Granulación húmeda con granuladores de alto corte

Introducción

La granulación húmeda es un paso crucial en la fabricación de tabletas farmacéuticas, donde mejora la flujo, la compresibilidad y la uniformidad de contenido de los gránulos. El proceso implica la adición de un aglutinante líquido a la mezcla de polvo, que crea gránulos cohesivos a través de una combinación de mecanismos como la aglomeración, la coalescencia y la consolidación. La granulación de alta cizallamiento, también conocida como granulación de mezcladores de alta cizalladura, o la granulación rápida del mezclador es un método ampliamente utilizado que proporciona un excelente control sobre el tamaño de los gránulos, la densidad y la uniformidad.

¿Qué es la granulación húmeda?

La granulación húmeda es un proceso que convierte los polvos finos en gránulos con propiedades de flujo y compresibilidad mejoradas. El proceso generalmente implica cuatro pasos clave: mezcla en polvo, adición de aglutinante, masa húmeda y secado. Durante la mezcla de polvo, el ingrediente farmacéutico activo (API), los excipientes y otros polvos se mezclan para garantizar una mezcla homogénea. La carpeta líquida se agrega a la mezcla de polvo, y la masa húmeda se forma agitando la mezcla. Finalmente, los gránulos húmedos se secan, se tamizan y se molen para obtener la distribución del tamaño de partícula deseada.

Granulación de alta cizalla por video de máquina de granulador de alto corte

Importancia de la granulación húmeda

La granulación húmeda ofrece numerosas ventajas en la industria farmacéutica. En primer lugar, mejora la flujo de flujo de polvos, lo que hace que sean más fáciles de manejar durante los pasos de procesamiento posteriores, como la tableta. En segundo lugar, mejora la compresibilidad, lo que permite la producción de tabletas con dureza constante y uniformidad de dosificación. Además, la granulación húmeda puede mejorar la estabilidad química, enmascarar sabores u olores desagradables, y modificar las propiedades de liberación de fármacos. Estos beneficios hacen que la granulación húmeda sea una elección preferida para formular formas de dosificación sólida.

Granuladores de alto corte: una descripción general

Los granuladores de alto corte son equipos especializados utilizados para la granulación húmeda. Consisten en un tazón de mezcla o una cámara de granulación equipada con un impulsor de alta velocidad y cuchillas de helicóptero. El impulsor genera fuerzas mecánicas intensas que descomponen los aglomerados y promueven la formación de gránulos. Los granuladores de alto corte están disponibles en diferentes diseños, incluidos los modelos superiores e impulsados ​​por el fondo, cada uno que ofrece ventajas distintas basadas en los requisitos del proceso.

Ventajas de los granuladores de alto corte

Los granuladores de alto corte ofrecen varias ventajas sobre otras técnicas de granulación. En primer lugar, proporcionan un excelente control sobre las propiedades de los gránulos, como el tamaño, la densidad y la porosidad. Este control permite la producción de gránulos con las características deseadas, como la flujo mejorada y la compresibilidad. En segundo lugar, los granuladores de mezcladores de alto corte ofrecen un alto grado de reproducibilidad de procesos, lo que garantiza la consistencia en la calidad de los gránulos producidos. La eficiente acción de mezcla del equipo da como resultado una distribución uniforme del aglutinante a lo largo de la mezcla de polvo, lo que lleva a una formación de granulos uniformes. Además, los granuladores de alto corte pueden manejar una amplia gama de formulaciones, incluidas aquellos con materiales desafiantes o altas cargas de medicamentos, lo que los hace versátiles para diversas aplicaciones en la industria farmacéutica.

Granulación de alta cizalla

Granulador de alta cizalla

Granulador de mezclador de alta cizalla

Principio de trabajo de granuladores de alto corte

Los granuladores de alta cizallamiento operan sobre el principio de agitación mecánica y fuerzas de corte. El impulsor o las cuchillas de los helicópteros giran a altas velocidades, creando un poderoso flujo turbulento dentro de la cámara de granulación. Este flujo turbulento induce colisión y desgaste entre las partículas, descomponiéndolas y promoviendo su adhesión. La carpeta líquida, típicamente agregada a través de un sistema de pulverización, rota las partículas y actúa como agente de unión. La combinación de agitación mecánica y aglutinante líquido da como resultado la formación de gránulos cohesivos.

Componentes clave de los granuladores de alto corte

Los granuladores de alto corte consisten en varios componentes clave que contribuyen a su operación eficiente. El tazón de mezcla o la cámara de granulación es donde tiene lugar el proceso de granulación. Está equipado con un impulsor y cuchillas de helicóptero que generan las fuerzas de corte necesarias. El impulsor es impulsado por un motor, y su velocidad se puede ajustar para controlar la intensidad de la mezcla. El sistema de pulverización, que comprende un depósito de solución de aglutinante y una boquilla, facilita la adición controlada del aglutinante líquido. Además, los granuladores de alto corte pueden incluir características como el control de temperatura y los controles automatizados para un mayor control y monitoreo de procesos.

Parámetros de proceso en granulación húmeda

Para lograr resultados óptimos de granulación, varios parámetros de proceso deben controlarse cuidadosamente. Estos parámetros incluyen la velocidad del impulsor, la velocidad de adición de aglutinante, el tiempo de mezcla, la temperatura de granulación y el punto final de granulación. La velocidad del impulsor afecta la intensidad de las fuerzas de mezcla y corte aplicadas a la mezcla de polvo. La tasa de adición de aglutinante debe optimizarse para garantizar una distribución uniforme sin superar o subojar la mezcla. El tiempo de mezcla debe ser suficiente para lograr el tamaño y la uniformidad de los gránulos deseados. La temperatura de granulación es crucial para los materiales termosensibles, ya que el calor excesivo puede degradar la API o los excipientes. Por último, el punto final de granulación, determinado por la inspección visual o la medición de las propiedades de los gránulos, indica cuándo se ha logrado el tamaño y la consistencia del granulo deseados.

Consideraciones de formulación para la granulación húmeda

Al formular la granulación húmeda, se deben tener en cuenta varios factores. La selección de excipientes y su compatibilidad con la API y la carpeta es crucial para lograr gránulos robustos. Los excipientes con las propiedades apropiadas de unión, desintegración y mejora del flujo se usan comúnmente. La elección de la carpeta depende de las características deseadas de los gránulos y los requisitos del proceso. Los aglutinantes comunes incluyen agua, soluciones a base de alcohol y polímeros. La concentración de aglutinante y la viscosidad deben optimizarse para lograr las propiedades de gránulos deseadas. Además, la distribución del tamaño de partícula de los polvos iniciales, junto con el uso de ayudas granuladas apropiadas, puede afectar el proceso de formación de granulos.

Caracterización y evaluación de granulos

La caracterización de los gránulos es esencial para evaluar la calidad y el rendimiento de los gránulos producidos. Se evalúan varios parámetros, incluida la distribución del tamaño de los gránulos, la densidad, la flujo, la compresibilidad y el contenido de humedad. La distribución del tamaño del gránulo se determina típicamente mediante análisis de tamiz o técnicas de difracción láser. La densidad de gránulos afecta el peso y las propiedades de desintegración de la tableta. La flujo de flujo determina la capacidad de los gránulos para fluir de manera uniforme durante la compresión de la tableta. La compresibilidad se refiere a la capacidad de los gránulos para resistir las fuerzas de compresión sin fragmentación excesiva o adherencia. El contenido de humedad es crítico para la estabilidad y puede afectar las propiedades mecánicas de los gránulos. Estos parámetros se evalúan a través de técnicas analíticas apropiadas y se comparan con especificaciones predeterminadas para garantizar que los gránulos cumplan con los estándares de calidad deseados.

Líquido de rociado 

Sistema de impulsor

Sistema de helicóptero

Solución de problemas en granulación húmeda

Durante la granulación húmeda, pueden surgir varios desafíos y problemas que requieren la resolución de problemas. Un problema común es la formación de gránulos de gran tamaño o de menor tamaño, que pueden afectar la uniformidad de la tableta y la uniformidad del contenido. Este problema puede resolverse ajustando la velocidad del impulsor, la tasa de adición de aglutinante o el tiempo de mezcla. Otro desafío es la presencia de bultos o aglomerados en los gránulos, lo que puede conducir a defectos de la tableta o obstruir el equipo. Aumentar la intensidad de la mezcla o el uso de ayudas granuladas apropiadas puede ayudar a superar este problema. Además, la mala fluabilidad o el contenido excesivo de humedad pueden afectar los pasos de procesamiento posterior. Ajustar los parámetros de granulación o la implementación de técnicas de secado puede abordar estos problemas.

Desafíos comunes en la granulación húmeda

La granulación húmeda es un proceso complejo, y se encuentran comúnmente varios desafíos. Uno de esos desafíos es el potencial de degradación o inestabilidad de API durante el proceso de granulación. Esto se puede mitigar optimizando la temperatura de granulación, seleccionando excipientes apropiados y minimizando la exposición a la humedad u oxígeno. Otro desafío es el control de la distribución del tamaño de los gránulos, ya que lograr un rango estrecho de tamaños de partículas puede ser difícil. Al optimizar los parámetros de formulación y proceso, incluida la concentración de aglutinante y la velocidad del impulsor, se puede mejorar el control del tamaño del granulo. Además, la selección de materiales de aglutinante adecuados y su compatibilidad con los componentes de la formulación es crucial para una granulación exitosa.

Garantía de calidad en la granulación húmeda

La garantía de calidad juega un papel vital para garantizar la producción de gránulos de alta calidad. Esto implica la implementación de procedimientos sólidos, el cumplimiento de las pautas regulatorias y la documentación exhaustiva del proceso de granulación. Las pruebas de control de calidad se realizan en varias etapas para evaluar las propiedades físicas y químicas de los gránulos. Las verificaciones en proceso, como monitorear el contenido de humedad de los granulos y la distribución del tamaño de partículas, ayudan a identificar cualquier desviación y permiten acciones correctivas. Las pruebas finales del producto, incluida la uniformidad de contenido, la disolución y los estudios de estabilidad, aseguran que los gránulos cumplan con las especificaciones requeridas. Además, la limpieza y el mantenimiento adecuados del equipo son esenciales para evitar la contaminación cruzada y garantizar la seguridad del producto.

Comparación con otras técnicas de granulación

Si bien la granulación húmeda con granuladores de alto cizallamiento se utiliza ampliamente, es importante compararla con otras técnicas de granulación. La granulación seca, por ejemplo, elimina el uso de aglutinantes líquidos e implica la compactación de polvos en gránulos utilizando presión. Esta técnica es adecuada para materiales sensibles a la humedad o sensibles al calor, pero puede dar como resultado una menor densidad de gránulos y flujo en comparación con la granulación húmeda. La granulación del lecho fluidizado, por otro lado, implica suspender las partículas de polvo en una corriente de aire y rociar una solución de aglutinante sobre ellas. Ofrece ventajas como capacidades eficientes de mezcla y secado, pero pueden tener limitaciones en términos de controlar el tamaño y la densidad de los granulos. La elección de la técnica de granulación depende de los requisitos específicos de la formulación y las características deseadas de los gránulos.

Video de granulación de alta cizalla

Tendencias e innovaciones futuras en granulación húmeda

El campo de la granulación húmeda está evolucionando continuamente, con una investigación continua y avances tecnológicos que impulsan la innovación. Un área de enfoque es el desarrollo de procesos continuos de granulación húmeda, que ofrecen ventajas, como un tiempo de procesamiento reducido, una eficiencia mejorada y un mayor control sobre las propiedades de los granulares. La fabricación continua permite el monitoreo y ajuste en tiempo real de los parámetros del proceso, lo que resulta en una mayor productividad y una variabilidad reducida. Además, la integración de las herramientas de tecnología analítica de procesos (PAT), como la espectroscopía de infrarrojo cercano y el monitoreo de emisiones acústicas, permite el monitoreo en línea y el control de los parámetros críticos. Estos avances contribuyen a la optimización de los procesos de granulación húmeda, lo que lleva a una mejor calidad del producto, costos reducidos y una mejor comprensión del proceso.

Otra área de interés en la granulación húmeda es el desarrollo de nuevos materiales de aglutinantes con una funcionalidad mejorada. Los investigadores están explorando el uso de polímeros, copolímeros y excipientes con propiedades de unión únicas para mejorar el rendimiento de los gránulos. Estos materiales pueden proporcionar un mejor control sobre la resistencia a los gránulos, la desintegración y los perfiles de liberación de drogas. Además, se están haciendo esfuerzos para desarrollar opciones de aglutinantes ecológicas y sostenibles para reducir el impacto ambiental.

La incorporación de técnicas de modelado y simulación de procesos es otra tendencia en la granulación húmeda. Al utilizar herramientas computacionales, los investigadores y fabricantes pueden optimizar los parámetros del proceso, predecir las propiedades de los granulos y solucionar problemas potenciales antes de realizar ensayos experimentales. Este enfoque ahorra tiempo y recursos al tiempo que permite una comprensión más profunda del proceso de granulación.

Además, la integración de la automatización y la robótica en los procesos de granulación húmeda está ganando tracción. Los sistemas automatizados pueden controlar con precisión la adición de aglutinantes, monitorear los parámetros del proceso y optimizar el flujo de trabajo de producción general. Esto no solo mejora la eficiencia del proceso, sino que también reduce el riesgo de error humano y variabilidad.

En conclusión, la granulación húmeda con granuladores de alto cizallamiento es una técnica versátil y efectiva para la producción de gránulos en diversas industrias. Ofrece ventajas como flujo mejorada, compresibilidad y uniformidad de contenido. Al controlar cuidadosamente los parámetros del proceso, seleccionar formulaciones adecuadas e implementar medidas de garantía de calidad, los gránulos de alta calidad se pueden producir consistentemente. Los avances continuos en el campo, incluida la fabricación continua, nuevos materiales de aglutinante, modelado de procesos y automatización, están dando forma al futuro de la granulación húmeda. Estos desarrollos apuntan a optimizar aún más el proceso, mejorar la calidad del producto y mejorar la sostenibilidad.

Video de granulador de mezclador de alta cizalla

Preguntas frecuentes

P1: ¿Se puede utilizar la granulación húmeda para todo tipo de formulaciones?

A1: la granulación húmeda es adecuada para una amplia gama de formulaciones, incluidas las drogas hidrófilas e hidrofóbicas. Sin embargo, ciertas formulaciones pueden requerir modificaciones o técnicas de granulación alternativas dependiendo de sus características específicas.

P2: ¿Cuánto tiempo lleva el proceso de granulación húmedo?

A2: La duración del proceso de granulación húmeda puede variar según factores como la complejidad de la formulación, las propiedades de granulos deseadas y el equipo utilizado. Por lo general, el proceso puede tomar varias horas, incluidas la mezcla, la masa húmeda y las etapas de secado.

P3: ¿Cuáles son algunos desafíos comunes que se enfrentan durante la granulación húmeda?

A3: Los desafíos comunes en la granulación húmeda incluyen lograr la distribución deseada del tamaño del granulo, controlar el contenido de humedad, minimizar la aglomeración o los bultos y mantener propiedades de granulos consistentes. Estos desafíos se pueden abordar a través de la optimización del proceso y las técnicas de solución de problemas.

P4: ¿Es la granulación húmeda un proceso escalable para la producción a gran escala?

A4: la granulación húmeda es un proceso escalable y se puede implementar con éxito para la producción a gran escala. Sin embargo, se deben considerar factores como la selección del equipo, la validación del proceso y las medidas de control de calidad para garantizar resultados consistentes y reproducibles.

P5: ¿Hay alguna alternativa a la granulación húmeda para la formación de granulos?

A5: Sí, las técnicas alternativas de granulación incluyen granulación seca y granulación del lecho fluidizado. Estas técnicas ofrecen ventajas específicas y pueden preferirse para ciertas formulaciones o requisitos de proceso. La elección de la técnica de granulación depende de las características deseadas de los gránulos y las necesidades específicas de la aplicación.

Orden de la serie GHL Descripción del granulador de alto corte de cizallamiento

El viejo cliente de Vietnam de Hywell Machinery Co., Ltd. realizó una orden para comprar el Granulador de alta cizallamiento de la serie GHL nuevamente a principios de 2022, y el cliente compró el granulador húmedo de la serie GHL de Hywell en muchos sets. Este granulador de mezclador de alta cizallamiento GHL-200 completa la producción de acuerdo con los requisitos del contrato. El cliente no puede engordar en Hywell Factory antes del parto, y la grasa lo hace el video remoto de nuestro ingeniero y cliente. Esta granululación de alto corte está completamente empaquetado y listo para la entrega.

La granulación de alto corte de la serie GHL a menudo se conecta con Granulador oscilante de la serie YK para obtener gránulos húmedos de 1.5-5 mm, y luego directamente para enviar los gránulos húmedos a la máquina de secado para obtener gránulos secos (gránulos instantáneos), la máquina de secado puede usar Secador de lecho de fluido vertical o Sectador de lecho de fluido horizontal , pero decide por la capacidad de tratamiento. El paso final del sistema de proceso es el tamiz de gránulos. El tamiz de gránulos separará las partículas de polvo grandes del polvo, el tamaño se determina para la separación. El tamaño de apagado se está embolsado y el polvo se puede empacar directamente en bolsas grandes o transmitirse a un sistema de silo para otros sistemas de embalaje.

El granulador de mezcla rápida que usa granulador de alta cizallamiento se puede dividir en 5 etapas e incluidos;

1. Diferentes tipos de mezcla de polvo

2. Adición de carpeta o adición de líquido granulado.

3. Humectación de polvo y nucleación

4. Crecimiento de gránulos y densificación del polvo.

5. Atrapa y rotura del granulo.