ما هي مطاحن النفث؟
تعتمد معظم الأدوية الجنيسة والمنتجات الصيدلانية المبتكرة على المكونات الصيدلانية الفعالة قليلة الذوبان في الماء (APIs)يلعب حجم الجسيمات والتحكم فيه دورًا حاسمًا في معدل ذوبان المستحضرات الصيدلانية. تُعرف مطاحن النفث أيضًا باسم مطاحن نفث الهواء أو مطاحن الطاقة السائلةتستخدم هذه التقنية هواءً عالي السرعة أو بخارًا فائق التسخين لحث الجزيئات على التصادم. ومن خلال الصدم والاحتكاك والقص، تُطحن المادة بكفاءة إلى حالة فائقة النعومة. ويمكن أن يؤدي استخدام المطاحن النفاثة لطحن المواد الصيدلانية الفعالة إلى تحسين ذوبان الأدوية قليلة الذوبان بشكل ملحوظ. ويمكن للأشكال الصيدلانية الصلبة المُحضّرة من مساحيق فائقة النعومة أن تحقق أداءً في الذوبان يفي بمتطلبات تقييم الاتساق المحلي. ومن بين تقنيات الطحن فائقة النعومة، ... طاحونة نفاثة يُعد هذا الجهاز من أهم المعدات، فهو قادر على تحويل المواد إلى مساحيق في نطاق الميكرومتر.
مبدأ عمل مطاحن النفث في تحضير المساحيق الصيدلانية
يتم تسريع الهواء المضغوط أو الغاز الخامل عبر الفوهات، حيث يؤدي تدفق الهواء المرن عالي السرعة إلى تفاعلات مكثفة بين الجزيئات، وبين الجزيئات والغاز، وبين الجزيئات والجدران الداخلية للمطحنة. وتشمل هذه التفاعلات الصدم والقص والاصطدام والاحتكاك.
في الوقت نفسه، تعمل قوة الطرد المركزي الناتجة عن تدفق الهواء الدوار، أو عن طريق مصنف مدمج، على فصل الجسيمات الخشنة عن الجسيمات الدقيقة. تسمح عملية التصنيف هذه بخروج الجسيمات التي تستوفي الحجم المطلوب فقط من النظام، بينما تبقى الجسيمات كبيرة الحجم في منطقة الطحن لمزيد من تقليل حجمها.
يُعد الطحن النفاث طريقة شائعة الاستخدام لتحضير المساحيق الصيدلانية، وهو مناسب بشكل خاص لـ المضادات الحيوية، والإنزيمات، والمواد ذات نقطة الانصهار المنخفضة، والأدوية الحساسة للحرارة.
أنواع مطاحن النفث المستخدمة في معالجة المساحيق الصيدلانية
مطحنة نفاثة مسطحة
The flat-type jet mill, also known as a disc or spiral jet mill, operates by introducing compressed air into an air distribution chamber, creating negative pressure that draws material into the mixing chamber. The material is then injected into the grinding chamber by high-speed airflow from the nozzles.
بسبب ترتيب الفوهات بزاوية بالنسبة لنصف قطر حجرة الطحن، تدور المادة بسرعة عالية جدًا في حركة دائرية. وتؤدي التصادمات المتكررة بين الجزيئات، وبين الجزيئات وجدار الحجرة، إلى تقليل حجمها. تُقذف الجزيئات الخشنة للخارج بفعل قوة الطرد المركزي وتستمر في الطحن، بينما تُفرَغ الجزيئات الدقيقة وتُجمَع.
تحقق مطحنة النفاثات المتقابلة، والمعروفة أيضًا باسم مطحنة النفاثات المضادة، تقليل الحجم من خلال تصادمات مباشرة بين الجسيمات في تدفق هواء أسرع من الصوتيتم وضع الفوهات مباشرة مقابل بعضها البعض، إما في أزواج أو في مجموعات متقابلة متعددة.
يقلل هذا التصميم من التلامس بين الجزيئات وجدران الحجرة، مما يقلل من تآكل المعدات ويمنع التلوث من مواد الجدران. ونتيجة لذلك، تُعد مطاحن النفاثات المتقابلة مناسبة تمامًا للتطبيقات التي تتطلب نقاء المنتج العالي.
مطحنة نفاثة من نوع الهدف
تُعدّ مطحنة النفث ذات الهدف من أوائل أشكال تقنية الطحن النفث، وتتميز بكفاءة عالية نسبياً في استهلاك الطاقة. في هذا التصميم، تصطدم الجسيمات المُسرّعة بواسطة تدفق هواء عالي السرعة بسطح هدف صلب، حيث تتكسر.
نظرًا لأن الهدف عادةً ما يكون شديد الصلابة، فإن هذا النوع من المطاحن النفاثة مناسب للمواد التي يصعب طحنها، أو الخشنة نسبيًا، أو التي تتمتع بالمرونة والمتانة. ويُستخدم عادةً لـ المواد الليفية والبوليمرات ذات الوزن الجزيئي العاليبالإضافة إلى اصطدام الجسيمات بالهدف، فإنها تصطدم أيضًا بشكل متكرر بالجدران الداخلية لغرفة الطحن، مما يؤدي إلى كثافة عالية في الطحن وإنتاجية عالية.
مطحنة نفاثة للأنابيب الدائرية
في مطحنة النفث الأنبوبية الدوارة، يمر الغاز المضغوط عبر فوهة لتوليد تيار عالي السرعة. وبسبب الضغط السلبي، يتم سحب المادة تلقائيًا إلى غرفة الخلط ونقلها إلى غرفة الطحن.
مع تسارع الجسيمات، تصطدم ببعضها البعض وبجدران الحجرة، مما يؤدي إلى تقليل حجمها. أثناء عملية الفرز، تميل الجسيمات الخشنة إلى التحرك على طول الجدار الخارجي بفعل القصور الذاتي، بينما تتحرك الجسيمات الدقيقة نحو الجدار الداخلي. تُجمع الجسيمات الدقيقة كمنتج نهائي، بينما تعود الجسيمات الخشنة عبر أنبوب التغذية لمزيد من الطحن.
مطحنة ذات طبقة مميعة (نفاثة متقابلة)
تُعدّ مطحنة النفث المتقابلة ذات الطبقة المميعة تطوراً حديثاً في تكنولوجيا الطحن النفاث. في هذا النظام، يمر تدفق الهواء عبر فوهات متعددة لتشكيل مجال تدفق نفاث متقابل، مما يؤدي إلى تمييع المادة بالكامل.
تحدث تصادمات قوية واحتكاك وارتطام عند تقاطع النفاثات، مما يؤدي إلى طحن فعال. بعد الطحن، يمر المسحوق الناعم عبر مصنف تحت ضغط سلبي. تُجمع الجسيمات المؤهلة بواسطة فاصل إعصاري وجامع غبار، بينما تعود الجسيمات كبيرة الحجم إلى منطقة الطحن بفعل الجاذبية.
خصائص مطاحن النفث في التطبيقات الصيدلانية
تُنتج المطاحن النفاثة مساحيق ذات توزيع ضيق لحجم الجسيمات ومتوسط حجم جسيمات دقيق. وبفضل تدفق الهواء عالي الضغط والتصنيف الدقيق، يكون حجم جسيمات المنتج الناتج عادةً D50 بين 5 و10 ميكرومتر.
تتميز المساحيق المنتجة بأسطح ناعمة وأشكال منتظمة، وغالبًا ما تقترب من الشكل الكروي. ونظرًا لأن التآكل الميكانيكي أثناء الطحن ضئيل، فإن نقاء المنتج يبقى عاليًا.
تُعدّ المطاحن النفاثة مناسبةً بشكلٍ خاص للأدوية ذات درجة الانصهار المنخفضة والحساسة للحرارة. يُستخدم الهواء المضغوط كوسيط للطحن، ويُحدث التمدد السريع للغاز عند الفوهة تأثير تبريد يُعادل الحرارة الناتجة عن تصادم الجزيئات والاحتكاك. قد تصل درجات الحرارة داخل حجرة الطحن إلى عشرات الدرجات تحت الصفر.
يتميز النظام بإحكام إغلاقه ويعمل تحت ضغط سلبي، مما ينتج عنه استخلاص عالٍ للمنتج وأقل تأثير بيئي ممكن. كما تتيح هذه العملية المغلقة التشغيل المعقم أو الخالي من التلوث.
تُعدّ عملية الطحن النفاث عملية مستمرة، ويمكن دمجها مع أنظمة تحكم آلية، مما يُسهّل تشغيلها. إضافةً إلى ذلك، يُمكن للمطاحن النفاثة دمج عمليات الطحن والخلط والتجفيف في عملية واحدة. في بعض التطبيقات، يُمكن رشّ السوائل أثناء الطحن لتغليف الجزيئات أو تعديلها، مما يُحسّن أداء المسحوق. ولذلك، أصبحت المطاحن النفاثة من المعدات المفضلة لإنتاج مساحيق فائقة النعومة عالية الأداء.
مسحوق ملحمي
مسحوق ملحمي نحن متخصصون في تكنولوجيا معالجة المساحيق الدقيقة للصناعات المعدنية والكيميائية والغذائية والصيدلانية وغيرها. نُعدّ من أبرز الموردين المحترفين لمشاريع معالجة المساحيق، لا سيما طحنها وتصنيفها وتشتيتها ومعالجة أسطحها وإعادة تدوير النفايات. نقدم خدمات الاستشارات والاختبار وتصميم المشاريع والآلات والتشغيل والتدريب.
“Thanks for reading. I hope my article helps. Please leave a comment down below. You may also contact EPIC Powder online customer representative زيلدا "لأي استفسارات أخرى."
— جيسون وانج, متطوع