أنظمة التجفيف بالرش والتغليف

هندسة الجسيمات الدقيقة والتحكم في الحجم

يكمن الجوهر التقني للتجفيف بالرذاذ في القدرة على هندسة جسيمات بأقطار محددة. تسمح هذه الأنظمة بإنتاج جسيمات تتراوح من أحجام تحت الميكرون (نانو) إلى عدة مئات من الميكرومترات. من خلال تعديل المعاملات مثل قطر الفوهة، وتركيز التغذية، وضغط التذرية، يمكن للباحثين التحكم بدقة في توزيع حجم الجسيمات. وهذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الصيدلانية حيث تحدد نسبة مساحة السطح إلى الحجم معدل الذوبان والتوافر الحيوي للدواء.

تقنية الفصل بالسيكلون عالية الكفاءة

بعد تجفيف القطرات في غرفة التسخين، يجب فصل الجسيمات الجافة الناتجة عن تيار الغاز. تستخدم بوخي سيكلونات عالية الكفاءة مصممة بأشكال هندسية داخلية محددة لزيادة استرداد المنتج. تدفع قوى الطرد المركزي داخل السيكلون الجسيمات الصلبة إلى الجدران، حيث تتجمع في وعاء متخصص. تم تحسين هذا التصميم لتقليل فقد المنتج، خاصة عند العمل مع مواد عالية القيمة أو محدودة الكمية في بيئة بحثية.

تعدد استخدامات المذيبات والتشغيل في حلقة مغلقة

تتضمن العديد من التركيبات المتقدمة استخدام المذيبات العضوية التي تتطلب مناولة آمنة. يمكن تشغيل أنظمة التجفيف بالرذاذ في تكوين حلقة مغلقة باستخدام غاز خامل، مثل النيتروجين. يشتمل هذا التكوين على مكثف مخصص لاستعادة المذيبات ومنع إطلاق الأبخرة. يضمن هذا الإعداد التقني حماية المواد الحساسة للأكسجين من الأكسدة ومعالجة المذيبات القابلة للاشتعال ضمن حدود آمنة ومتحكم فيها.

تقنية الفوهات المتقدمة للتذرية

تتم مرحلة التذرية بواسطة أنظمة فوهات متخصصة، بما في ذلك فوهات ثنائية السوائل وفوهات تعمل بالموجات فوق الصوتية. تستخدم الفوهات ثنائية السوائل الهواء المضغوط لتكسير السائل إلى قطرات، بينما تستخدم الفوهات فوق الصوتية اهتزازات عالية التردد لتوليد رذاذ دقيق. يؤثر اختيار الفوهة بشكل مباشر على حجم القطرة الأولي، وبالتالي على خصائص المسحوق النهائي. تم هندسة هذه الفوهات لمنع الانسداد وضمان تدفق ثابت، حتى مع التركيبات عالية اللزوجة.

تقنية الاهتزاز للقطرات أحادية التشتت

في عملية التغليف، يعد تحقيق حجم جسيمات موحد أمراً بالغ الأهمية. تستخدم هذه الأنظمة تقنية الاهتزاز لتكسير تيار سائل مستمر إلى آلاف القطرات المتطابقة في الثانية. من خلال ضبط التردد ومعدل التدفق بدقة، ينتج النظام جسيمات أحادية التشتت مع توزيع ضيق جداً للحجم. هذه الدقة ضرورية لضمان جرعات متسقة في الحبيبات الصيدلانية أو ملفات إطلاق موحدة في تغليف النكهات لصناعة الأغذية.

التغليف الدقيق للب والغلاف باستخدام فوهات محورية

للتطبيقات المعقدة التي تتطلب حماية مادة اللب، يتم استخدام أنظمة الفوهات المحورية. يسمح هذا الإعداد بالبثق المتزامن لمادة اللب وبوليمر الغلاف. عندما يدخل التيار المدمج إلى غرفة الاهتزاز، يتكسر إلى قطرات حيث يحيط الغلاف باللب تماماً. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع لإخفاء الأذواق المرة، أو حماية الزيوت الحساسة من الأكسدة، أو إنشاء آليات إطلاق مزدوجة في المواد المتقدمة.

شفافية العملية والقدرة على المراقبة

الميزة التقنية المميزة لأدوات التجفيف والتغليف هذه هي استخدام مكونات زجاجية عالية الجودة. عادة ما تُصنع غرفة التجفيف والسيكلون من زجاج البورسليكات، مما يوفر رؤية كاملة للعملية. تسمح هذه الشفافية للمشغلين بمراقبة سلوك القطرات، وتحديد ترسبات الجدران المحتملة في الوقت الفعلي، وتحسين معلمات التجفيف (مثل درجات حرارة المدخل والمخرج) لتحقيق أعلى جودة للمنتج.

القابلية للتوسع من المختبر إلى الإنتاج التجريبي

يؤكد التصميم التقني لهذه الأنظمة على القدرة على تكبير الحجم (Scale-up). يمكن نقل الطرق المطورة على الوحدات المخبرية الصغيرة إلى أنظمة أكبر على نطاق تجريبي لأن الديناميكا الحرارية وديناميكا السوائل الأساسية تظل محفوظة. يسمح هذا بانتقال سلس من البحث والتطوير الأولي إلى إنتاج دفعات أكبر، مما يضمن بقاء خصائص الجسيمات ثابتة طوال دورة حياة تطوير المنتج.

 اقرأ أكثر عن منتجات شركة Buchi من هنا.