Granulation humide avec des granulateurs de cisaillement élevés

Introduction

La granulation humide est une étape cruciale dans la fabrication de comprimés pharmaceutiques, où il améliore la fluidité, la compressibilité et l'uniformité du contenu des granules. Le processus implique l'ajout d'un liant liquide au mélange de poudre, qui crée des granules cohésifs à travers une combinaison de mécanismes tels que l'agglomération, la coalescence et la consolidation. Une granulation élevée au cisaillement, également connue sous le nom de granulation du mélangeur de cisaillement élevé, ou granulation du mélangeur rapide est une méthode largement utilisée qui fournit un excellent contrôle sur la taille, la densité et l'uniformité des granules.

Qu'est-ce que la granulation humide?

La granulation humide est un processus qui convertit les poudres fines en granules avec des propriétés d'écoulement améliorées et une compressibilité. Le processus implique généralement quatre étapes clés: le mélange de poudre, l'addition de liant, la masse humide et le séchage. Pendant le mélange de poudre, l'ingrédient pharmaceutique actif (API), les excipients et autres poudres sont mélangés pour assurer un mélange homogène. Le liant liquide est ensuite ajouté au mélange de poudre, et la masse humide est formée en agitant le mélange. Enfin, les granules humides sont séchés, tamisés et broyés pour obtenir la distribution de taille des particules souhaitée.

Granulation à cisaillement élevée par vidéo machine granulatrice à cisaillement élevé

Importance de la granulation humide

La granulation humide offre de nombreux avantages dans l'industrie pharmaceutique. Premièrement, il améliore la fluidité des poudres, ce qui les rend plus faciles à gérer au cours des étapes de traitement ultérieures telles que les comprimés. Deuxièmement, il améliore la compressibilité, permettant la production de comprimés avec une dureté cohérente et une uniformité posologique. De plus, la granulation humide peut améliorer la stabilité chimique, masquer les goûts ou les odeurs désagréables et modifier les propriétés de libération de médicament. Ces avantages font de la granulation humide un choix préféré pour formuler des formes de dosage solide.

Granulators de cisaillement élevé: un aperçu

Les granulateurs de cisaillement élevés sont des équipements spécialisés utilisés pour la granulation humide. Ils se composent d'un bol à mélanger ou d'une chambre de granulation équipée d'une roue à grande vitesse et de lames d'hélicoptère. La roue génère des forces mécaniques intenses qui décomposent les agglomérats et favorisent la formation de granules. Des granulateurs de cisaillement élevés sont disponibles dans différents modèles, y compris des modèles supérieurs et basés sur le bas, chacun offrant des avantages distincts en fonction des exigences du processus.

Avantages des granulateurs de cisaillement élevé

Les granulateurs de cisaillement élevés offrent plusieurs avantages par rapport aux autres techniques de granulation. Premièrement, ils fournissent un excellent contrôle sur les propriétés granulaires telles que la taille, la densité et la porosité. Ce contrôle permet la production de granules avec les caractéristiques souhaitées, telles que l'amélioration de la flux et de la compressibilité. Deuxièmement, les granulateurs de mélangeurs à cisaillement élevés offrent un degré élevé de reproductibilité du processus, garantissant la cohérence de la qualité des granules produits. L'action de mélange efficace de l'équipement entraîne une distribution uniforme du liant dans tout le mélange de poudre, conduisant à une formation de granules uniformes. De plus, les granulateurs à cisaillement peuvent gérer un large éventail de formulations, y compris celles avec des matériaux difficiles ou des charges de médicaments élevées, ce qui les rend polyvalentes pour diverses applications dans l'industrie pharmaceutique.

Granulation de cisaillement élevée

Granulateur de cisaillement élevé

Granulateur de mélangeur à cisaillement élevé

Principe de travail des granulateurs de cisaillement élevé

Les granulateurs de cisaillement élevés fonctionnent sur le principe de l'agitation mécanique et des forces de cisaillement. La roue ou les lames d'hélicoptère tournent à grande vitesse, créant un puissant flux turbulent dans la chambre de granulation. Ce flux turbulent induit une collision et l'attrition entre les particules, les décomposant et favorisant leur adhérence. Le liant liquide, généralement ajouté à travers un système de pulvérisation, assouplit les particules et agit comme un agent de liaison. La combinaison de l'agitation mécanique et du liant liquide entraîne la formation de granules cohésifs.

Composants clés des granulateurs de cisaillement élevés

Les granulateurs de cisaillement élevés se composent de plusieurs composants clés qui contribuent à leur fonctionnement efficace. Le bol à mélanger ou la chambre de granulation est l'endroit où le processus de granulation a lieu. Il est équipé d'une roue et de lames d'hélicoptère qui génèrent les forces de cisaillement nécessaires. La roue est entraînée par un moteur et sa vitesse peut être ajustée pour contrôler l'intensité du mélange. Le système de pulvérisation, comprenant un réservoir de solution de liant et une buse, facilite l'ajout contrôlé du liant liquide. De plus, les granulateurs de cisaillement élevés peuvent inclure des caractéristiques telles que le contrôle de la température et des commandes automatisées pour un contrôle et une surveillance améliorés des processus.

Paramètres de processus dans la granulation humide

Pour obtenir des résultats de granulation optimaux, plusieurs paramètres de processus doivent être soigneusement contrôlés. Ces paramètres comprennent la vitesse de la roue, le taux d'addition de liant, le temps de mélange, la température de granulation et le point final de granulation. La vitesse de la roue affecte l'intensité des forces de mélange et de cisaillement appliquées au mélange de poudre. Le taux d'addition de liant doit être optimisé pour garantir une distribution uniforme sans surcourir ou sous-coller le mélange. Le temps de mélange devrait être suffisant pour atteindre la taille et l'uniformité des granules souhaités. La température de granulation est cruciale pour les matériaux thermosensibles, car une chaleur excessive peut dégrader l'API ou les excipients. Enfin, le critère d'évaluation de granulation, déterminé par une inspection visuelle ou une mesure des propriétés des granules, indique quand la taille et la cohérence des granules souhaitées ont été atteints.

Considérations de formulation pour la granulation humide

Lors de la formulation de granulation humide, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. La sélection des excipients et leur compatibilité avec l'API et le liant sont cruciaux pour atteindre des granules robustes. Les excipients avec des propriétés de liaison, de désintégration et d'amélioration de l'écoulement appropriées sont couramment utilisées. Le choix du liant dépend des caractéristiques souhaitées des granules et des exigences du processus. Les liants communs comprennent l'eau, les solutions à base d'alcool et les polymères. La concentration et la viscosité du liant doivent être optimisés pour atteindre les propriétés des granules souhaités. De plus, la distribution de la taille des particules des poudres de départ, ainsi que l'utilisation de sida granulées appropriées, peuvent avoir un impact sur le processus de formation des granules.

Caractérisation et évaluation des granules

La caractérisation des granules est essentielle pour évaluer la qualité et les performances des granules produits. Divers paramètres sont évalués, notamment la distribution de la taille des granules, la densité, la fluidité, la compressibilité et la teneur en humidité. La distribution de la taille des granules est généralement déterminée à l'aide de l'analyse du tamis ou des techniques de diffraction laser. La densité des granules affecte le poids et les propriétés de désintégration du comprimé. La fluidité détermine la capacité des granules à s'écouler uniformément pendant la compression des comprimés. La compressibilité fait référence à la capacité des granules à résister aux forces de compression sans fragmentation ou collage excessive. La teneur en humidité est essentielle pour la stabilité et peut affecter les propriétés mécaniques des granules. Ces paramètres sont évalués par le biais de techniques analytiques appropriées et comparées aux spécifications prédéterminées pour garantir que les granules répondent aux normes de qualité souhaitées.

Pulvériser du liquide 

Système de roue

Hachoir

Dépannage dans la granulation humide

Pendant la granulation humide, divers défis et problèmes peuvent survenir qui nécessitent un dépannage. Un problème courant est la formation de granules surdimensionnés ou sous-dimensionnés, qui peuvent affecter l'uniformité des tablettes et l'uniformité du contenu. Ce problème peut être résolu en ajustant la vitesse de la roue, le taux d'addition de liant ou le temps de mélange. Un autre défi est la présence de grumeaux ou d'agglomérats dans les granules, ce qui peut entraîner des défauts de comprimés ou un colmatage de l'équipement. L'augmentation de l'intensité du mélange ou de l'utilisation des aides granulées appropriées peut aider à surmonter ce problème. De plus, une mauvaise fluidité ou une teneur en humidité excessive peut avoir un impact sur les étapes de traitement en aval. L'ajustement des paramètres de granulation ou la mise en œuvre de techniques de séchage peuvent résoudre ces problèmes.

Défis communs dans la granulation humide

La granulation humide est un processus complexe et plusieurs défis sont couramment rencontrés. Un tel défi est le potentiel de dégradation ou d'instabilité de l'API pendant le processus de granulation. Cela peut être atténué en optimisant la température de granulation, en sélectionnant les excipients appropriés et en minimisant l'exposition à l'humidité ou à l'oxygène. Un autre défi est le contrôle de la distribution de la taille des granules, car la réalisation d'une gamme étroite de tailles de particules peut être difficile. En optimisant les paramètres de formulation et de processus, y compris la concentration de liant et la vitesse de la roue, le contrôle de la taille des granules peut être amélioré. De plus, la sélection de matériaux de liant appropriés et leur compatibilité avec les composants de formulation sont cruciaux pour une granulation réussie.

Assurance qualité dans la granulation humide

L'assurance qualité joue un rôle vital dans l'assurance de la production de granules de haute qualité. Cela implique la mise en œuvre de procédures robustes, l'adhésion aux directives réglementaires et la documentation approfondie du processus de granulation. Des tests de contrôle de la qualité sont effectués à différentes étapes pour évaluer les propriétés physiques et chimiques des granules. Les contrôles en cours de processus, tels que la surveillance de la teneur en humidité des granules et de la distribution de la taille des particules, aident à identifier les écarts et à permettre des actions correctives. Les tests finaux de produits, y compris l'uniformité du contenu, la dissolution et les études de stabilité, garantissent que les granules répondent aux spécifications requises. De plus, le nettoyage et l'entretien appropriés de l'équipement sont essentiels pour prévenir la contamination croisée et assurer la sécurité des produits.

Comparaison avec d'autres techniques de granulation

Bien que la granulation humide avec des granulateurs de cisaillement élevé soit largement utilisée, il est important de le comparer avec d'autres techniques de granulation. La granulation sèche, par exemple, élimine l'utilisation de liants liquides et implique le compactage des poudres en granules en utilisant la pression. Cette technique convient aux matériaux sensibles à l'humidité ou sensibles à la chaleur, mais peut entraîner une densité et une flux de granules plus faibles par rapport à la granulation humide. La granulation fluidisée du lit, en revanche, implique de suspendre les particules de poudre dans un flux d'air et de pulvériser une solution de liant sur eux. Il offre des avantages tels que des capacités de mélange et de séchage efficaces, mais peut avoir des limites en termes de contrôle de la taille et de la densité des granules. Le choix de la technique de granulation dépend des exigences spécifiques de la formulation et des caractéristiques souhaitées des granules.

Vidéo de granulation à cisaillement élevé

Tendances et innovations futures dans la granulation humide

Le domaine de la granulation humide évolue continuellement, avec des recherches et des progrès technologiques en cours stimulant l'innovation. Un domaine d'intérêt est le développement de processus de granulation humide continus, qui offrent des avantages tels que la réduction du temps de traitement, une efficacité améliorée et un contrôle accru sur les propriétés des granules. La fabrication continue permet la surveillance et l'ajustement en temps réel des paramètres de processus, entraînant une productivité accrue et une variabilité réduite. En outre, l'intégration des outils de technologie analytique de processus (PAT), telles que la spectroscopie proche infrarouge et la surveillance des émissions acoustiques, permet la surveillance en ligne et le contrôle des paramètres critiques. Ces progrès contribuent à l'optimisation des processus de granulation humide, conduisant à une meilleure qualité de produit, à des coûts réduits et à une compréhension accrue des processus.

Un autre domaine d'intérêt pour la granulation humide est le développement de nouveaux matériaux de liant avec une fonctionnalité améliorée. Les chercheurs explorent l'utilisation de polymères, de copolymères et d'excipients aux propriétés de liaison uniques pour améliorer les performances des granules. Ces matériaux peuvent fournir un meilleur contrôle sur la résistance des granules, la désintégration et les profils de libération de médicament. De plus, des efforts sont faits pour développer des options de liant respectueuses et durables pour réduire l'impact environnemental.

L'incorporation de techniques de modélisation et de simulation de processus est une autre tendance de la granulation humide. En utilisant des outils de calcul, les chercheurs et les fabricants peuvent optimiser les paramètres du processus, prédire les propriétés granulaires et résoudre les problèmes potentiels avant de mener des essais expérimentaux. Cette approche permet d'économiser du temps et des ressources tout en permettant une compréhension plus approfondie du processus de granulation.

De plus, l'intégration de l'automatisation et de la robotique dans les processus de granulation humide gagne du terrain. Les systèmes automatisés peuvent contrôler avec précision l'ajout de liants, surveiller les paramètres du processus et rationaliser le flux de travail de production global. Cela améliore non seulement l'efficacité du processus, mais réduit également le risque d'erreur et de variabilité humaine.

En conclusion, la granulation humide avec des granulateurs à cisaillement élevé est une technique polyvalente et efficace pour la production de granules dans diverses industries. Il offre des avantages tels que l'amélioration de la fluidité, de la compressibilité et de l'uniformité du contenu. En contrôlant soigneusement les paramètres de processus, en sélectionnant des formulations appropriées et en mettant en œuvre des mesures d'assurance qualité, les granules de haute qualité peuvent être produits de manière cohérente. Les progrès continus sur le terrain, y compris la fabrication continue, les nouveaux matériaux de liant, la modélisation des processus et l'automatisation, façonnent l'avenir de la granulation humide. Ces développements visent à optimiser davantage le processus, à améliorer la qualité des produits et à améliorer la durabilité.

Vidéo de granulatrice de mélangeur à cisaillement élevé

FAQ

Q1: La granulation humide peut-elle être utilisée pour tous les types de formulations?

A1: La granulation humide convient à une large gamme de formulations, y compris les médicaments hydrophiles et hydrophobes. Cependant, certaines formulations peuvent nécessiter des modifications ou des techniques de granulation alternatives en fonction de leurs caractéristiques spécifiques.

Q2: Combien de temps le processus de granulation humide prend-il généralement?

A2: La durée du processus de granulation humide peut varier en fonction des facteurs tels que la complexité de formulation, les propriétés des granules souhaitées et l'équipement utilisé. En règle générale, le processus peut prendre plusieurs heures, notamment le mélange, la masse humide et les étapes de séchage.

Q3: Quels sont les défis courants rencontrés lors de la granulation humide?

A3: Les défis courants dans la granulation humide comprennent la réalisation de la distribution de la taille des granules souhaitée, le contrôle de la teneur en humidité, la minimisation de l'agglomération ou les grumeaux et le maintien de propriétés de granules cohérentes. Ces défis peuvent être relevés grâce à des techniques d'optimisation et de dépannage des processus.

Q4: La granulation humide est-elle un processus évolutif pour la production à grande échelle?

A4: La granulation humide est un processus évolutif et peut être mise en œuvre avec succès pour une production à grande échelle. Cependant, des facteurs tels que la sélection de l'équipement, la validation des processus et les mesures de contrôle de la qualité doivent être pris en compte pour garantir des résultats cohérents et reproductibles.

Q5: Y a-t-il des alternatives à la granulation humide pour la formation de granules?

A5: Oui, les techniques de granulation alternative comprennent la granulation sèche et la granulation fluidisée au lit. Ces techniques offrent des avantages spécifiques et peuvent être préférés pour certaines formulations ou exigences de processus. Le choix de la technique de granulation dépend des caractéristiques souhaitées des granules et des besoins spécifiques de l'application.

Ordre de la série GHL High Carear Granulator Description

L'ancien client du Vietnam de Hywell Machinery Co., Ltd. Granulatrice de cisaillement élevé de la série GHL au début de 2022, et le client a acheté de nombreux ensembles GHL Series Wet Granulator de Hywell. Ce granulateur de mélangeur à cisaillement élevé GHL-200 complète la production en fonction des exigences du contrat. Le client ne peut pas faire de graisse chez Hywell Factory avant la livraison., Et la graisse est réalisée par la vidéo distante de notre ingénieur et client. Cette granulation à cisaillement élevée est entièrement emballée et prête à livrer.

La granulation à cisaillement élevée de la série GHL se connecte souvent avec Granulatrice oscillante de la série YK pour obtenir des granules humides de 1,5 à 5 mm, puis directement pour envoyer les granules humides dans la machine à sécher pour obtenir des granules séchés (granules instantanés), la machine à sécher peut utiliser Séchoir de lit de liquide vertical ou Sèche-linge horizontal à lit de liquide , mais il décide par la capacité de traitement. La dernière étape du système de processus est le tamisage des granules. Le tamisage des granules séparera les grandes particules de poudre de la poudre, la taille est déterminée pour la séparation. La taille hors de taille est éteinte et la poudre peut être directement emballée dans de gros sacs ou transmise à un système de silo pour d'autres systèmes d'emballage.

Le granulateur de mélange rapide utilisant un granulateur de cisaillement élevé peut être divisé en 5 étapes et ils incluaient;

1. Mélange de poudre différents types

2. Addition de liant ou addition de liquide granulé.

3. Mouillonnement de la poudre et de la nucléation

4. Croissance des granules et densification de la poudre.

5. Attrition et rupture des granules.