Модель увлажнения упаковки сухого препарата: измеренная проверка бутылок HDPE и пакетов LDPE

Предыстория исследования и построение модели

Сухие препараты в процессе использования потребителями, упаковка неоднократно открывалась, однократная доза удалялась один за другим, содержание влаги в упаковке изменялось со временем и этапами работы. В ответ на этот сценарий исследователи разработали простую математическую модель для оценки содержания влаги в условиях использования сухого препарата с осушителем. Модель основана на балансе качества воды, который связывает упакованный водяной пар через линейный гигроскопический изотермический баланс между верхним полом упаковки, продуктом и осушителем. Для статического хранения в упаковке модель представляет прогноз влаги в виде набора общего водяного пара через параметры и линейные гигроскопические изотермические параметры; Для использования последовательного извлечения дозы аналитическое решение строится путем последовательного суммирования этапов прохождения водяного пара в упаковочном слое и внутреннего равновесия.

Экспериментальная проверка и ключевые данные

Исследование с использованием двух экспериментальных упаковок для проверки: бутылки из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и тонкопленочные мешки из полиэтилена низкой плотности (LDPE), содержащие 60 таблеток и 30 таблеток сухого агента, каждый с 1 г осушителя. Образцы хранятся при температуре 25°C, 85% относительной влажности, и таблетки удаляются последовательно каждый день. Содержание воды, прогнозируемое моделью, хорошо согласуется с экспериментальными данными и имеет приемлемую точность. Этот результат показывает, что модель может описать фактический процесс перераспределения влаги между влагопроницаемостью упаковочного слоя и внутренней пустотой, продуктом и осушителем.

Значение для упаковочных материалов и вспомогательных отраслей

Хотя это исследование предназначено для упаковки лекарственных средств, но включает в себя HDPE – бутылки и LDPE тонкопленочные пакеты, которые широко используются в пищевой и японской упаковке в форме смолы и тары, влагоизоляция и стабильность содержимого также являются основными показателями производительности упаковочного материала. Для индустрии упаковочных материалов модель предлагает поддающуюся количественной оценке дизайнерскую идею: соответствие требованиям контроля влаги в течение целевого срока службы путем корректировки параметров влагопроницаемости упаковочного слоя и использования осушителя. На уровне композиции и обработки материалов влагопроницаемость HDPE и LDPE зависит от структуры смолы, условий обработки и системы присадок, а конструкция упаковки должна учитывать изоляцию материала в сочетании с гигроскопическими свойствами содержимого. Для систем упаковки, использующих регенеративные материалы, колебания барьерных свойств между партиями могут быть более очевидными, и использование таких моделей прогнозирования влаги помогает оценить влияние регенеративных материалов на защитные свойства содержимого после их смешивания и дает ссылку на конфигурацию осушителя и оптимизацию структуры упаковки.

Прикладные советы и ограничения

Исследователи отмечают, что эта модель подходит для проектирования упаковки сухих агентов и может помочь определить оптимальное количество осушителя, которое соответствует требуемому сроку использования. Следует отметить, что проверка модели основана на конкретных лекарствах, конкретных размерах упаковки и конкретных условиях температуры и влажности и требует переоценки применимости параметров при экстраполяции на другие продукты, форму упаковки или условия окружающей среды. Для упаковочных материалов и вспомогательных отраслей ценность этого метода заключается в том, чтобы интегрировать влагопроницаемость упаковки, гигроскопическое поведение содержимого и конфигурацию осушителя в единую структуру водного баланса, обеспечивая справочные аналитические инструменты для проектирования и контроля стабильности обработки контактной упаковки пищевых продуктов.

Источник: Moisture Change Model for Active Package of Dry Dosage Forms Under Consumer Use Condition， Обработано химикатами Herun.