Как да оптимизирам флуидизираното гранулиране на леглото

Флуидизирано гранулиране на леглата: Въведение

Чудите ли се, как работи флуидизирано гранулиране на леглото? И какво е прилагането на флуидирани гранулатори на леглото днес, ще ви преведа през:

Флуидизирано гранулиране на леглата, произведено от Hywell

Можете също така да посетите нашата страница на продукта на Granulator Fluid Bed Granulator, където можете да поискате оферта и също да прочетете за процесорите на течно легло.

Изсушаването е ключов единичен процес в химическата, храните и фармацевтичната промишленост. Това изисква отопление, което го прави капитал и енергийно. Изсушаването може да съставлява 60-70% от общите производствени разходи.

Гранулаторите за сушилня на течностите са широко приети за сушене на гранули и прахове при производство на лекарства с твърди дози. Hywell произвежда много висококачествени сушилни за легла на конкурентни фабрични цени.

Въведение в флуидизираното гранулиране на леглото

Фармацевтичното производство изисква прецизен контрол върху производството на твърди дозирани форми. Гранулацията, процесът на трансформиране на фини прахови частици в по -големи гранули, играе решаваща роля за постигане на равномерност, течност и стабилност на крайния продукт. Флуидизираното гранулиране на леглото предлага ефективен и универсален метод за постигане на тези цели. Гранулацията включва суха гранулация и мокра гранулация . влажната гранулация включва различни видове машини, като гранулатори за спрей с течно легло, гранулатори на кошницата, люлеещи се гранулатори (осцилиращи гранулатори) и гранулатори с високо срязване.

Флуидизираното гранулиране на леглото може да бъде класифицирано като еднотанков процес, тъй като прахът може да бъде смесен, гранулиран и изсушен в едно и също устройство, улесняващ трансфера на продукти и минимизиране на кръстосаното замърсяване. В допълнение, флуидизираното легло също засилва преноса на топлина и маса между течният въздух и твърдите частици, което води до равномерно разпределение на температурата в рамките на продукта и сравнително кратко време за обработка. В сравнение с гранулирането с високо срязване, технологията на флуидизираната легла обикновено произвежда частици с по-тясно разпределение на размера на частиците и без големи частици. Това намалява ненужните множество гранулации и ускорява сушенето.

Съобщава се, че флуидизираното гранулиране на леглото е по -пореста, по -малко гъста и по -сгъваема от тези, произведени от мокро гранулиране с висока срязване. Оптималният диапазон на размера на частиците за флуидизация е 50 до 2000 μm. Средният размер на частиците трябва да бъде между 50 и 5000 μm, за да се избегне прекомерно канализиране и поток на щепсела. Тъй като финият прах има много голяма повърхност, лепилното кохезия се увеличава и води до агрегация; Следователно, за да се избегне прекомерното бягство от фин прах, ултра-плътни и неподходящи торбички за събиране обикновено се избират, за да причинят дисбаланс на флуидизацията. За фини частици, по -малки от 50 μm и частици, които не могат да бъдат флуидирани, прахообразното легло трябва да се третира от механична рейка и други методи, което увеличава оборудването, разходите за почистване и поддръжка. Критичният размер, който традиционните флуидизирани легла не могат дискретно да обработват обикновени фармацевтични прахове, е около 20 μm. Според схемата на потока на Гелдарт, под тази граница, стабилният поток без забавяне е труден.

Работата с прахови смеси, съдържащи компоненти с различна плътност, е друго предизвикателство, тъй като разликите в поведението на флуидизацията на различни компоненти на състава могат да доведат до разделяне на леглото и неравномерно смесване. В допълнение към тези свойства на прах, способността на свързващите капчици да се разпространяват в прахообразното легло също е от решаващо значение по време на гранулирането на флуидираното легло. Следователно гранулирането по време на флуидизация е силно зависима от явленията на дифузия на течността. Очевидно флуидизираното гранулиране на леглото е сложен процес. В допълнение към фактори, свързани с материала, като естеството и характеристиките на съставките във формулата, факторите на процеса, свързани с гранулирането и етапите на сушене, също ще повлияят на резултатите.

Процесът на флуидизирано гранулиране на леглата

1. Как възниква флуидизацията?

Работният принцип на флуидизираното легло се основава на теоретичната основа, че ако се остави газ да се движи през легло от гранулирани твърди вещества със скорост, по -голяма от скоростта на утаяване на гранули и по -малко от пневматичното предаване и равна на минималната скорост на флуидизацията (UMF), твърдата част ще бъде направена в движението на движението на движението на газовия поток. Съпротивлението е силата на триене, упражнена от газа върху гранулите; Устойчивостта, упражнена от гранулите върху газа, е равна по величина и противоположна по посока.

С увеличаването на скоростта на въздушния поток вискозната устойчивост на отделните гранули в опакованото легло се увеличава, увеличавайки спада на налягането на леглото (ΔP). До определен момент силата на влачене, изпитвана от отделните гранули, е равна на очевидното им тегло; Тогава обемът на леглото започва да се разширява. Отделните гранули вече не са в контакт със съседни гранули, но се поддържат от течността и започва флуидизацията. За много вискозни прахове първичните гранули могат да бъдат обвързани от силите на ван дер Ваал и могат да се разпадат в агломерирани гранули.

Така че, когато гранула стане по -флуидизирана, тя влияе на местната скорост на газ около нея поради тези сили за влачене. За гранули с неправилни форми ефектът на влаченето е по -значителен. Над минималната скорост на флуидизация всеки въведен допълнителен газ трябва да премине през леглото под формата на мехурчета. Силите на ван дер Ваал играят доминираща роля в процесите на обработка на прах и флуидизация, но електростатичните сили също имат силно влияние върху поведението на процеса. Други потенциални сили са течни и твърди мостове. Възможните взаимодействия с междугрануларните сили са грануле-гранули, гранули-камери и гранули-газови взаимодействия. Два метода, минималната скорост на флуидизация UMF и класификацията на Geldart, обикновено са разпознати заради способността си да прогнозират и характеризират поведението на флуидизацията на твърдите вещества.

2. Вид на течноидизираното легло

В флуидизирани легла могат да се наблюдават различни модели на леглото, в зависимост от скоростта на флуидизация, плътността на продукта, формата и теглото на продукта в саксията. Плътността директно променя нетната гравитационна сила, действаща върху гранула, и следователно минималното съпротивление или скорост, необходима за повдигане на гранула. Формата не само променя връзката между сила на влачене и скорост, но също така променя характеристиките на пълнене на неподвижното легло и свързаните с тях празни пространства и скорост на течността през тях.

Изчислената скорост на газ (UMF) през цялото напречно сечение на леглото се нарича минимална или инцидивна скорост на флуидизация. По време на първоначалната флуидизация леглото придобива течна форма и е само балансирано, тече и предава хидростатични сили (обектите с по-ниска плътност плават върху повърхността на леглото). При ниски скорости на газ, гранулираното легло всъщност е натъпкано легло, а спадът на налягането е пропорционален на повърхностната скорост. С увеличаването на скоростта на газа се достига точка, при която поведението на леглото се променя от фиксирани гранули към суспендирани гранули. В началната точка на флуидизация спадът на налягането през леглото ще бъде много близо до теглото на гранулите, разделени на областта на напречното сечение на леглото. По време на първоначалния процес на флуидизация гранулите са много близо един до друг и нямат истинско движение; За да се постигне равномерно смесване, трябва да се постигне енергично смесване чрез увеличаване на скоростта на газ чрез различни разпределители на потока на газ.

Когато дебитът на газ надвишава минималната точка на флуидизацията, флуидираното легло изглежда много, че газът се издига бързо и се избухва на повърхността. Образуването на мехурчета е много близо до дъното на леглото и много близо до дистрибутора на въздушния поток, така че дизайнът на дистрибутора на въздушния поток има голямо влияние върху характеристиките на флуидираното легло. Увеличаването на скоростта на течността на повърхността над минималната скорост на флуидизация води до образуването на 'мехурчета ', които възникват в леглото. Разширяването на леглото се причинява главно от пространството, заето от мехурчета, а скоростта на повърхностния газ се увеличава значително. Тъй като тези малки мехурчета се издигат от леглото, те са склонни да се слеят заедно. Това създава по -големи и по -малко мехурчета от тези в близост до дистрибутора на въздушния поток. В бълбукащо легло смесването се причинява не само от вертикалното движение и срив на мехурчета по повърхността на леглото, но и от страничното движение на мехурчета, причинени от взаимодействието и сливането на съседни мехурчета.

Когато концентрацията на твърди вещества в цялото легло не е равномерна и концентрацията се колебае с течение на времето, този тип флуидизация се нарича агрегирана флуидизация.

Леглото на служене е течно легло, в което въздушните мехурчета заемат цялото напречно сечение на контейнера за продукт и разделят леглото на няколко слоя.

3. Скорост на контролния поток на въздуха

Контролът на скоростта на въздушния поток е от решаващо значение за ефективните флуидизирани легла за сушене, гранулиране и покритие. Само когато гранулите са суспендирани във въздушния поток по време на процеса на пречистване, флуидизираното легло постига предимствата на бързото пренос на топлина и маса. За да се получи правилна флуидизация на продукта, трябва да се вземат предвид следните фактори:

01. Тегло на продукта (размер на партидата).

02. Гранулезирайте, форми и плътност.

03. Характеристики на праховия поток.

04. Връзката между капацитета на флуидираното легло и обема на въздуха и позицията на вентилатора и позицията на отделението за флуидизация.

05. Минимум и максимален препоръчан капацитет на саксията.

Контролът на скоростта на въздушния поток може първо да се постигне чрез избрания дистрибутор на въздушния поток. Изборът на дистрибутор зависи от фактори като вида на материала и неговия размер на гранули, плътност, форма, количество, обем на въздуха на вентилатора и местоположението на системата. Изборът на дистрибутор и допълнителни инструкции са предоставени в глава 3. Типът и геометрията на дистрибутора оказват значително влияние върху минималната стойност на скоростта на флуидизация. Увеличаването на диаметъра на порите на разпределителя на плочата на отвора ще намали минималната скорост на флуидизация (Voiceover: Чудя се дали можете да разберете това изречение? Предпоставката е, че когато обемът на въздуха остане непроменен, разпределителната площ на вентилацията със същия размер увеличава отвора на отвора на отвора, който е еквивалентен за увеличаване на вентилацията, така че скоростта намалява).

Предимства на флуидизираното гранулиране на леглото

Флуидизираното гранулиране на леглото предлага няколко предимства пред други техники за гранулиране. Първо, той позволява отличен контрол върху свойствата на гранулите, като размер, форма и плътност. Този контрол гарантира еднаквост и възпроизводимост на крайния продукт. Освен това, флуидизираното състояние осигурява ефективен пренос на топлина и маса, което води до по -бързо време за сушене. Процесът също е много мащабируем, което позволява лесен преход от лабораторен към търговско производство.

Недостатъци на гранулирането на флуидираното легло

Въпреки че флуидизираното гранулиране на леглото има множество предимства, това не е без ограничения. Едно от предизвикателствата е потенциалът за изтласкване на частиците, което води до генериране на фин прах. Този проблем може да бъде смекчен чрез използването на подходящо оборудване и оптимизация на процесите. Друг недостатък е ограничената пригодност за чувствителни към влага материали, тъй като процесът на сушене включва прилагането на топлина. Правилното разбиране на материалите и параметрите на процеса е от решаващо значение за преодоляване на тези предизвикателства.

Фактори, влияещи върху флуидизираното гранулиране на леглото

Няколко фактора влияят на успеха на флуидизираното гранулиране на леглото. Тези фактори трябва да бъдат внимателно обмислени и оптимизирани, за да се постигнат желаните свойства на гранули. Ключовите фактори включват:

1. Свойства на прах

   Свойствата на праховите материали, като размер на частиците, формата и характеристиките на повърхността, играят значителна роля в поведението на флуидизацията и образуването на гранули. Фините прахове с кохезионни свойства могат да изискват допълнителни мерки, за да се гарантира правилната флуидизация.

2. Свързващ разтвор

   Изборът на разтвор на свързващо вещество и неговата концентрация значително влияят върху ефективността на свързване и здравината на гранулите. Могат да се използват различни свързващи вещества, като полимери или лепила, в зависимост от желаните характеристики на гранулите.

3. Параметри на процеса

   Различните параметри на процеса, включително скоростта на потока на въздуха, температурата на входа, скоростта на пръскане и височината на леглото, влияят върху образуването на гранули. Тези параметри трябва да бъдат оптимизирани, за да се постигне желаният размер, форма и еднаквост на гранули.

4. Дизайн на оборудването

   Дизайнът и конфигурацията на флуидизирания гранулатор на леглото, включително формата и размера на камерата за обработка, системата за разпределение на въздуха и системата за пръскане, влияят върху общата ефективност на процеса и качеството на гранулите.

   
   

Оборудване, използвано при гранулиране на течностиране на легла

Флуидизираното гранулиране на леглото изисква специализирано оборудване за постигане на оптимални резултати. Ключовият компонент е флуидизираният гранулатор на леглото, който се състои от камера за обработка, система за разпределение на въздуха и система за пръскане. Камерата за преработка позволява флуидизацията на праховите частици и образуването на гранули. Системата за разпределение на въздуха осигурява равномерен въздушен поток в цялата камера, като гарантира правилната флуидизация. Системата за спрей, обикновено оборудвана с дюзи с високо налягане, позволява прецизно и контролирано пръскане на разтвора на свързващото вещество. Освен това оборудването за сушене и пресяване на гранулите е от съществено значение за завършване на процеса.

Приложения на флуидизирано гранулиране на леглото

Флуидизираното гранулиране на леглото намира обширни приложения във фармацевтичната индустрия. Някои от общите приложения включват:

1. Формулиране на таблети

   Флуидизираното гранулиране на леглото се използва широко при производството на гранули за формулиране на таблети. Еднородността на размера на гранулите и формата, постигната чрез този процес, гарантира постоянно съдържание на лекарства във всеки таблет, което води до надеждни форми за дозиране.

2. Формулации за контролирано освобождаване

   Способността за включване на функционални покрития прави флуидизираните гранулиране на леглата подходяща за разработване на формулировки за контролирано освобождаване. Чрез нанасяне на ентерични покрития или други специализирани покрития, освобождаването на лекарството може да бъде съобразено със специфични изисквания, като рН-зависимо или зависимо от времето освобождаване.

3. Директни компресионни състави

   Флуидизирано гранулиране на леглата също се използва при производството на гранули, подходящи за директно компресия. Директно сгъваемите гранули имат отлични свойства на потопяемост и сгъваемост, което ги прави идеални за високоскоростно производство на таблети.

4. Многокомпонентни формулировки

   Сложните състави, съдържащи множество активни фармацевтични съставки (API) и помощните вещества, могат да бъдат успешно гранулирани с помощта на флуидизирано гранулиране на леглата. Процесът позволява равномерно смесване на всички компоненти, което води до хомогенни гранули.

5. Модифицирани профили за освобождаване на лекарства

   Флуидизираното гранулиране на леглото позволява производството на гранули с модифицирани профили за освобождаване на лекарства. Чрез регулиране на параметрите на процеса и характеристиките на свързващото вещество може да се постигне устойчиво или разширено освобождаване на лекарството, осигурявайки контролирано доставяне на лекарства.

   
   

Сравнение на флуидизирано гранулиране на леглата с други техники за гранулиране

Флуидизираното гранулиране на леглото предлага няколко предимства в сравнение с алтернативните техники за гранулиране. В сравнение с влажната гранулация, която включва използването на големи обеми течни свързващи вещества, флуидизираната гранулация на леглото изисква по -малки количества разтвор на свързващо вещество, което води до намалено време на сушене и консумация на енергия. Техниките за суха гранулация, като уплътняване на ролките, изискват допълнителни стъпки за постигане на гранули, превръщайки флуидизираното гранулиране на леглото в по-лесен и ефективен във времето процес. Освен това, флуидизираната гранулация на леглото позволява прецизен контрол върху свойствата на гранулите, което води до подобрена равномерност на продукта.

Отстраняване на неизправности при флуидизирано гранулиране на леглото

Докато флуидизираното гранулиране на леглото е здрав и универсален процес, по време на работа могат да възникнат някои проблеми. Едно често срещано предизвикателство е образуването на агломерати или големи гранули, което може да доведе до неравномерно разпределение на размера на частиците и лоша течността. Този проблем може да бъде разгледан чрез регулиране на скоростта на пръскане, концентрацията на свързващо вещество или скоростта на потока на въздуха, за да се гарантира правилен растеж на гранули. Друг потенциален проблем е появата на блокиране на дюзите поради утаяването на свързващия разтвор. Редовното почистване и поддръжка на системата за пръскане може да помогне за предотвратяване на този проблем. Важно е да наблюдавате и оптимизирате параметрите на процеса за отстраняване и разрешаване на всякакви потенциални проблеми.

Казуси и истории за успех на флуидизирано гранулиране на леглото

Множество фармацевтични компании успешно прилагат флуидизирано гранулиране на леглата в производствените си процеси, което води до подобрено качество и ефективност на продукта. Казуси и истории за успех подчертават разнообразните приложения и предимства на тази техника. Например, компания X, водещ фармацевтичен производител, използва гранулирана флуидирана легла, за да разработи формулиране на контролирано освобождаване на широко предписано сърдечно-съдово лекарство. Получените гранули показват отлична равномерност на съдържанието, разширени профили за освобождаване на лекарства и подобрено спазване на пациента. По същия начин, компания Y използва флуидизирано гранулиране на леглата, за да произвежда директно сгъваеми гранули за сложна многокомпонентна формулировка, постигайки превъзходни свойства на потока и съвместимост на таблетите.

Бъдещи тенденции и напредък във флуидизираното гранулиране на леглото

Флуидизираното гранулиране на леглото е непрекъснато развиващо се поле и няколко тенденции и напредък оформят бъдещето му. Някои от ключовите тенденции включват:

1. Нови свързващи вещества и помощни вещества

   Изследователите активно изследват нови свързващи вещества и помощни вещества с подобрени свойства на свързване, характеристики на контролирано освобождаване и подобрена функционалност. Тези постижения ще оптимизират допълнително свойствата на гранули и ще разширят обхвата на приложенията за флуидизирано гранулиране на леглата.

2. Процес аналитична технология (PAT)

   Интегрирането на усъвършенствани инструменти за PAT във флуидизираните системи за гранулиране на леглата позволява мониторинг в реално време и контрол на критичните параметри на процеса. Този подход, управляван от данни, подобрява разбирането на процесите, улеснява оптимизирането на процесите и гарантира постоянно качество на продукта.

3. Интелигентен контрол на процесите

   Включването на изкуствения интелект (AI) и алгоритмите за машинно обучение в флуидизирани системи за гранулиране на леглата притежават огромен потенциал. Системите, захранвани от AI, могат да анализират сложни данни за процеса, да идентифицират модели и да оптимизират параметрите на процеса в реално време, което води до повишена ефективност, намалени отпадъци и подобрено качество на продукта.

4. Непрекъснато производство

   Непрекъснатото производство набира популярност във фармацевтичната индустрия поради нейната ефективност и ефективност на разходите. Флуидизираното гранулиране на леглото може да бъде безпроблемно интегрирано в непрекъснати производствени платформи, което позволява непрекъснато производство на гранули с постоянно качество и намалена променливост на процеса.

5. S ustainability и зелено производство

   С увеличаването на фокуса върху устойчивостта се полагат усилия за направата на процесите на гранулиране по -екологични. Това включва използването на екологични свързващи вещества, енергийно ефективни методи за сушене и минимизиране на генерирането на отпадъци. Флуидизирано гранулиране на леглата, със своите ефективни изисквания за сушене и намалени свързващи вещества, се приравнява добре със зелените принципи на производството.

В заключение, флуидизираното гранулиране на леглата е високоефективна и универсална техника при фармацевтичното производство. Способността му да произвежда равномерни гранули с контролирани свойства го прави привлекателен избор за различни твърди дозирани форми. С текущите изследвания и напредък в нови свързващи вещества, анализи на процесите и интелигентен контрол на процесите, флуидизираната гранулация на леглото е готова за по -нататъшни подобрения и ще продължи да играе решаваща роля за оформянето на бъдещето на фармацевтичното производство.

Заключение

Гранулирането на флуидизираното легло е високоефективна и универсална техника във фармацевтичното производство. Способността му да произвежда равномерни гранули с контролирани свойства го направи предпочитан избор за различни твърди дозирани форми. Предимствата на флуидизираното гранулиране на леглата, като прецизен контрол върху свойствата на гранули, ефективно изсушаване и мащабируемост, допринасят за подобрено качество на продукта, ефективност на производството и удовлетвореност на пациента. Въпреки някои ограничения, правилното разбиране на параметрите на процеса и избора на оборудване може да помогне за преодоляване на предизвикателствата и оптимизиране на процеса на гранулиране. С текущите изследвания и напредък се очаква флуидизираното гранулиране на леглата да играе решаваща роля за оформянето на бъдещето на фармацевтичното производство.

Често задавани въпроси (често задавани въпроси)

1. Може ли флуидизирано гранулиране на леглата да се използва за чувствителни към влага материали?

Да, гранулирането на течността на леглото може да се използва за чувствителни към влага материали. Въпреки това са необходими внимателно разглеждане на процеса на сушене и оптимизиране на параметрите, за да се сведе до минимум експозицията на влага и влошаването на потенциала.

2. Подходяща ли е флуидизираната гранулация на леглата за мащабно производство?

Абсолютно. Гранулирането на флуидираното легло е много мащабируемо и може да бъде безпроблемно прехвърлено от лабораторен мащаб към търговско производство с подходяща оборудване и оптимизация на процесите.

3. Какви са предимствата на флуидизираното гранулиране на леглото над мокра гранулация?

Флуидизираното гранулиране на леглата изисква по -малки количества свързващ разтвор, което води до намалено време на сушене и консумация на енергия в сравнение с мокро гранулиране. Той също така осигурява прецизен контрол върху свойствата на гранули и подобрената равномерност на продукта.

4. Може ли флуидизираното гранулиране на леглата да се комбинира с други производствени процеси?

Да, флуидизираното гранулиране на леглото може да бъде интегрирано с други процеси като покритие, сушене и таблети, което позволява опростено производство на работен процес и подобрена производителност на продукта.

5. Какви са бъдещите перспективи за флуидизирано гранулиране на леглото?

Бъдещето на флуидизираното гранулиране на леглото изглежда обещаващо, с постоянен напредък в нови свързващи вещества, PAT инструменти и интелигентен контрол на процесите. Тези разработки ще подобрят допълнително ефективността на процесите, качеството на продукта и оптимизацията при фармацевтичното производство.