عنوان پایان‌نامه
مطالعه تجربی و مدل سازی تولید ذرات داروئی به کمک سیال فوق بحرانی کربن دی اکسید
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1237.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56410
- تاریخ دفاع
- ۱۵ بهمن ۱۳۹۱
- استاد راهنما
- علیرضا وطن آرا, رحمت ستوده قره باغ
- دانشجو
- محمد بهرام پور
- چکیده
- هدف پایان¬نامه حاضر بررسی تولید ذرات دارویی به کمک فرآیند ضدحلال فوق¬بحرانی و مدل¬سازی این فرآیند به منظور مطالعه تاثیر پارامترهای عملیاتی بر روی اندازه ذرات تولیدی می¬باشد. سیستم مورد مطالعه شامل داروی سفیکسیم به عنوان حل¬شونده، ترکیب اتانول-استون(3:1) به عنوان حلال و دی¬اکسید کربن به عنوان ضدحلال فوق¬بحرانی می¬باشد. در مطالعات آزمایشگاهی این پروژه تاثیر سه پارامتر عملیاتی غلظت حل¬شونده در محلول اولیه (mg solute/ml solution20-10) ، دما (?C 55-45) و فشار (bar200-150) بر روی تولید ریز ذرات سفیکسیم، مورد بررسی قرار گرفت. برای طراحی آزمایش¬ها و تحلیل نتایج از روش طراحی فاکتوریل کامل دو سطحی به همراه 3 نقطه میانی، و آنالیز واریانس استفاده شد. با استفاده از آنالیز آماری بر روی اندازه متوسط ذرات تولیدی، مدل درجه¬ی یک همراه با پارامترهای آن ارائه گردید. بر اساس مدل پیش¬بینی شده مقادیر مناسب دمای °C45، فشار bar150 و غلظت حل¬شونده mg/ml20 حاصل شد. در ادامه کار آزمایشگاهی، ارزیابی خصوصیات فیزیکوشیمیایی محصول، به کمک آنالیز پراش اشعه ایکس و آنالیز حرارتی DSC انجام گرفت که این نتایج حاکی از تغییر ساختار داروی ریز خردایش شده نسبت به داروی اولیه، از حالت کریستال به حالت آمورف بود. در بخش مدل¬سازی پس از محاسبه انحلال¬پذیری اشباع سفیکسیم در مخلوط سه¬¬جزئی سفیکسیم-اتانول- CO2به کمک روابط تعادل فازی و ضریب فعالیت، مدل¬سازی ترمودینامیکی انبساط حجمی محلول و مدل سازی تولید ریز ذرات با استفاده از معادله حالت پنگ رابینسون و معادله موازنه جمعیت، صورت پذیرفت. در انتها اعتبار این مدل از طریق مقایسه نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید که مدل¬ مورد استفاده تا حد خوبی روند تغییرات را پیش¬بینی می¬کند. اگرچه تفاوت¬هایی بین مقادیر عددی این نتایج و نتایج آزمایشگاهی وجود داشت که می¬تواند ناشی از عدم دسترسی به داده¬های تعادلی دقیق آزمایشگاهی و یا فرضیات ساده¬کننده در نظر گرفته شده برای مدل باشد.
- Abstract
- The aim of this study was preparation of drug particles via supercritical anti-solvent process and it's corresponding modeling in order to study the effect of operating parameters on the size of produced particles. The system includes cefixime drug as solute, composition of ethanol-acetone (1:3) as solvent and carbon dioxide as supercritical anti-solvent. In the experimental studies of the project, effect of three operating parameters including: solute concentration in mother liquid (10-20 mg solute/ml solution), temperature (45-55 °C) and pressure (150-200 bar) were investigated. Full factorial method under consideration of two levels and three midpoints with subsequent analysis of variance was implemented for design of experiments and analysis of the results. Using statistical analysis on the mean particle size, a first order model was established with the aim of particle size prediction. The optimal values of 45°C for temperature, 150bar for pressure and 20mg/ml for solute concentration were predicted relying on mentioned model. In addition, physiochemical properties of the crops were studied through XRD and DSC analysis. The results were indicating particle size reduction and a change from crystalline to amorphous structure. In the modeling section, after calculation of saturated solubility of cefixime in ethanol-cefixime-CO2 mixture by phase equilibrium correlations and the relevant activity coefficient, a thermodynamic modeling of volume expansion and also modeling of fine particles generation were implemented using Peng-Robinson equation of state and equation of population balance. Finally, the modeling was validated through comparison of its results with the experimental data. The comparison indicated a good consistency in prediction of the results trending. However, there were some differences between values of experimental and modeling results that may be due to lack of experimental equilibrium data or the assumptions made for the modeling
