Registration Number
0826U003077, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
09-09-2026
popup.evolution
o
Title
Scientific and technical principles for improving the technical efficiency of rotary-type compression machines for tablet manufacturing
Author
Oleksandr S. Zomenko,
popup.head Oleksii O. Hubenia
popup.opponent Elchyn B. Aliiev
popup.opponent Kyrylo O. Samoichuk
popup.review Yurii Y. Dolomakin
popup.review Liudmyla O. Kryvoplias-Volodina
popup.rada
National university of food technologies
Description
Технічну ефективність пресу визначають якісні показники таблеток, а саме їх міцність, стираність, зовнішній вигляд, руйнування структури. Згадані показники залежать від густини таблетки, яка залежить від ступеню пресування та законів руху пуансонів, режимів роботи обладнання та стану поверхні пресувального інструменту. Об'єкт досліджень – модуль машини роторного типу для реалізації процесу пресування під час виготовлення таблеток. Предмет досліджень – функціональний зв'язок між конструктивними та режимними параметрами модуля пресування, силовими та міцністними характеристиками деталей, якісними показниками таблеток і показниками технічної ефективності пресувальних машин. Значущі фактори визначені шляхом експертного опитування фахівців з таблетування за загальноприйнятими галузевими методами. Параметри технічної ефективності визначалися шляхом узагальнення відносних значень експертних оцінок і числових значень показників якості таблеток. Експериментальні дослідження проведені у виробничих умовах на роторній таблетковій машині Korsch XL (63 комплекти інструменту, частота обертання 20–80 об/хв) на зразках таблеток з мікрокристалічної целюлози і лактози. Якісні показники таблеток визначалися фармакопейними методами: міцність – як руйнівне напруження при діаметральному стисканні, стираність – як відсоток втрати маси у обертовому барабані. Розподіл густини аналізували симуляційним моделюванням у COMSOL Multiphysics® (МСЕ). Опитування експертів проведено методом аналізу видів наслідків та відмов (20 факторів за 5 категоріями). До категорії високого ризику віднесено 7 факторів, середнього – 11, низького – 2. Основні фактори: частота обертання роторного стола, час витримування під тиском, густина таблетки, кількість циклів пресування. Розподіл дефектів має Парето-характер: відколювання, розтріскування, налипання і варіація ваги – 58,2%; з варіацією міцності та розшаруванням – 81,8%. Параметри технічної ефективності розраховано з врахуванням міцності, стираності, зовнішнього стану, наявності сколів і відхилення від заданої маси. Підвищення стираності після 250 тисяч циклів пресування знижує технічну ефективність пресу з 1,0 до 0,6. Після 300 тисяч циклів необхідне очищення і полірування інструменту. Після машинного полірування технічна ефективність відновлюється до початкового рівня, після ручного – лише частково.
При густині до 0,7 г/см3 таблетка непридатна для подальших операцій. Виділяють три зони зміни міцності: І – зростає пропорційно до густини; ІІ – при густині понад 1 г/см3 зростає параболічно; ІІІ – при густині понад 1,5 г/см3 знижується, виникає розшарування. При густині 0,8–1,0 г/см3 стираність менша за 1%; при густині понад 1,3–1,7 г/см3 – перевищує регламентовані межі. У діапазоні 30–80 об/хв міцність таблеток може знизитися до 10%, а стираність зростає від 0,2 до 1,2%, що перевищує фармакопейну норму. Після 300 тисяч циклів таблетка втрачає до 8% міцності, а стираність зростає у декілька разів. Результати досліджень узагальнені у вигляді інтерполяційної моделі другого порядку, яка описує вплив густини, частоти обертання та кількості циклів на міцність таблетки. Раціональна частота обертання для Korsch XL – 50 об/хв; збільшення можливе за рахунок частішого полірування інструменту. При односторонньому пресуванні відносна густина ядра перевищує середню не більше ніж на 7%, при двосторонньому – на 4%. Результати не підтверджують значного впливу способу пресування і закону руху пуансона на розподіл густини і міцності, якщо висота таблетки значно менша за її діаметр. Двопотоковий спосіб пресування потребує вдвічі більших енерговитрат, але нерівномірність потужності менша: 59% проти 88% при однопотоковому. Тривалість машинного полірування пуансонів до шорсткості 1 мкм – 54 хв проти 165 хв при ручному. Результати роботи рекомендовані до впровадження у виробничій діяльності АТ «Інженерія» та впроваджені у навчальний процес.
Registration Date
2026-07-03
popup.nrat_date
2026-07-03 / 2026-09-25
