Aký je proces suchej granulácie?

Suchý granulácia , často označované ako zhutnenie alebo slagging , je kritickou činnosťou jednotky vo farmaceutickom, chemickom a potravinárskom priemysle. Je to preferovaná metóda na vytváranie granúl bez použitia tekutého spojiva, vďaka čomu je obzvlášť vhodná pre aktívne farmaceutické prísady citlivé na vlhkosť a teplo a pomaly. Tento proces sa zaoberá výzvami spojenými s mokrou granuláciou, ako sú rozsiahle časy sušenia a potenciálna degradácia citlivých materiálov.

Princípy suchej granulácie

Základným princípom za suchou granuláciou je zhutnenie práškových častíc pod vysokým tlakom, aby sa vytvaleboila hustotná hmota, ktorá sa potom frézuje do granúl. Tento proces sa spolieha na vlastné väzbové vlastnosti samotných materiálov alebo na použitie suchých spojív. Cieľom je zvýšiť objemovú hustotu, zlepšiť plynuteľnosť, znížiť prach a zabrániť segregácii komponentov v práškovej zmesi, čím sa v konečnom dôsledku zvýšila spracovateľnosť materiálu pre následné operácie, ako je tablet alebo zapuzdrenie.

Procesy kroky

Suchá granulácia zvyčajne zahŕňa dve hlavné etapy:

1. Práškové zhutnenie

Táto počiatočná fáza zahŕňa kompresiu primárnych práškových častíc do kompaktnej, koherentnej hmoty. Na dosiahnutie tohto cieľa existujú dve primárne techniky:

• Slugging: V tejto metóde sa zmes prášku privádza do veľkého, vysokohorského tabletu, ktorý produkuje veľké, zle formované tablety známe ako „slimáky“. Tlak sa pôsobí počas sliggingových síl práškových častíc do úzkeho kontaktu, čo vedie k tvorbe silných väzieb, predovšetkým prostredníctvom interpartikulárnych síl (napr. Van der Waals Forces, Mechanical Interling). Veľkosť a tvrdosť týchto slimákov sú rozhodujúce pre následný krok frézovania.

• Zhutnenie valca: Toto je bežne používaná a efektívna metóda. Pri zhutňovaní valca je prášková zmes privádzaná medzi dvoma protiútokovými valcami, ktoré vyvíjajú vysoký tlak a zhutnia materiál do nepretržitej, hustej stuhy alebo plechu. Medzi valcami, rýchlosť rolu a zhutnená sila sú kritické parametre, ktoré ovplyvňujú hustotu a pevnosť pásky. Hustený materiál opúšťa valčeky ako krehký list, pripravený na ďalšiu fázu.

2. Frézovanie (zníženie veľkosti)

Akonáhle sa vytvoria kompakty (slimáky alebo stuhy), sú vystavené a mletie or zhrnutie krok. Zahŕňa to rozdelenie husteného materiálu na granule požadovaného rozsahu veľkosti. Môžu sa použiť rôzne typy mlynov, vrátane:

• Fitzmills (Cominuting Mills): Tieto mlyny používajú rotujúce čepele na veľkosť zníženia zhutňovaného materiálu. Veľkosť obrazovky v mlyne určuje hornú hranicu veľkosti granúl.

• Oscilujúce granulátory: Tieto stroje používajú oscilačnú lištu na tlačenie materiálu cez obrazovku.

• Kužeľové mlyny (kužeľové mlyny obrazovky): Často sa uprednostňujú pre ich jemnejšie pôsobenie, čo môže viesť k užšiemu rozdeleniu veľkosti častíc a menej jemnej generácii.

Proces frézovania je rozhodujúci pre dosiahnutie požadovaných vlastností toku a uniformity obsahu konečnej zmesi. Cieľom je vytvoriť granule, ktoré sú dostatočne silné na to, aby odolali manipulácii, ale nie tak tvrdo, že bránia následnému zhutňovaniu do tabliet.

Výhody suchej granulácie

• Vhodnosť pre materiály citlivé na vlhkosť a teplo: Pretože sa nepoužívajú žiadne rozpúšťadlá alebo voda, suchú granuláciu je ideálna pre API, ktoré sa degradujú v prítomnosti vlhkosti alebo zvýšených teplôt.

• Znížený čas a náklady na spracovanie: Eliminácia kroku sušenia významne znižuje čas spracovania, spotrebu energie a súvisiace náklady.

• Menej krokov spracovania: V porovnaní s mokrou granuláciou zahŕňa suchú granuláciu menej krokov, čo zjednodušuje celkový výrobný proces.

• Vylepšená stabilita: Pri určitých formuláciách môže neprítomnosť vody viesť k zvýšenej stabilite produktu.

• Dobré pre lieky s nízkymi dávkami: Suchú granuláciu môže pomôcť zlepšiť rovnomernosť obsahu pre formulácie s nízkymi koncentráciami API vytvorením väčších a homogénnejších častíc.

Nevýhody a úvahy

Aj keď ponúka početné výhody, suché granulácie má tiež určité obmedzenia:

• Generovanie prachu: Počiatočné zhutnenie a následné kroky frézovania môžu generovať značné množstvo jemného prachu, ktoré si vyžaduje vhodné systémy zberu prachu a potenciálne vedú k strate materiálu.

• OBMEDZENÁ ROZDALIŤ DISTRIBÚCIE DISTRIBÚCIE OBMEDZENIA: Môže byť náročné dosiahnuť veľmi úzku distribúciu veľkosti častíc so suchou granuláciou v porovnaní s mokrou granuláciou.

• Závislosť od vlastností materiálov: Úspech suchej granulácie sa silne spolieha na vlastnú kompaktnosť a tokové vlastnosti surovín. Materiály so slabou stlačiteľnosťou nemusia byť vhodné.

• Nosenie vybavenia: Vysoké tlaky, najmä pri zhutnení valčekom, môžu viesť k zvýšenému opotrebeniu zariadenia.

• Granuly s nižšou hustotou: Granely produkované suchou granuláciou môžu byť niekedy menej husté ako granulácie produkované mokrou granuláciou, čo môže ovplyvniť charakteristiky tabliet.

Kritické parametre procesu

Niekoľko parametrov je rozhodujúcich pre úspech procesu suchej granulácie:

• Zhutnenie valca:

  • Zhutňovacia sila: Priamo ovplyvňuje hustotu a pevnosť stuhy/slimáka. Príliš nízke a kompakty budú drobivé; Príliš vysoký a materiál môže byť nadmerne kompakovaný, čo vedie k zlej dostupnosti.

  • Rýchlosť rolu: Ovplyvňuje čas pobytu materiálu medzi valcami a tým aj stupeň zhutnenia.

  • Šírka medzery: Ovláda hrúbku stuhy, čo ovplyvňuje celkovú hustotu a účinnosť mletia po prúde.

  • Rýchlosť skrutky podávača: Zaisťuje konzistentné a kontrolované krmivo prášku do zhutňovacej zóny.

• Mletie:

  • Rýchlosť mlyna: Ovplyvňuje intenzitu redukcie veľkosti.

  • Veľkosť obrazovky: Určuje maximálnu veľkosť granúl.

  • Konfigurácia rotora: Typ rotora (napr. Nožá vpred, kladivá vpred) môže ovplyvniť morfológiu granúl a generovanie pokút.

Záver

Suché granulácie, ktoré zahŕňajú techniky ako granulácia zhutnenia valca a granulácia , zostáva životne dôležitou a stále populárnejšou metódou na výrobu granúl v rôznych odvetviach. Jeho schopnosť spracovať materiály citlivé na vlhkosť a teplo bez potreby tekutých spojív alebo rozsiahleho sušenia z neho robí neoceniteľný nástroj v modernej výrobe. Pochopenie jeho zásad, výhod, nevýhod a parametrov kritických procesov je nevyhnutné na optimalizáciu formulácií a zabezpečenie výroby vysokokvalitných robustných dávkových foriem. Keďže sa farmaceutický rozvoj naďalej zameriava na citlivé a zložité molekuly, dôležitosť účinných a prispôsobivých procesov, ako je suchá granulácia, bude naďalej rásť.