Mokrá granulace s vysokostřižnými granulátory

Zavedení

Mokrá granulace je rozhodujícím krokem při výrobě farmaceutických tablet, kde zlepšuje tekutost, stlačitelnost a jednotnost obsahu granulí. Proces zahrnuje přidání kapalného pojiva do práškové směsi, které vytváří soudržné granule kombinací mechanismů, jako je aglomerace, koalescence a konsolidace. Granulace s vysokým střihem, také známá jako granulace v mixéru s vysokým střihem nebo granulace v rychlém mixéru, je široce používaná metoda, která poskytuje vynikající kontrolu nad velikostí granulí, hustotou a jednotností.

Co je mokrá granulace?

Mokrá granulace je proces, který převádí jemné prášky na granule se zlepšenými tokovými vlastnostmi a stlačitelností. Proces obvykle zahrnuje čtyři klíčové kroky: míchání prášku, přidání pojiva, mokré tmelení a sušení. Během míchání prášku se aktivní farmaceutická složka (API), pomocné látky a další prášky mísí, aby se zajistila homogenní směs. Potom se k práškové směsi přidá tekuté pojivo a vlhká hmota se vytvoří mícháním směsi. Nakonec se vlhké granule suší, prosévají a melou, aby se získala požadovaná distribuce velikosti částic.

High Shear Granulation by High Shear Granulator Machine Video

Význam mokré granulace

Mokrá granulace nabízí ve farmaceutickém průmyslu četné výhody. Za prvé, zlepšuje tekutost prášků, což usnadňuje manipulaci s nimi během následných zpracovatelských kroků, jako je tabletování. Za druhé, zlepšuje stlačitelnost, což umožňuje výrobu tablet s konzistentní tvrdostí a jednotností dávkování. Kromě toho může mokrá granulace zlepšit chemickou stabilitu, maskovat nepříjemné chutě nebo pachy a modifikovat vlastnosti uvolňování léčiva. Tyto výhody činí vlhkou granulaci výhodnou volbou pro formulování pevných dávkových forem.

Granulátory s vysokým střihem: Přehled

Vysokostřižné granulátory jsou specializované zařízení používané pro vlhkou granulaci. Skládají se z mísící nádoby nebo granulační komory vybavené vysokorychlostním oběžným kolem a sekacími noži. Oběžné kolo vytváří intenzivní mechanické síly, které rozkládají aglomeráty a podporují tvorbu granulí. Granulátory s vysokým střihem jsou dostupné v různých provedeních, včetně modelů s horním a spodním pohonem, z nichž každý nabízí odlišné výhody na základě požadavků procesu.

Výhody vysokostřižných granulátorů

Granulátory s vysokým střihem nabízejí několik výhod oproti jiným granulačním technikám. Za prvé poskytují vynikající kontrolu nad vlastnostmi granulí, jako je velikost, hustota a poréznost. Toto řízení umožňuje výrobu granulí s požadovanými vlastnostmi, jako je zlepšená tekutost a stlačitelnost. Za druhé, vysokosmykové míchací granulátory nabízejí vysoký stupeň reprodukovatelnosti procesu, zajišťující stálost kvality vyráběných granulí. Účinné míchání zařízení má za následek rovnoměrnou distribuci pojiva v práškové směsi, což vede k jednotné tvorbě granulí. Kromě toho mohou granulátory s vysokým střihem zpracovávat širokou škálu formulací, včetně těch s náročnými materiály nebo vysokým obsahem léčiv, což je činí všestrannými pro různé aplikace ve farmaceutickém průmyslu.

Pracovní princip vysokostřižných granulátorů

Vysokosmykové granulátory pracují na principu mechanického míchání a smykových sil. Oběžné kolo nebo lopatky sekačky se otáčejí vysokou rychlostí a vytvářejí silné turbulentní proudění v granulační komoře. Toto turbulentní proudění vyvolává kolizi a otěr mezi částicemi, rozbíjí je a podporuje jejich adhezi. Kapalné pojivo, typicky přidávané pomocí sprejového systému, smáčí částice a působí jako pojivo. Kombinace mechanického míchání a kapalného pojiva vede k vytvoření soudržných granulí.

Klíčové součásti vysokostřižných granulátorů

Vysokostřižné granulátory se skládají z několika klíčových součástí, které přispívají k jejich efektivnímu provozu. Mísící nádoba nebo granulační komora je místem, kde probíhá proces granulace. Je vybaven oběžným kolem a sekacími noži, které generují potřebné smykové síly. Oběžné kolo je poháněno motorem a jeho otáčky lze regulovat tak, aby se řídila intenzita míchání. Sprejový systém, obsahující zásobník roztoku pojiva a trysku, usnadňuje řízené přidávání kapalného pojiva. Kromě toho mohou granulátory s vysokým střihem zahrnovat funkce, jako je řízení teploty a automatizované řízení pro vylepšené řízení a monitorování procesu.

Parametry procesu při mokré granulaci

Pro dosažení optimálních výsledků granulace je třeba pečlivě kontrolovat několik parametrů procesu. Tyto parametry zahrnují rychlost oběžného kola, rychlost přidávání pojiva, dobu míchání, teplotu granulace a konečný bod granulace. Rychlost oběžného kola ovlivňuje intenzitu míchání a smykové síly působící na práškovou směs. Rychlost přidávání pojiva by měla být optimalizována, aby byla zajištěna rovnoměrná distribuce bez nadměrného nebo nedostatečného smáčení směsi. Doba míchání by měla být dostatečná pro dosažení požadované velikosti granulí a jednotnosti. Teplota granulace je rozhodující pro materiály citlivé na teplo, protože nadměrné teplo může degradovat API nebo pomocné látky. Konečně konečný bod granulace, stanovený vizuální kontrolou nebo měřením vlastností granulí, ukazuje, kdy bylo dosaženo požadované velikosti granulí a konzistence.

Úvahy o složení pro mokrou granulaci

Při formulaci pro vlhkou granulaci je třeba vzít v úvahu několik faktorů. Výběr pomocných látek a jejich kompatibilita s API a pojivem je rozhodující pro dosažení robustních granulí. Běžně se používají pomocné látky s vhodnými vazebnými, dezintegračními a tok-zlepšujícími vlastnostmi. Volba pojiva závisí na požadovaných vlastnostech granulí a požadavcích procesu. Mezi běžná pojiva patří voda, roztoky na bázi alkoholu a polymery. Pro dosažení požadovaných vlastností granulí by měla být optimalizována koncentrace pojiva a viskozita. Navíc distribuce velikosti částic výchozích prášků spolu s použitím vhodných granulačních pomocných látek může ovlivnit proces tvorby granulí.

Charakterizace a hodnocení granulí

Charakterizace granulí je nezbytná pro posouzení kvality a výkonu vyrobených granulí. Hodnotí se různé parametry, včetně distribuce velikosti granulí, hustoty, tekutosti, stlačitelnosti a obsahu vlhkosti. Distribuce velikosti granulí se typicky určuje pomocí sítové analýzy nebo technik laserové difrakce. Hustota granulí ovlivňuje hmotnost tablety a vlastnosti rozpadu. Tekutost určuje schopnost granulí proudit rovnoměrně během lisování tablet. Stlačitelnost se týká schopnosti granulí odolávat lisovacím silám bez nadměrné fragmentace nebo slepování. Obsah vlhkosti je rozhodující pro stabilitu a může ovlivnit mechanické vlastnosti granulí. Tyto parametry jsou vyhodnocovány pomocí vhodných analytických technik a porovnávány s předem stanovenými specifikacemi, aby se zajistilo, že granule splňují požadované standardy kvality.

Odstraňování problémů při mokré granulaci

Během mokré granulace mohou nastat různé problémy a problémy, které vyžadují řešení problémů. Jedním z běžných problémů je tvorba nadměrných nebo podměrečných granulí, které mohou ovlivnit jednotnost tablet a jednotnost obsahu. Tento problém lze vyřešit úpravou rychlosti oběžného kola, rychlosti přidávání pojiva nebo doby míchání. Dalším problémem je přítomnost hrudek nebo aglomerátů v granulích, které mohou vést k defektům tablet nebo ucpání zařízení. Tento problém může pomoci překonat zvýšení intenzity míchání nebo použití vhodných granulačních pomůcek. Kromě toho špatná tekutost nebo nadměrný obsah vlhkosti mohou ovlivnit následné zpracovatelské kroky. Tyto problémy může vyřešit úprava parametrů granulace nebo implementace sušících technik.

Běžné problémy při mokré granulaci

Mokrá granulace je složitý proces a běžně se setkáváme s několika problémy. Jednou takovou výzvou je potenciál degradace API nebo nestability během procesu granulace. To lze zmírnit optimalizací teploty granulace, výběrem vhodných pomocných látek a minimalizací expozice vlhkosti nebo kyslíku. Další výzvou je kontrola distribuce velikosti granulí, protože dosažení úzkého rozsahu velikostí částic může být obtížné. Optimalizací receptury a parametrů procesu, včetně koncentrace pojiva a rychlosti oběžného kola, lze zlepšit kontrolu velikosti granulí. Kromě toho je pro úspěšnou granulaci rozhodující výběr vhodných pojivových materiálů a jejich kompatibilita se složkami formulace.

Zajištění kvality při mokré granulaci

Zajištění kvality hraje zásadní roli při zajišťování výroby vysoce kvalitních granulí. To zahrnuje implementaci robustních postupů, dodržování regulačních pokynů a důkladnou dokumentaci procesu granulace. Testy kontroly kvality se provádějí v různých fázích pro posouzení fyzikálních a chemických vlastností granulí. Průběžné kontroly, jako je monitorování obsahu vlhkosti granulí a distribuce velikosti částic, pomáhají identifikovat případné odchylky a umožňují nápravná opatření. Závěrečné testování produktu, včetně studií jednotnosti obsahu, rozpouštění a stability, zajišťuje, že granule splňují požadované specifikace. Kromě toho je nezbytné řádné čištění a údržba zařízení, aby se zabránilo křížové kontaminaci a zajistila bezpečnost produktu.

Srovnání s jinými granulačními technikami

I když je mokrá granulace pomocí granulátorů s vysokým střihem široce využívána, je důležité ji porovnat s jinými granulačními technikami. Suchá granulace například eliminuje použití kapalných pojiv a zahrnuje lisování prášků do granulí pomocí tlaku. Tato technika je vhodná pro materiály citlivé na vlhkost nebo teplo, ale může mít za následek nižší hustotu granulí a nižší tekutost ve srovnání s granulací za mokra. Na druhé straně granulace ve fluidním loži zahrnuje suspendování částic prášku v proudu vzduchu a nastříkání roztoku pojiva na ně. Nabízí výhody, jako je účinné míchání a sušení, ale může mít omezení, pokud jde o kontrolu velikosti a hustoty granulí. Volba techniky granulace závisí na specifických požadavcích formulace a požadovaných vlastnostech granulí.

Video granulace s vysokým střihem

Budoucí trendy a inovace v mokré granulaci

Oblast mokré granulace se neustále vyvíjí, přičemž neustálý výzkum a technologický pokrok pohání inovace. Jednou z oblastí zájmu je vývoj procesů kontinuální mokré granulace, které nabízejí výhody, jako je zkrácení doby zpracování, zlepšená účinnost a lepší kontrola vlastností granulí. Nepřetržitá výroba umožňuje sledování a úpravu parametrů procesu v reálném čase, což vede ke zvýšení produktivity a snížení variability. Kromě toho integrace nástrojů procesní analytické technologie (PAT), jako je blízká infračervená spektroskopie a monitorování akustické emise, umožňuje přímé monitorování a řízení kritických parametrů. Tato vylepšení přispívají k optimalizaci procesů mokré granulace, což vede ke zlepšení kvality produktu, snížení nákladů a lepšímu pochopení procesu.

Další oblastí zájmu vlhké granulace je vývoj nových pojivových materiálů se zlepšenou funkčností. Výzkumníci zkoumají použití polymerů, kopolymerů a pomocných látek s jedinečnými pojivovými vlastnostmi ke zvýšení účinnosti granulí. Tyto materiály mohou poskytovat lepší kontrolu nad pevností granulí, dezintegrací a profily uvolňování léčiva. Kromě toho je vyvíjeno úsilí o vývoj ekologických a udržitelných variant pojiv pro snížení dopadu na životní prostředí.

Dalším trendem ve vlhké granulaci je začlenění procesního modelování a simulačních technik. Využitím výpočetních nástrojů mohou výzkumníci a výrobci optimalizovat parametry procesu, předpovídat vlastnosti granulí a řešit potenciální problémy před provedením experimentálních zkoušek. Tento přístup šetří čas a zdroje a zároveň umožňuje hlubší pochopení procesu granulace.

Kromě toho se prosazuje integrace automatizace a robotiky do procesů mokré granulace. Automatizované systémy mohou přesně řídit přidávání pojiv, monitorovat parametry procesu a zefektivnit celkový pracovní postup výroby. To nejen zlepšuje efektivitu procesu, ale také snižuje riziko lidské chyby a variability.

Závěrem lze říci, že mokrá granulace pomocí vysokostřižných granulátorů je všestrannou a efektivní technikou pro výrobu granulí v různých průmyslových odvětvích. Nabízí výhody, jako je zlepšená tekutost, stlačitelnost a jednotnost obsahu. Pečlivým řízením parametrů procesu, výběrem vhodných receptur a zavedením opatření pro zajištění kvality lze trvale vyrábět vysoce kvalitní granule. Pokračující pokrok v oboru, včetně kontinuální výroby, nových pojivových materiálů, modelování procesů a automatizace, utváří budoucnost mokré granulace. Cílem tohoto vývoje je dále optimalizovat proces, zlepšit kvalitu produktů a zlepšit udržitelnost.

Video s vysokým střihem mixéru

Nejčastější dotazy

Q1: Lze mokrou granulaci použít pro všechny typy formulací?

A1: Mokrá granulace je vhodná pro širokou škálu formulací, včetně hydrofilních i hydrofobních léčiv. Některé formulace však mohou vyžadovat modifikace nebo alternativní techniky granulace v závislosti na jejich specifických vlastnostech.

Q2: Jak dlouho obvykle trvá proces mokré granulace?

A2: Doba trvání procesu mokré granulace se může lišit v závislosti na faktorech, jako je složitost formulace, požadované vlastnosti granulí a použité zařízení. Typicky může proces trvat několik hodin, včetně fází míchání, mokrého míchání a sušení.

Q3: Jaké jsou některé běžné problémy, kterým čelíte během mokré granulace?

A3: Mezi běžné problémy při mokré granulaci patří dosažení požadované distribuce velikosti granulí, kontrola obsahu vlhkosti, minimalizace aglomerace nebo hrudek a udržení konzistentních vlastností granulí. Tyto výzvy lze řešit pomocí optimalizace procesů a technik odstraňování problémů.

Q4: Je mokrá granulace škálovatelný proces pro výrobu ve velkém měřítku?

A4: Mokrá granulace je škálovatelný proces a lze jej úspěšně implementovat pro výrobu ve velkém měřítku. Pro zajištění konzistentních a reprodukovatelných výsledků by však měly být zváženy faktory, jako je výběr zařízení, validace procesu a opatření kontroly kvality.

Q5: Existují nějaké alternativy k mokré granulaci pro tvorbu granulí?

A5: Ano, alternativní techniky granulace zahrnují suchou granulaci a granulaci ve fluidním loži. Tyto techniky nabízejí specifické výhody a mohou být preferovány pro určité formulace nebo požadavky na proces. Volba techniky granulace závisí na požadovaných vlastnostech granulí a specifických potřebách aplikace.

Objednávka vysokostřižného granulátoru řady GHL Popis

Vietnamský starý zákazník Hywell Machinery Co., Ltd. zadal objednávku na nákup Vysokostřižný granulátor řady GHL znovu na začátku roku 2022 a klient zakoupil řadu sad mokrých granulátorů řady GHL od Hywell. Tento vysokosmykový mixér GHL-200 dokončuje výrobu podle smluvních požadavků. Zákazník nemůže provést FAT v továrně Hywell před dodáním. A FAT se provádí pomocí vzdáleného videa našeho inženýra a zákazníka. Tento vysokosmykový granulát je plně zabalen a připraven k dodání.

se často spojuje vysokosmyková granulace řady GHL Oscilační granulátor řady YK pro získání 1,5–5 mm vlhkých granulí a poté přímé odeslání vlhkých granulí do sušícího stroje, aby se získaly sušené granule (instantní granule), sušicí stroj může použít Vertikální fluidní sušička nebo Horizontální sušička s fluidním ložem , ale rozhoduje podle kapacity ošetření. Posledním krokem procesního systému je prosévač granulí. Prosévač granulí oddělí velké částice prášku od prášku, velikost je určena pro separaci. Oddělená velikost se sbalí a prášek může být buď přímo zabalen do velkých vaků, nebo dopraven do sila pro jiné balicí systémy.

Rychlý míchací granulátor využívající vysokosmykový granulátor lze rozdělit do 5 stupňů a ty zahrnují;

1. Různé druhy míchání prášku

2. Přidání pojiva nebo přidání granulační kapaliny.

3. Smáčení prášku a nukleace

4. Růst granulí a zahušťování prášku.

5. Otěr a lámání granulí.