Прессование таблеток: скорость пресса и %RSD массы
Ключевой результат: до 17 800 таблеток/ч при ≤1% RSD по массе
Масса таблетки определяется уже при заполнении матрицы: сколько смеси попало в die, такой и будет масса готовой таблетки. При прессовании таблеток и прямом прессовании контроль %RSD по массе поэтому начинают с die fill, а не с одного усилия основной компрессии. Скорость пресса и питателя либо удерживают заполнение в узком коридоре, либо разгоняют разброс массы от серии к серии.
Статья отвечает на вопрос: при каких сочетаниях скорости питателя и пресса метод прямого прессования таблеток даёт вариабельность массы не выше 1% RSD, и как текучесть смеси сужает допустимую производительность. Цифры ниже - из DoE на placebo DC-смесях и конкретных прессах; на лабораторный пресс MITR MZD-150 их переносить нельзя.
Прессование таблеток: от заполнения матрицы до вариабельности массы
Авторы построили эмпирическую процессную модель, чтобы найти оптимальные условия прямого прессования для смесей с разной текучестью на pilot- и production-прессах. Рассматривали не весь цикл таблетирования, а связку die fill - скорость - %RSD массы.
Прямое прессование и роль текучести
Метод прессования таблеток через DC опирается на текучесть смеси. В DoE взяли три placebo-класса: good, fair и passable flow. Чем хуже течёт смесь, тем меньше времени на стабильное заполнение матрицы при росте оборотов, и окно «быстро, но ещё ≤1% RSD» сжимается. Параметры упаковки порошка, в том числе насыпная плотность и форма частиц, влияют на то, как смесь входит в матрицу; здесь фокус на процессных скоростях после того, как класс текучести уже задан.
Почему одного усилия недостаточно
Основную компрессию в DoE подбирали к номинальной пористости около 15%. Это условие опыта, а не универсальный стандарт для всех DC-таблеток. Даже при согласованной пористости на вариабельность массы критично влияют тип пресса, тип смеси (текучесть), скорость питателя и скорость пресса. Фиксировать только усилие, не учитывая feeder и press speed, - типичная ошибка при настройке таблеток прямое прессование.
Условия опыта: DoE по скорости питателя и пресса
DoE искал комбинации feeder speed × press speed, при которых вариабельность массы таблеток остаётся ниже 1% RSD, и оценивал достижимые скорости для каждой смеси и конструкции пресса.
Порог <1% RSD - критерий авторов этого DoE, не фармакопейный лимит для любой таблетки. Метрику tablet weight variability считают через относительное стандартное отклонение массы:
%RSD = (s / x̄) × 100
где s - стандартное отклонение массы в серии из 20 таблеток, x̄ - средняя масса этой серии. Таблетирование порошков в таком протоколе даёт сопоставимые контуры sweet spot по прессам, если повторять ту же схему замера.
Sweet spot: как текучесть сужает допустимую скорость пресса
На %RSD статистически значимо влияли пресс, тип смеси, скорость питателя и скорость пресса. Ниже - численные контуры при целевом ≤1% RSD; TPH у авторов - таблеток в час.
| Текучесть смеси | Пресс | Макс. скорость при ≤1% RSD | Условие питателя (если указано) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| Good flow | KG RoTab (pilot) | 17 800 таблеток/ч | - | C6 |
| Good flow | Fette 1200i (production) | до 140 000 таблеток/ч | высокая скорость питателя | C6 |
| Fair flow | GEA Modul P | 93 300 таблеток/ч | - | C7 |
| Passable flow | Fette 1200i | <102 100 таблеток/ч | feeder от 23 rpm | C7 |
| Passable flow | GEA Modul P | 63 600 таблеток/ч | feeder >75 rpm | C7 |
Целевая пористость ~15% и порог <1% RSD - критерии DoE авторов, не норма для всех DC-формул.
Good и fair flow
При good flow pilot RoTab упирается в 17 800 таблеток/ч; Fette при высокой скорости питателя выходит на production-потолок из таблицы при том же ≤1% RSD. Масштаб и конструкция пресса меняют потолок производительности без смены критерия. Для fair flow на Modul P модель предсказывает максимум около 93 300 таблеток/ч.
Passable flow
Хуже текучесть - уже окно. На Modul P целевые ≤1% RSD для passable flow достигались только при снижении скорости пресса до 63 600 таблеток/ч и скорости питателя выше 75 rpm. На Fette при повышении feeder от 23 rpm допустимая скорость оставалась ниже 102 100 таблеток/ч. Метод прямого прессования таблеток здесь работает, но press speed без запаса по feeder разгонять нельзя.
Деформация наполнителя: viscoelastic MCC и brittle DCPA
Отдельно авторы разобрали механику наполнителя - не второй полный DoE по TPH. На compaction simulator STYL'One Nano (имитация малого роторного пресса, 70 об/мин, усилия 10-50 кН, эквивалент 100-500 МПа) рост доли viscoelastic MCC повышал высоту заполнения матрицы, энергию уплотнения и вариабельность массы. Рост brittle DCPA снижал кажущуюся плотность таблеток и энергозатраты.
Стабильность массы зависит и от процесса (feeder / press speed), и от того, как смесь деформируется при заполнении и уплотнении. Менять долю вязкоупругого или хрупкого наполнителя - значит менять die-fill height и разброс массы даже при похожем «бумажном» режиме.
Нужен лабораторный пресс для отработки прессования таблеток и подбора режима под вашу смесь?
Модель S1 калибрована на трёх placebo-смесях и трёх конкретных прессах с их фидерами; перенос на другую конструкцию требует своей проверки. S2 даёт механику на симуляторе, без TPH production-линий. Порог и пористость DoE - не универсальные нормы для любой формулы.
Для пилотных образцов удобен настольный MITR MZD-150: усилие 0-100,0 т, удержание от 1 с, ход 50 мм, 7-дюймовый ЖК; по карточке - фармацевтические таблетки и механика, плотность и проводимость образцов. Это НИОКР-инструмент, не повтор DoE на роторных прессах. Выбор типа - в как выбрать таблеточный пресс, обзор - в каталоге АССА.
Опишите смесь, целевую массу таблетки и усилие. Подбор лабораторного пресса: Александра, технический специалист по подбору лабораторного оборудования, 8 (499) 490-02-72, blog@assa-group.ru.
Источники:
- Process Model Approach to Predict Tablet Weight Variability for Direct Compression Formulations (Pharmaceutics, 2021) - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8308976/
- Investigating the Mechanical Behaviour of Viscoelastic and Brittle Pharmaceutical Excipients During Tabletting (Pharmaceutics, 2025) - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC12736590/
