Analysepunkte des Wirbelschichtgranulationsprozesses

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.

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. Durch kontinuierliches Einspritzen von Flüssigkeitströpfchen in die Kernoberfläche der Partikel bildet sich eine Flüssigkeitsbrücke. Mit zunehmender Flüssigkeitssättigung nimmt die Partikelgröße allmählich zu und die Porosität nimmt weiter ab. Dies ist auch das Funktionsprinzip eines Wirbelschicht-Sprühgranulators.

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, 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 Filterbeutel 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; Geschlossene Geräte, um das Herausfliegen 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 dem Bediener und reizenden oder giftigen Arzneimitteln und Hilfsstoffen verringern, was eher den GMP-Anforderungen entspricht; hoher Automatisierungsgrad, einfach zu vergrößern und zu reproduzieren.

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. Wenn andere Parameter unverändert bleiben und die Temperatur der Zuluft zu hoch ist, kann dies zu einer vorzeitigen Trocknung und Verdunstung der aufgesprühten Klebstofftröpfchen führen, was die Benetzbarkeit und Durchlässigkeit des Materials verringert, eine Flüssigkeitsbrücke bildet und die Kohäsion verringert, wodurch die Aggregationsfähigkeit der Partikel beeinträchtigt wird und Partikel kleinerer Größe entstehen. Eine zu hohe Temperatur kann auch zu Veränderungen in der Beschaffenheit einiger temperaturempfindlicher Materialien führen. Die Einlasslufttemperatur ist zu niedrig, was zu einer übermäßigen Benetzung des Pulvers führt und ein Teil des Materialpulvers zu Clustern zusammenklumpt und an der Wand des Behälters haftet. Dadurch kann ein besserer Fluidisierungszustand aufrechterhalten werden, was eher zu Flüssigkeitsstau führt. 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 Drehzahlregler 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 vollständig mit dem Material in Kontakt kommen können, so dass die Partikelgrößenverteilung ein breites, feineres Pulver ist; und mit zunehmender Windgeschwindigkeit werden die Partikel einer übermäßigen Aufprallkraft ausgesetzt, was zu einem zu starken Abrieb der Partikel führt.

(3) Sprühdruck

Der Druck der Sprühflüssigkeit 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 Größe der zerstäubten Tröpfchen des Klebstoffs. Wenn die Durchflussrate zu hoch ist, führt dies zu übermäßiger Luftfeuchtigkeit in der Maschine. Die Feuchtigkeit auf der Oberfläche der nassen Partikel kann nicht rechtzeitig getrocknet werden. Dies 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 Betts 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, der Tatsache, dass die Kanäle zu stark verschmutzt sind, um schwarze Flecken zu verursachen, 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, damit die anschließende Komprimierung oder Beschichtung usw.

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. Nach persönlicher Erfahrung gibt es bei der Verwendung von Produktionsanlagen beim Aufheizen der Dampfheizung eine Pufferzone von etwa zehn Grad, d.

(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 Materialtemperatur 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 Druckunterschiede, Fluidisierungszustand, ungleichmäßige Granulierung usw. aus. (Zwischenspiel: Während eines anderen Pilottests vergaß ich, die elektrostatische Sonde einzusetzen, weil das Gerät neu gekauft wurde. Während des Materialvorwärmvorgangs stellte ich fest, dass das Material immer weniger wurde. Wiederholte Beobachtungen ergaben, dass der größte Teil des Materials am Auffangbeutel adsorbiert wurde.)

(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.