Procesna analitička tehnologija (PAT) sve se češće primjenjuje u procesu kristalizacije za kontinuirano praćenje neke od ključnih procesnih veličina i značajki kvalitete proizvoda. Vrlo bitne ...procesne varijable za kristalizaciju hlađenjem su temperatura i koncentracija otopine. Kontinuirano mjerenje koncentracije omogućeno je naprednim in situ spektroskopskim instrumentima. U takve metode spada i prigušena ukupna reflektancija Fourier transformacijske infracrvene spektroskopije (engl. Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy, ATR-FTIR), primijenjena u ovom istraživanju. U ovom radu razvijeni su kemometrijski modeli za kontinuiranu procjenu koncentracije otopine u stvarnom vremenu metodama strojnog učenja. Cilj ovog rada bio je razviti i ispitati modele parcijalne regresije metodom najmanjih kvadrata (engl. Partial Least Squares Regression, PLSR) i modele neuronskih mreža (engl. Neural Networks, NN) za modeliranje ovisnosti koncentracije djelatne tvari, ksilometazolin hidroklorid, u n-butanolu, o temperaturi i spektralnim podatcima dobivenim mjerenjima ATR-FTIR spektrometrom. U radu je provedena predobrada prikupljenih podataka tehnikom MSC (engl. Multiplicative Scatter Correction) te je provedeno skaliranje podataka prema normalizacijama Min-Max i Z-score. Analiziran je broj neurona u prvom i drugom skrivenom sloju, broj skrivenih slojeva, vrsta primijenjenog algoritma učenja (ADAM, NADAM, RMSprop) kao i utjecaj vrste prijenosne funkcije (ReLU, sigmoid, tanh) na kvalitetu razvijenih neuronskih mreža. Razvijeni modeli na sva četiri skupa podataka dali su iznimno dobre rezultate s obzirom na iznose koeficijenta determinacije i srednje kvadratne pogreške. Modelom neuronske mreže dobiveni su koeficijenti determinacije u rasponu vrijednosti od 0,9979 do 0,9989, dok je srednja kvadratna pogreška od 0,0020 do 0,0011. PLSR modelom dobiveni su koeficijenti determinacije od 0,9990 do 0,9995, odnosno srednja kvadratna pogreška od 0,0009 do 0,0005. Dobiveni rezultati pokazali su da predobrada podataka i dodavanje drugoga skrivenog sloja neuronske mreže u ovoj studiji nisu imali velik utjecaj na konačne rezultate. Takav način praćenja i kontrole procesa rezultira efikasnijom proizvodnjom uz smanjenu vjerojatnost pogreške, što u konačnici farmaceutskoj industriji omogućuje brže plasiranje proizvoda na tržište.
Cilj rada bio je izraditi računalni program koji služi za proračun optimalnog temperaturnog profila hlađenja šaržnog kristalizatora. Kao modelni sustav za istraživanje procesa uzet je kalijev nitrat ...otopljen u vodi. Za izradu matematičkog modela procesa primijenjene su populacijske bilance, odnosno njihova momentna transformacija. Za dobivanje optimalnog temperaturnog profila primijenjena je diskretizacija temperaturnog profila uz globalni algoritam optimizacije. Za provođenje optimizacije primijenjen je genetički algoritam, dok je sustav običnih diferencijalnih jednadžbi rješavan metodom Runge-Kutta 4,5. Funkcija cilja bila je minimiziranje omjera trećeg momenta sekundarnom nukleacijom nastalih kristala i trećeg momenta kristala cjepiva na kraju procesa. U radu je najprije ispitan utjecaj uvjeta zaustavljanja genetičkog algoritma na vrijeme proračuna i vrijednost funkcije. Nakon što je određen optimalni uvjet zaustavljanja, ispitan je utjecaj broja točaka diskretizacije temperaturnog profila na iznos funkcije cilja i potrebno vrijeme proračuna. Ustanovljeno je da je optimalni uvjet za zaustavljanje proračuna kad petnaest članova generacije imaju funkcije cilja koje se ne razlikuju više od tolerancije. Ustanovljeno je da se optimalno rješenje dobiva podjelom temperaturnog profila na osam dijelova. Da bi se ispitala ponovljivost proračuna za optimalne uvjete, proračun je ponavljan devet puta. Optimalni temperaturni profil uspoređen je s linearnim hlađenjem istog trajanja. Rezultati simulacijskih eksperimenata ukazuju na znatno poboljšanje procesa primjenom optimalnog temperaturnog profila naspram linearnog.
U ovom radu prikazana je računalna analiza razdvajanja soli iz dvokomponentnog elektrolitskog sustava. Elektrolitski sustav KNO3-H2O primijenjen je kao “case study” za prikazivanje analize procesa ...isparavanja i kristalizacije. Sljedeći procesi uzeti su u obzir: dvostupnjeviti isparivački sustav i vakuumski kristalizator s adijabatskim hlađenjem. Razvijen je matematički model dvostupnjevitog isparivačkog sustava i vakuumskog kristalizatora. Matematički model sastoji se od algebarskih jednadžbi. Predloženi model razvijen je u programu Microsoft Excel s VBA (Visual Basic for Applications). Razvijeni model omogućava analizu postojećeg ili dizajniranje novog procesa isparavanja i kristalizacije. Razvijeni model može biti primijenjen na bilo koji dvokomponentni elektrolitski sustav, ali zahtijeva unošenje fizikalno-kemijskih svojstava odgovarajućeg elektrolitskog sustava.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
Učenici osnovnih škola gotovo redovito izvode pokus krstalizacije modre galice i kuhinjske soli. Modra galica je otrovna i štetna za okoliš, a veće kristale kuhinjske soli teško je dobiti. Umjesto ...pokusa kristalizacije modre galice i kuhinjske soli bolje je izvesti pokus kristalizacije limunske kiseline i običnoga šećera. Te su tvari jeftine, lako dostupne, biorazgradljive i nisu štetne za okoliš.
Middle school students almost regularly perform experiments of crystallization of copper(II) sulphate pentahydrate and kitchen salt. Copper(II) sulphate pentahydrate is poisonous and harmful to the environment, and larger crystals of kitchen salt are difficult to obtain. Instead of experimenting with the crystallization of copper(II) sulphate pentahydrate and kitchen salt, it is better to carry out crystallization of citric acid and common (table) sugar. These materials are inexpensive, easily accessible, biodegradable, and not environmentally hazardous.
In this work, the main aim was to determine the effect of Mg addition on the crystallization kinetics and microstructure of Zn-10Al-1Cu alloy. The effectiveness of magnesium addition was detected on ...the basis of microstructure morphology investigations and changes occurring in the cooling curves of the investigated alloys. To describe the phenomena that occurred in the material during solidification under various conditions caused by a change in the chemical composition as a result of the appliance of modifiers, it was decided to use methods of thermal derivative analysis, allowing to effectively and accurately describe the crystallization kinetics of the tested materials. The scientific goal of the presented work was examination of the impact of magnesium addition and effect of the crystallization kinetics on the examined alloys. Determining the relationship between the changes in the derivative curve and the related microstructure, the influence of modifiers addition was analysed. The addition of Mg caused a shift of the solidification temperature values of phases and eutectics and monotectoid transformation (???) to lower temperature values, as well as the change of the morphology of the occurring eutectic ??+?.
U ovom radu istražena je kinetika izotermne kristalizacije i kristalna struktura mješavina termoplastičnog poliuretana i polipropilena (TPU/PP) te termoplastičnog poliuretana i polipropilena uz ...dodatak talka (TPU/PP/T) različitog sastava (80/20, 50/50 i 20/80) diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC). Kristalizacija je proučavana u području temperatura od 116 °C do 132 °C. Ustanovljeno je da je kristalizacija brža za mješavine TPU/PP/T. Kinetika izotermne kristalizacije opisana je pomoću Avramijeve jednadžbe. Utjecaj različite izotermne temperature proučavan je usporedbom vrijednosti kinetičkih parametara kao što su Avramijev eksponent, n, kinetička konstanta brzine kristalizacije, k, i polovično vrijeme kristalizacije, t1/2. Dobiveno je da se Avramijev eksponent kreće u rasponu od 1,18 do 2,31. Ti rezultati ukazuju na dvodimenzijski rast kristalnih jedinica.
Kinetika izotermne kristalizacije pokazala je da se dodatkom talka povećava kristalište i raste konstanta brzine kristalizacije, k, mješavina TPU/PP. Za dane temperature kristalizacije, polovično vrijeme kristalizacije, t1/2, mješavina TPU/PP/T niže je od pripadajućih vrijednosti kod mješavina TPU/PP.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
Spherical crystallization of drugs is the process of obtaining larger particles by agglomeration during crystallization. The most common techniques used to obtain such particles are spherical ...agglomeration and quasi-emulsion solvent diffusion. Ammonia diffusion systems and crystallo-co-agglomeration are extensions of these techniques. By controlling process parameters during crystallization, such as temperature, stirring rate, type and amount of solvents, or excipient selection, it is possible to control the formation of agglomerates and obtain spherical particles of the desired size, porosity, or hardness. Researchers have reported that the particles produced have improved micromeritic, physical, and mechanical properties, which make them suitable for direct compression. In some cases, when additional excipients are incorporated during spherical crystallization, biopharmaceutical parameters including the bioavailability of drugs can also be tailored.
Sferična kristalizacija je postopek izdelave večjih delcev z aglomeracijo manjših med samo kristalizacijo. Najpogosteje uporabljeni tehniki za izdelavo takšnih delcev sta sferična aglomeracija in kvaziemulzija z difuzijo topila. Sistem z difuzijo amoniaka in kristalo-ko-aglomeracija sta razširitvi teh dveh metod. Z nadzorovanjem procesnih parametrov med kristalizacijo, kot sta temperatura in hitrost mešanja, z izbiro lastnosti in množine topil ter z izbiro pomožnih snovi, lahko vplivamo na nastanek aglomeratov in izdelamo sferične delce želenih velikosti, primerne poroznosti ali trdote. Raziskovalci poročajo, da imajo izdelani delci izboljšane pretočne lastnosti, izboljšane druge fizikalne in mehanske lastnosti zaradi česar so primerni za direktno tabletiranje. V nekaterih primerih lahko ob vgradnji ustreznih pomožnih snovi, ki jih dodamo med procesom sferične kristalizacije, izboljšamo tudi biofarmacevtske lastnosti zdravilnih učinkovin vključno s povečanjem biološke uporabnosti.
Piroxicam is a nonsteroidal anti-inflammatory drug with low aqueous solubility which exhibits polymorphism. The present study was carried out to develop polymorphs of piroxicam with enhanced ...solubility and dissolution rate by the crystal modification technique using different solvent mixtures prepared with PEG 4000 and PVP K30. Physicochemical characteristics of the modified crystal forms of piroxicam were investigated by X-ray powder diffractometry, FT-IR spectrophotometry and differential scanning calorimetry. Dissolution and solubility profiles of each modified crystal form were studied and compared with pure piroxicam. Solvent evaporation method (method I) produced both needle and cubic shaped crystals. Slow crystallization from ethanol with addition of PEG 4000 or PVP K30 at room temperature (method II) produced cubic crystal forms. Needle forms produced by method I improved dissolution but not solubility. Cubic crystals produced by method I had a dissolution profile similar to that of untreated piroxicam but showed better solubility than untreated piroxicam. Cubic shaped crystals produced by method II showed improved dissolution, without a significant change in solubility. Based on the XRPD results, modified piroxicam crystals obtained by method I from acetone/benzene were cube shaped, which correlates well with the FTIR spectrum; modified needle forms obtained from ethanol/methanol and ethanol/acetone showed a slight shift of FTIR peak that may be attributed to differences in the internal structure or conformation.
Piroksikam je nesteroidni protuupalni lijek male topljivosti u vodi koji ima svojstvo polimorfije. Cilj rada bio je priprema polimorfa piroksikama povećane topljivosti i brzine oslobađanja koristeći smjese različitih otapala i PEG 4000, odnosno PVP K30. Fizikokemijska svojstva modificiranih kristalnih oblika piroksikama ispitivana su difrakcijom X-zraka na praškastom uzorku FT-IR spektrofotometrijom i diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom. Profili oslobađanja i topljivosti modificiranih kristalnih oblika proučavani su i uspoređivani sa čistim piroksikamom. Metodom uparavanja otapala (metoda I) dobiveni su igličasti i kubični kristali. Polaganom kristalizacijom iz etanola uz dodatak PEG 4000 ili PVP K30 na sobnoj temperaturi (metoda II) dobiveni su kubični kristali. Igličasti kristali dobiveni metodom I poboljšali su oslobađanje, ali ne i topljivost. Kubični kristali dobiveni metodom I imali su poboljšanu topljivost, ali sličan profil oslobađanja kao i netretirani piroksikam. Kubični kristali dobiveni metodom II imali su poboljšani profil oslobađanja, bez značajne promjene u topljivosti. Na temelju XRPD rezultata, modificirani kristali piroksikama dobiveni metodom I iz smjese acetona i benzena bili su kubični, što dobro korelira s FTIR spektrom; modificirani igličasti kristali dobiveni iz smjese etanol/metanol i etanol/aceton imali su lagani pomak FTIR signala što bi se moglo pripisati razlikama u internoj strukturi ili konformacijama.
Celecoxib spherical agglomerates were prepared with polyvinylpyrrolidone (PVP) using acetone, water and chloroform as solvent, non-solvent and bridging liquid, respectively. The agglomerates were ...characterized by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), IR spectroscopic studies and scanning electron microscopy (SEM). The IR spectroscopy and DSC results indicated the absence of any interactions between drug and additives. XRD studies showed a decrease in crystallinity in agglomerates. The crystals exhibited significantly improved micromeritic properties compared to pure drug. The loading efficiency (% or mg drug per 100 mg crystals) was in the range of 93.9 ± 2.3 and 97.3 ± 1.3% (n = 3) with all formulations. The aqueous solubility and dissolution rate of the drug from crystals was significantly (p < 0.05) increased (nearly two times). The solubility and in vitro drug release rates increased with an increase in PVP concentration (from 2.5 to 10%). The SEM studies showed that the crystal posseses a good spherical shape with smooth and regular surface.
U radu je opisana priprava sferičnih aglomerata sa celekoksibom koristeći polivinilpirolidon (PVP), aceton, vodu i kloroform. Aglomerati su karakterizirani diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC), rentgenskom difrakcijom (XRD), IR spektroskopijom i pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM). IR i DSC pokazale su odsutnost bilo kakvih interakcija između ljekovite tvari i aditiva. XRD je pokazala smanjenje kristaliničnosti u aglomeratima. Aglomerati su pokazali značajno poboljšana mikromerična svojstva u odnosu na čisti lijek. Udio lijeka u njima bio je između 93.89 ± 2.26 i 97.32 ± 1.29%. Topljivost u vodi i oslobađanje ljekovite tvari iz aglomerata povećalo se skoro dva puta. Topljivost i in vitro oslobađanje povećale su se s povećanjem koncentracije PVP (od 2,5 do 10%). SEM studije su pokazale da kristali imaju pravilan sferični oblik te glatku i pravilnu površinu.
The morphology of crystals has an appreciable impact role on the physicochemical properties of drugs. Drug properties such as flowability, dissolution, hardness and bioavailability may be affected by ...crystallinity behaviours of drugs. The objective of this study was to achieve an improved physicomechanical property of carbamazepine powder through recrystallization from aqueous solutions at different pH values. For this purpose, carbamazapine was recrystallized from aqueous solutions at different pH values (1, 7, 11). The morphology of crystals was investigated using scanning electron microscopy; X-ray powder diffraction (XRPD) was used to identify polymorphism; thermodynamic properties were analyzed using differential scanning calorimetery (DSC). Dissolution rate was determined using USP dissolution apparatus. Mechanical behavior of recrystallized carbamazepine powders was investigated by making tablets under different compaction pressure and measuring their hardness. SEM studies showed that the carbamazepine crystallization in different media affected the morphology and size of carbamazepine crystals. The shape of carbamazepine crystals changed from flaky or thin plate-like to needle shape. XRPD and DSC results ruled out any crystallinity changes occurring due to the temperature during recrystallization procedure or pH of crystallization media. The crushing strength of tablets indicated that all of the recrystallized carbamazepine samples had better compactiblity than the original carbamazepine powder. In vitro dissolution studies of carbamazepine samples showed a higher dissolution rate for carbamazepine crystals obtained from media with pH 11 and 1. Carbamazepine particles recrystallized from aqueous solutions of different pH values (all media) appeared to have superior mechanical properties to those of the original carbamazepine sample.
Morfologija kristala ima važnu ulogu na fizičko-mehanička svojstva lijekova. Kristaliničnost može utjecati na tečnost, oslobađanje, tvrdoću i bioraspoloživost lijekova. Cilj ovog rada bio je poboljšati fizičko-mehanička svojstva praha karbamazepina prekristalizacijom iz vodenih otopina pri različitim pH vrijednostima (1, 7 i 11). Fizičko-mehanička svojstva prekristaliziranog karbamazepina određivana su na sljedeći način: morfologija kristala ispitivana je pretražnom elektronskom mikroskopijom, polimorfi su identificirani rendgenskom difrakcijom praha (XRPD), a termodinamička svojstva analizirana su diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC). Topljivost je određena pomoću aparata po USP. Mehanička svojstva prekristaliziranog karbamazepina ispitivana su tijekom tabletiranja pri različitim tlakovima i mjerenjem tvrdoće nastalih tableta. SEM ispitivanja pokazala su da kristalizacija karbamazepina iz različitih medija utječe na morfologiju i veličinu kristala. Oblik kristala mijenjao se od pahuljastog ili pločastog do igličastog. XRPD i DSC metodom mogle su se pratiti promjene u kristaliničnosti nastale zbog promjene temperature i pH. Mjerenje lomljivosti tableta ukazuje da su svi prekristalizirani uzorci karbamazepina kompaktniji od polaznog praškastog uzorka. Ispitivanja topljivosti in vitro pokazala su da su kristali dobiveni iz otopine pH 11 i 1 topljiviji. Uzorci karbamazepina dobiveni prekristalizacijom iz vodenih otopina različite pH vrijednosti imali su bolja mehanička svojstva od originalnog uzorka karbamazepina.
PDF
