كيفية حساب سعة الخلاط في صناعات الأدوية: تحليل علمي لعمليات الخلط وأثر كثافة المنتج على السعة
اكتشف التقنيات المستخدمة في صناعات الأدوية لخلط المواد باستخدام خلاطات مختلفة. يتناول المقال أهمية قياس السعة باللترات بدلاً من الكيلوغرامات، ويوضح كيف يتغير حساب السعة مع تغير كثافة المنتج. وشرح الصيغ العلمية لحساب سعة الخلاط وتوضح كيفية تحديد السعة القصوى للعمل بشكل فعال.
يُستخدم في الصناعات الدوائية أنواع مختلفة من الخلاطات لخلط الحبيبات والمساحيق. يُستخدم الخلاط في التحبيب الرطب، والتحبيب الجاف، والخلط المباشر لتصنيع الأقراص. لاحظت بشكل شائع أن حوالي 90% من الأشخاص العاملين في صناعات الأدوية يعتقدون أن سعة الخلاط يُقاس بالكيلوغرامات.
ولكن هذا ليس صحيحًا لأن سعة الخلاط تُوصف علميًا باللترات وليس بالكيلوغرامات.
يُوصف حجم الخلاط باللترات وليس بالكيلوغرامات لأنه إذا اعتبرنا سعة الخلاط بالكيلوغرامات، فإنها لا تظل ثابتة للمنتجات الأكثر كثافة والأخف وزنًا.
إذا افترضنا أن لدينا خلاطًا مخروطيًا مزدوجًا وأن سعته تُقاس بالكيلوغرامات، مثلًا 300 كيلوغرام، فإن سعة خلاط المخروط المزدوج يجب أن تظل ثابتة لجميع المنتجات، أي 300 كيلوغرام.
نعلم أن كثافة جميع المنتجات ليست متساوية، حيث ستشغل المنتجات الأكثر كثافة مثل المانيتول حجمًا أقل أو مساحة أقل في الخلاط، وقد نستطيع إضافة ما يصل إلى 350 كيلوغرامًا من المانيتول في خلاط مخروطي مزدوج سعته 300 كيلوغرام.
أما المنتجات ذات كثافة أقل مثل الأيروزيل أو السيليكا ستشغل مساحة أكبر، وربما يكون بإمكاننا إضافة ما يصل إلى 100 كيلوغرام من الأيروزيل في خلاط مخروطي مزدوج سعته 300 كيلوغرام. يمكننا فهم من المثال أعلاه أن السعة الثابتة المُدعاة للخلاط بالكيلوغرامات تتغير بتغير كثافة المنتج
حساب السعة
لحساب سعة الخلاط، يجب أن نأخذ أمرين بالحسبان:
حجم الخلاط
كثافة المنتج ب غ/اللتر
تُستخدم الصيغة التالية لحساب سعة الخلاط:
حجم الخلاط (باللتر) × كثافة المنتج بالجم/اللتر
كيفية حساب الحجم
لحساب حجم الخلاط، يتم إضافة الماء إلى الخلاط.
يمكننا إضافة كمية مقاسة من الماء عن طريق وضع علامات على وعاء.
على سبيل المثال، نأخذ مكونًا قياسيًا بسعة 5 لترات ونضيف 10 بياشر(beakers) في وعاء، ثم نضيف 50 لترًا إلى الوعاء المملوء ونضع علامة تشير إلى 50 لترًا.
ثم نُضيف الوعاء المملوء بـ 50 لترًا إلى الخلاط المخروطي المزدوج لجعله ممتلئًا. على سبيل المثال، إذا أضفنا 6 وعاءات إلى الخلاط المخروطي المزدوج حتى يمتلئ تمامًا:
50 × 6 = 300 لترًا
لذا، سعة الخلاط المخروطي المزدوج عندما يكون ممتلئًا بالكامل باللتر هي 300 لتر.
يمكن أيضًا استخدام مقياس تدفق معاير لتسجيل حجم الخلاط المخروطي المزدوج عندما يكون ممتلئًا بالكامل
كيفية حساب كثافة المنتج
لحساب كثافة المنتج (مساحيق أو حبيبات)، يُستخدم الصيغة التالية:
كثافة المنتج = الكتلة / الحجم
بالنسبة لكثافة المنتج، يجب أن نأخذ بالاعتبار:
1. الكتلة للمنتج (حبيبات أو مساحيق)
2. حجم المنتج (حبيبات أو مساحيق)
قم بوزن كمية من المنتج (حبيبات أو مساحيق) على ميزان، مثلاً يكون وزنها 300 جرام. ثم أضف هذا المنتج في أسطوانة قياس وسجل الحجم الذي احتله المنتج (حبيبات أو مساحيق)، على سبيل المثال، قد يكون 400 مل.
ابحث عن كثافة المنتج عن طريق تطبيق الصيغة التي ذُكرت أعلاه.
كثافة المنتج = 300 جم / 400 مل
= 0.75 جم/مل
كيفية حساب سعة الخلاط
كما ناقشنا أعلاه، يتم استخدام الصيغة التالية لحساب سعة الخلاط:
حجم الخلاط (باللتر) × كثافة المنتج بالجم/اللتر
قم بوضع قيم حجم الخلاط وكثافة المنتج التي تم قياسها في القسم السابق. كما نعلم، فإن الحجم هو 300 لتر وكثافة المنتج هي 0.75 جم/مل.
300 × 0.75 = 225 كيلوغرام
إذًا، سعة الخلاط المخروطي المزدوج عندما يكون ممتلئًا بالكامل بحجم 300 لتر بالكيلوغرامات هي 225 كيلوغرام، لمنتج يكون لديه كثافة بالجم/مل تساوي 0.75.
الآن إذا كان لدينا منتج يتميز بكثافة بالجم/مل تساوي 0.8، فإن سعة الخلاط المخروطي المزدوج بحجم 300 لتر بالكيلوغرامات ستحسب على النحو التالي:
300 × 0.8 = 240 كيلوغرام
كما لاحظنا أن مع زيادة كثافة المنتج، تزيد سعة نفس الخلاط (300 لتر) بالكيلوغرامات.
السعة القصوى للعمل
في المثال أعلاه، 225 كيلوغرامًا هي سعة الخلاط المخروطي المزدوج بحجم 300 لتر عندما يكون ممتلئًا بالكامل لمنتج ذي كثافة بالجم/مل تساوي 0.75.
كقاعدة عامة، يجب توفير بعض المساحة لحركة المنتج في الخلاط لضمان تحقيق خلط متساوٍ.
لا يمكننا إضافة المنتج حتى يصل إلى سعته القصوى.
عادةً، للحصول على السعة القصوى للعمل، نأخذ 70-80% من سعته القصوى.
لذلك، إذا اتخذنا 80% من 225 كجم، فإن:
80/100 × 225 = 180 كجم
١٨٠ كجم هي السعة القصوى للعمل لخلاط المخروط المزدوج بحجم ٣٠٠ لتر لمنتج يتميز بكثافة بالجم/مل تساوي 0.75.