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Analysepunkte des Wirbelschichtgranulationsprozesses

Aufrufe: 41     Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 08.11.2023 Herkunft: Website

Die Bedeutung der Wirbelschichtgranulation im Tablettenherstellungsprozess

Unter Tabletten versteht man Tablettenzubereitungen aus Arzneimitteln und entsprechenden Hilfsstoffen durch Zubereitungstechnik.Tablettenzusammensetzung: Originalarzneimittel, Füllstoff, Adsorptionsmittel, Bindemittel, Gleitmittel, Dispergiermittel, Netzmittel, Sprengmittel, Aromastoffe, Farbstoffe und andere Komponenten.

Tabletten sind die bevorzugte und am weitesten verbreitete Darreichungsform bei der Entwicklung neuer Medikamente.Der Herstellungsprozess von Tabletten umfasst die API-Vorbehandlung, Dosierung, Granulierung, Tablettenpressung, Beschichtung und andere Prozesse.Unter anderem spielt der Granulierungsprozess eine sehr wichtige Rolle bei der gesamten Tablettenproduktion, was von großer Bedeutung ist, um mögliche Probleme im Produktionsprozess der Tablettenpressung zu verhindern und die Qualität der Arzneimittel sicherzustellen.Wenn beispielsweise beim Granulieren zu wenig Bindemittel zugesetzt wird und das Granulat zu trocken ist, kommt es beim Tablettenpressen zu Lappen;Wenn das Granulat zu nass ist, führt dies zu klebrigem Punsch, adstringierendem Punsch und ungleichmäßigem Granulat, und wenn das Granulat zu hart ist, beeinträchtigt es auch die Auflösung usw.Daher ist die Beherrschung der wichtigsten Punkte des Granulationsprozesses ein Pflichtkurs für Arzneimittelentwickler.


Tablet-Produktionsprozess


Erkundung der verschiedenen Pulvergranulationstechniken in der pharmazeutischen Herstellung

Pulvergranulierungsverfahren umfassen die folgenden Hauptkategorien.

- Nassgranulierung (üblicherweise verwendete repräsentative Ausrüstung ist Granulator mit hoher Scherung ): Material + Bindemittel – Nassgranulat – Trocknung.

- Trockengranulierung (üblicherweise verwendete repräsentative Ausrüstung ist ein Walzenkompaktor-Granulator): wärmeempfindliche Materialien – zu Flocken gerollt – zu Granulat gebrochen

- Wirbelschichtgranulierung (üblicherweise verwendete repräsentative Ausrüstung ist Wirbelschichttrockner-Granulator ): Materialverflüssigung + Bindemittelzerstäubung – Trocknung – Granulierung

- Sprühgranulierung (üblicherweise verwendete repräsentative Ausrüstung ist Sprühgranulator): Material + Bindemittel in die Lösung - Sprühtrocknung.


Verständnis des Wirbelschichtgranulationsprozesses in der pharmazeutischen Herstellung

In diesem Artikel geht es hauptsächlich darum, mit Ihnen das zu besprechen Wirbelschichtgranulationsverfahren .Bei der Wirbelschichtgranulierung handelt es sich um das Mischen von Rohstoffen, die Granulierung, Trocknung und andere Prozesse, die im Wirbelschicht-Sprühgranulator konzentriert werden, um die Granulationsaufgabe effizient zu erledigen.

Das Prinzip der Granulierung ist grob wie folgt: Die Rohstoffe und Zutaten werden in das geschlossene Wirbelbett gegeben und durch Fluidisierung soll eine Pulververmischung erreicht werden.Sprühen Sie die Pistole unter den Bedingungen des Zerstäubungsdrucks und der Einspritzgeschwindigkeit, sprühen Sie dann die Flüssigkeit in das Rohmaterialpulver und sammeln Sie die zerstäubten Tröpfchen um die Kernpartikel herum. Die kontinuierliche Injektion von Flüssigkeitströpfchen in die Kernoberfläche der Partikel bildet eine Flüssigkeitsbrücke zwischen den Partikeln und Partikelkerne zusammen, um das kontinuierliche Wachstum der Partikel zu fördern, nach dem Trocknen der Flüssigkeitsbrücke zwischen Verdampfung und weiterer Bildung fester Brücken, nämlich poröse Partikel erhalten eine runde Form;Mit zunehmender Flüssigkeitssättigung nimmt die Partikelgröße allmählich zu und die Porosität nimmt weiter ab.Dies ist auch das Funktionsprinzip eines Wirbelschicht-Sprühgranulators.

Wirbelschichtgranulator


Die Komponenten und Vorteile von Wirbelschichtgranulationsanlagen

Die Wirbelschichtausrüstung besteht hauptsächlich aus einer Entfeuchtung (optional), einem Primärfilter, einem Zwischenfilter, einem Hochtemperatur-Hochleistungsfilter (H13), einer Heizung mit genauer Temperaturregelung, einer Bodenschüssel und einer beweglichen Produktschüssel mit Wagen , einer Wirbelkammer, einer Expansionskammer/Filtergehäuse, einem Sprühsystem und einem Abluftsystem.Seine Struktur von oben nach unten kann in drei Teile des Zylinders unterteilt werden: Der oberste Zylinder wird im Allgemeinen im Inneren des Filterbeutels installiert, hauptsächlich zur Vibrationsstaubentfernung;der mittlere Zylinder ist eine zylindrische Expansionskammer, das Material im Aufwärtsluftstrom und die nach unten gerichtete Schwerkraft im Materialtank und in der Expansionskammer bewegen sich hin und her, Partikel schweben in der heißen, trockenen Luft, um einen besseren Fluidisierungszustand zu bilden;Der untere Zylinder ist der Beschickungsbehälter, das Material wird somit zugeführt.Es gibt viele Vorteile der einstufigen Wirbelschichtgranulierung, wie z. B. das Mischen, Granulieren und Trocknen von Materialien, die in derselben Wirbelschichtausrüstung durchgeführt werden, wodurch eine große Anzahl von Betriebsverbindungen reduziert und Produktionszeit gespart wird;geeignete Prozessparameter im Bereich der resultierenden Partikel von einheitlicher Größe, Rundheit, Fließfähigkeit und guter Kompressibilität;Die Ausrüstung ist geschlossen, um das Fliegen eines feinen Pulvers wirksam zu verhindern, nicht nur um eine äußere Verschmutzung von Arzneimitteln zu verhindern, sondern auch um die Anzahl der Bediener zu verringern. Dies kann nicht nur die äußere Verunreinigung des Arzneimittels verhindern, sondern auch die Möglichkeit eines Kontakts zwischen den Arzneimitteln verringern Bediener und reizende oder giftige Arzneimittel und Hilfsstoffe, was eher den GMP-Anforderungen entspricht;hoher Automatisierungsgrad, einfach zu vergrößern und zu reproduzieren.

Wirbelschichtgranulierung


Auswahl wichtiger Parameter für die Granulierung im Wirbelbett

(1) Einlasslufttemperatur

Die Einlasslufttemperatur der Wirbelschichtgranulierung sollte entsprechend der Art des Materials und der erforderlichen Partikelgröße innerhalb des geeigneten Bereichs gesteuert werden.Wenn das Lösungsmittel des Bindemittels ein organisches Lösungsmittel wie Ethanol ist, sollte die Einlasslufttemperatur etwas niedriger sein als die eines Lösungsmittels wie Wasser.Bei sonst unveränderten Parametern kann eine zu hohe Zulufttemperatur zu einer vorzeitigen Trocknung und Verdunstung der aufgesprühten Klebstofftröpfchen führen, wodurch die Benetzbarkeit und Durchlässigkeit des Materials verringert, eine Flüssigkeitsbrücke gebildet und die Kohäsion verringert wird. Dies beeinträchtigt die Aggregationsfähigkeit der Partikel und bildet Partikel kleinerer Größe, während die Temperatur zu hoch ist und auch zu Veränderungen in der Beschaffenheit einiger temperaturempfindlicher Materialien führen kann.Die Temperatur der Einlassluft ist zu niedrig, was zu einer übermäßigen Benetzung des Pulvers führt und ein Teil des Materialpulvers zu Clustern zusammenklumpt und an der Wand des Gefäßes haftet. Dadurch kann kein besserer Fluidisierungszustand aufrechterhalten werden, was wahrscheinlicher ist zu Flüssigkeitsstau führen.Spezifische Temperatureinstellungen werden je nach Materialien und Prozessen eingestellt.

(2) die Auswahl der Einlassfluggeschwindigkeit

Die Auswahl der Einlassluftgeschwindigkeit bei der einstufigen Wirbelschichtgranulationstechnologie basiert auf dem Prinzip, dass sich die Wirbelschichtpartikel immer in einem guten Fluidisierungszustand befinden.Der gute Fluidisierungszustand hängt hauptsächlich von der Feuchtigkeit und dem Gewicht des Materials ab.Bei der einstufigen Wirbelschichtgranulierung ändert sich der Zustand des Materials vom Zustand eines trockenen Pulvers zu nassen Partikeln und dann zu trockenen Partikeln. Die Lüftergeschwindigkeit muss ständig angepasst werden, um einen guten Granulationszustand durch einen Drehzahlregelungsinverter sicherzustellen.Wenn die Aufschlämmung granuliert wird, kann die Lüfterfrequenz mit der allmählichen Erhöhung der Partikelfeuchtigkeit moderat erhöht werden;Durch ein geeignetes Luftvolumen kann das Material in einen guten Fluidisierungszustand gebracht und der Wärmeaustausch in einen ausgeglichenen Zustand gebracht werden, was die Granulierung begünstigt.Wenn die Windgeschwindigkeit zu groß ist, kann es sein, dass das Material zu stark in den Staubbeutel geblasen wird und zu viel heiße Luft durch die Einheit strömt, wodurch sich die Feuchtigkeit des Bindemittels zu schnell verflüchtigt, die Bindungskraft geschwächt wird und die Bindemitteltröpfchen nicht austreten können vollständiger Kontakt mit dem Material, so dass die Partikelgrößenverteilung ein breites, feineres Pulver ergibt;und mit zunehmender Windgeschwindigkeit werden die Partikel einer übermäßigen Aufprallkraft ausgesetzt, was zu einem zu starken Abrieb der Partikel führt.

(3) Sprühdruck

Der Sprühflüssigkeitsdruck ist ein nicht zu vernachlässigender Faktor, der die Qualität der Granulierung beeinflusst.Beim Sprühdruck handelt es sich um den Prozess, bei dem das Bindemittel durch einen Luftstrom stark in zerstäubte Tröpfchen zerstäubt wird.Im Allgemeinen steht die Größe des Sprühdrucks im umgekehrten Verhältnis zur endgültigen Partikelgröße.Je höher der Sprühdruck, desto kleiner die zerstäubten Tröpfchen, desto größer die spezifische Oberfläche der Tröpfchen und desto schneller ist die Verdunstung von Wasser durch heiße Luft, wodurch die Partikelgröße kleiner wird.Umgekehrt gilt: Je kleiner der Sprühdruck, desto größer die gebildeten Tröpfchen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Tröpfchen größere Partikelklumpen erzeugen, und die Fähigkeit, das Pulver zu benetzen, wird weiter verringert.Daher sollte die Wahl des Zerstäubungsdrucks entsprechend dem Material und der Geräteleistung erfolgen, um eine geeignete Wahl zu treffen.Der Druck der Sprühdüse wird vom Steuerschrank eingestellt, um den Druckluftdruck anzupassen, um den Sprühdruck anzupassen.

(4) Auswahl der Sprührate

Die Auswahl der Sprühdurchflussmenge steht auch in direktem Zusammenhang mit der Partikelgröße.Die Sprühdurchflussrate ist proportional zur Größe der Partikelgröße. Bei einem bestimmten Sprühdruck erhöht sich mit zunehmender Sprühgeschwindigkeit auch die zerstäubte Tröpfchengröße des Klebstoffs. Wenn die Durchflussrate zu hoch ist, führt dies zu einer übermäßigen Sprühgeschwindigkeit Feuchtigkeit in der Maschine, die Feuchtigkeit auf der Oberfläche der nassen Partikel kann nicht rechtzeitig getrocknet werden, kann zu einer Aggregation oder Adhäsion zu einer Gruppe führen, die Partikelgröße der Partikel wird dadurch größer, in schwerwiegenderen Fällen kann es zum Zusammenbruch des Bettes kommen ;Wenn umgekehrt die Durchflussrate zu niedrig ist, kann die Partikelgröße weiter reduziert werden. Zu viel feines Pulver und ein Betrieb über eine bestimmte Zeit können ebenfalls zu einer Verstopfung der Pistole führen, was die Effizienz erheblich einschränkt.Die folgende Literatur untersucht die Sprührate und kommt zu dem Schluss, dass bei konstantem Sprühdruck und Einlasslufttemperatur/Materialtemperatur die höchste Partikelqualifikationsrate bei einer Sprührate von 10 ml/min erreicht wird.

Zusammenfassend lassen sich die Faktoren, die die Partikelgröße beeinflussen, wie folgt zusammenfassen: Im Granulationsprozess sollte die tatsächliche Situation der Feldgranulierung mit einer umfassenden Anpassung der Einflussfaktoren kombiniert werden, um die Partikelgröße im geeigneten Bereich zu steuern.


Partikelgröße

Einlassluftmenge

Einlasslufttemperatur

Flüssigkeitsdruck sprühen

Sprührate

Bindemittelkonzentration

Groß

Klein

Groß

Klein

Groß

Klein

Groß

Klein

Groß

Klein

Klein  

Groß

Klein

Groß

Klein

Groß

Groß

Klein

Groß

Klein


Zusätzlich zu den oben genannten Parametern gibt es auch Faktoren, die die Qualität der Granulierung beeinflussen können, einschließlich der Luftdichtheit des Wirbelschichtgeräts und der Integritätsprüfung des Filterbeutels, der Bindemittelkonzentration, der Pistolenhöhe, der Materialtemperatur, des Lufteinlasssystems und der Kanäle, die zu stark verschmutzt sind, um Schwarz zu verursachen Flecken und so weiter.Die Wirbelschichtgranulierung ist ein dynamischer Prozess. Im Granulationsprozess müssen wir den Fluidisierungszustand des Materials in Echtzeit beobachten und die Parameter rechtzeitig anpassen, um sicherzustellen, dass die Qualität unseres Granulats in einem guten Zustand ist nachträgliches Verdichten oder Beschichten usw.

Flüssigkeitsgranulationslinie

Wirbelschichtgranulator

So verbessern Sie die Granulationsqualität der Wirbelschichtgranulation

(1) Luftmengenregelung

Passen Sie das Lufteinlassvolumen so an, dass die Materialien im Behälter kochen und vollständig vermischt werden und die Siedeschicht nicht so leicht über die Düse hinausragt.Das anfängliche Luftvolumen des Wirbelschicht-Trockengranulators sollte nicht zu groß sein, da das Pulver sonst zu hoch siedet und an der Oberfläche des Filterbeutels haftet, was zu einer Behinderung des Luftstroms führt.Bei der Einstellung der Luftmenge ist es besser, dass die Zuluftmenge etwas größer ist als die Abluftmenge.Im Allgemeinen muss nach der Bestimmung der Luftmenge nur noch die Abluftmenge angepasst werden, um einen geeigneten Siedezustand zu erreichen.Beim Starten des Ventilators muss die Klappe geschlossen sein.Nachdem der Ventilator läuft, kann die Abluftklappe schrittweise erhöht werden, um einen idealen Siedezustand des Materials zu erreichen.

(2) Einlasslufttemperatur

Ist die Zulufttemperatur der Wirbelschichtgranulierung zu hoch, verringert sich die Partikelgröße, ist sie zu niedrig, wird das Material übernässt und es bilden sich Agglomerate.Daher ist es sehr wichtig, die Temperatur während der Siedegranulierung zu kontrollieren.

Dampf dringt in die Heizung ein und sorgt dafür, dass die Luft beim Durchströmen erhitzt wird.Da beim Erhitzen des Dampfes die Temperatur über einen gewissen Zeitraum steigt und fällt, muss bei der Einstellung und Regelung auf eine Vorsteuerung und Prognose geachtet werden.Persönliche Erfahrung: Beim Einsatz von Produktionsanlagen gibt es beim Aufheizen der Dampfheizung eine Pufferzone von etwa zehn Grad, d. h. die eingestellte Temperatur beträgt 60 °C, die Temperatur kann auf 70 °C ansteigen und dann allmählich sinken und stabilisieren Sie sich auf 60°C, dann, wenn es während des Granulationsprozesses ist. Um die Temperatur anzupassen, müssen Sie den Lufteinlass vorher kurz ausschalten oder die Temperatur etwa 10°C niedriger als die ideale Temperatur einstellen und dann nachregulieren es ist relativ ausgewogen.

(3) Geschwindigkeit der Sprühflüssigkeit

Wenn die Temperatur den Anforderungen entspricht, kann eine Sprühgranulierung durchgeführt werden.Zu diesem Zeitpunkt sollten der Durchfluss und der Druck der Druckluft sowie der Durchfluss und die Geschwindigkeit des Klebstoffs kontrolliert werden.Gleichzeitig muss die Rückspülfunktion (Aufblasfunktion) des Filterbeutels eingeschaltet sein.Alle paar Sekunden ein Rückstoß.

Die Bettdruckschwankung liegt im Allgemeinen innerhalb von ±3 %.Wenn die Druckschwankung ±10 % übersteigt, ist die Fluidisierung möglicherweise nicht ideal.

Die Durchflussrate und der Druck der Druckluft sowie die Durchflussrate und Durchflussrate des Klebstoffs müssen angemessen sein, um die richtige Partikelgrößenverteilung des Produkts sicherzustellen.

(4) Verhindern Sie ein Anhaften oder Absetzen

Während des Sprühvorgangs sinken die Materialtemperatur und die Luftaustrittstemperatur.Wenn sie auf einen bestimmten Wert sinken, sollte das Sprühen gestoppt werden, um ein Anhaften oder Sedimentieren der Wand zu verhindern.Wenn die Temperatur des Materials wieder den ursprünglichen Wert erreicht hat, beginnt das Sprühen erneut und dieser Zyklus wird wiederholt, bis der Klebstoff herausgesprüht ist.Es ist notwendig, auf die maximale Viskositätstemperatur verschiedener Klebstoffe zu achten und die Verweilzeit der Materialtemperatur bei der maximalen Viskositätstemperatur entsprechend den Anforderungen des Produkts anzupassen.

(5) Kuchenbildung verhindern

In der Sprühkammer wird das Material durch das Gas und die Form des Behälters beeinflusst, wodurch es zu Auf- und Abwärtsbewegungen von der Mitte zur Umgebung kommt.Der Klebstoff wird aus der Spritzpistole aufgesprüht.Das Pulvermaterial wird von den Klebstofftröpfchen angeklebt, zu Partikeln aggregiert und erhitzt.Der Luftstrom entzieht Feuchtigkeit und die Änderung der Auslasstemperatur sollte kontrolliert werden.Nasse Partikel neigen dazu, zusammenzukleben und Kuchen zu bilden.Es gibt noch andere Gründe für die Bildung von Kuchen: zu viel Beladung, daher muss sichergestellt werden, dass die Beladung angemessen ist;die Partikel sind zu nass und der Feuchtigkeitsgehalt der Partikel muss reduziert werden;Wenn Totvolumen vorhanden ist, trocknen Sie zuerst einen Teil des Materials und fügen Sie dann die restlichen nassen Partikel hinzu oder machen Sie Geräusche, um die Partikel zu schütteln.

(6) Pulvermenge laden

Das Füllvolumen sollte angemessen sein, nicht zu viel oder zu wenig.Im Allgemeinen beträgt das Füllvolumen etwa 60–80 % des Behältervolumens des Wirbelschichtgranulators.Zu viel oder zu wenig beeinflusst den Siedezustand und den Granulationseffekt.

 

(7) Beseitigung statischer Elektrizität

Der Behälter des Wirbelschichtgranulators ist im Allgemeinen mit einer Vorrichtung zur Beseitigung statischer Elektrizität ausgestattet.Die durch Pulverreibung erzeugte statische Elektrizität kann rechtzeitig beseitigt werden.Einige Hersteller statten das Gerät zur statischen Beseitigung mit einer separaten Sonde aus, die während des Gebrauchs manuell eingeführt werden muss.Achten Sie beim Gebrauch darauf und vergessen Sie es nicht.Statische Elektrizität ist die Hauptursache für die Adsorption von feinem Pulver und die Auffangbeutel und wirkt sich daher auf den Druckunterschied, den Fluidisierungszustand, die ungleichmäßige Granulierung usw. aus. (Zwischenspiel: Während eines weiteren Pilottests habe ich vergessen, die elektrostatische Sonde einzusetzen, weil das Gerät neu gekauft wurde Beim Vorheizen des Materials stellte ich fest, dass das Material immer weniger anhaftete.

(8) Schlechter Siedezustand

Der Auffangbeutel wurde längere Zeit nicht geschüttelt und es ist zu viel Pulver am Beutel adsorbiert;Die Siedehöhe ist zu hoch, der Zustand ist intensiv, der Bettunterdruck ist zu hoch und das Pulver wird am Auffangbeutel adsorbiert.Der Luftkanal ist verstopft und der Lufteinlass und -auslass ist nicht glatt.


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