego. Kluczowym elementem tej części pracy jest metoda zamknięcia równań bilansowych opisujących przebieg procesu precypitacji przy użyciu płynów w stanie nadkrytycznym. Do modelowania własności produkowanych proszków zastosowano procedurę rekonstrukcji rozkładu rozmiaru cząstek. Druga rozważana metoda stanowi połączenie procesu zamrażania rozpyłowego z suszeniem próżniowym i jest stosowana do bezpiecznej produkcji sproszkowanych substancji bioaktywnych. Polega ona na jednoczesnej atomizacji i zamrażaniu wodnego roztworu wytrącanej substancji w wyniku szybkiego rozprężenia silnie sprężonej mieszaniny dwufazowej zawierającej dwutlenek węgla w stanie ciekłym lub nadkrytycznym. W tej części pracy opracowano metodę opisu wpływu burzliwości przepływu i rozprężania mieszaniny na przebieg procesów dyspersji oraz zamarzania kropel roztworu wodnego. Zaproponowana metoda modelowania przebiegu procesu nie wymaga stosowania stałych dopasowujących wyniki obliczeń do danych doświadczalnych, co świadczy o jej uniwersalnym charakterze. Wynikiem niniejszej pracy jest opracowanie metod opisu matematycznego przebiegu procesów wytwarzania proszków dla dwóch technologii przemysłu farmaceutycznego. Zaproponowane modele matematyczne rozważanych procesów zostały zweryfikowane poprzez zastosowanie ich do interpretacji i przewidywania wyników badań doświadczalnych. Wykazano, że zastosowanie przedstawionych metod modelowania pozwala na przewidywanie wpływu warunków prowadzenia procesów precypitacji na własności wytwarzanych proszków. W aspekcie praktycznym wyniki niniejszej pracy mogą zostać wykorzystane jako narzędzia użyteczne do projektowania i optymalizacji technologii wytwarzania farmaceutyków w formie proszków.

EN

The work is focused on the methods of modellling in the influence of turbulence on the course of particle formation processes with the use of supercritical fluids (SCF). Application of supercritical fluid technologies enables production of ultrafine (micro- or nanosized) powders of high purity and narrow particle size distribution. Moreover, supercritical fluids are easily separated form crystalline products providing clean and recycable technologies. This causes that particle formation is presently considered one of the major developments of supercritical fluids technologies, mainly in the pharmaceutical, nutraceutical and cosmetic industries. In particular, the pharmaceutical industry aims at producing ultrafine particles to use as powderized drugs administered by various routes including inhalation and oral modes. As the first process, supercritical antisolvent precipitation is considered. The principle of this method relies in sharp decrease of the power of the liquid solvent by addition of a supercritical fluid in which the solute is insoluble. Particle size distribution of the solid product can be controlled by adjusting the rate of mixing of fluids, as well as the rate of addition of the antisolvent. Depending on the process conditions, the resulting mixture forms homo- of heterogeneous systems. The general model of antisolvent precipitation in turbulent field for homogeneous systems is presented. The method combines the non-equilibrium model for scalar dissipation with the conditional moment closure based on probability density function Beta (the Beta PDF). The main idea of the model is based on expressing the local concentration of the precipitated substance as a function of dimensionless concentration of the solvent interpreted as a passive scalar and application of the single precipitation progress variable. The presented PDF method has been verified experimentally. The results of numerical simulations have been compared with experimental data for precipitation of paracetamol from the ethanol solution with the use of carbon dioxide as an antisolvent. The second method considered in this work is spray-freezing with compressed carbon dioxide. The process is suitable for processing proteins, antibodies, vaccines, dry powder aerosols and nanoparticles. During the process, liquid droplets of the solution are first dispersed within supercritical CO2 and then frozen in Joule-Thomson's expansion cooling. The most important stage of the process directly determining the final particle size and structure atomization of the aqueous solution of the precipitated substance. The work is particulary focused on modelling the influence of turbulence on the course of aqueous droplet dispersion and solidification process. Two mechanisms of droplet breakup are taken into account, namely Rayleigh-Taylor instablities and activity of turbulent stresses. The proposed procedure enables indentification of the flow field of the mixture, the distribution of temperature of the dispersed phase and the position in the system where the droplet starts to freeze. Finally, the method enables to predict the average size of frozen droplets, which is comparable with the size of produced solid particles. In modelling complex processes of particle formation using supercritical fluids, the different aspects, such as thermodynamics, fluid dynamics and precipitation kinetics, are complementary and provide a comprehensive process description only when cosidered together. The mathematical models presented in this work after implementation into the commercial CFD software constitute complete numerical procedures useful for prediction of the course of particle formation processes. In practical applications, these methods can be applied in optimization and scaling-up of industrial supercritical fluid technologies.

4

Modelowanie mieszania burzliwego z udziałem płynów w stanie nadkrytycznym

72%

Bałdyga J. , Henczka M. , Kubicki D. , Shekunov B.

|

2002

|

tom Nr 4

22-23

PL

Efekty mieszania obserwowane podczas kontaktowania dwutlenku węgla znajdującego się w stanie nadkrytycznym z ciekłym etanolem modelowano przy użyciu bazującego na CFD modelu mieszania burzliwego. Wykorzystując równanie stanu Penga - Robinsona badano rozkład stopnia segregacji, temperatury i stężenia w układzie stosowanym w praktyce do produkcji proszków.

EN

Mixing effects observed during mixing of liquid ethanol with supercritical antisolvent (carbon dioxide) are modelled by using a CFD based model of turbulent mixer. Using the Peng - Robinson equation of state, the profiles of intensity of segregation, temperature and concentration were investigated in the system of practical importance to the production of powders.