Kako optimizirati granulaciju fluidiranog kreveta

Granulacija fluidiranog kreveta: Uvod

Pitate li se kako funkcionira granulacija s fluidiranim krevetom? A koja je primjena granulatora s fluidiranim krevetom danas, provest ću vas kroz:

Granulacija fluidiziranog kreveta koju je proizveo Hywell

Također možete posjetiti našu stranicu proizvoda s granulatorom tekućeg kreveta ovdje gdje možete zatražiti ponudu, a također pročitati i o procesorima za tekućine.

Sušenje je ključni jedinični proces u kemijskoj, hrani i farmaceutskoj industriji. Zahtijeva grijanje što ga čini kapitalom i energetski intenzivnim. Sušenje može sačiniti 60-70% ukupnih troškova proizvodnje.

Granulatori za sušenje tekućine široko su prihvaćeni za sušenje granula i praha u proizvodnji lijekova u čvrstom dozivanju. Hywell proizvodi vrlo kvalitetne sušilice za krevet po konkurentnim tvorničkim cijenama.

Uvod u granulaciju fluidiranog kreveta

Farmaceutska proizvodnja zahtijeva preciznu kontrolu nad proizvodnjom čvrstih oblika doziranja. Granulacija, proces pretvaranja sitnih čestica praha u veće granule, igra ključnu ulogu u postizanju ujednačenosti, protočnosti i stabilnosti konačnog proizvoda. Fluidizirana granulacija kreveta nudi učinkovitu i svestranu metodu za postizanje ovih ciljeva. granulacija uključuje suhu granulaciju i mokra granulacija . mokra granulacija uključuje različite vrste strojeva, poput granulatori za sprej za tekućine, Granulatori košara, ljuljački granulatori (oscilirajući granulatori) i Granulatori s visokim smicanjem miksera.

Fluidizirana granulacija kreveta može se klasificirati kao postupak s jednim tankom, jer se prah može miješati, granulirati i sušiti u istoj jedinici, olakšavajući prijenos proizvoda i minimiziranje unakrsne kontaminacije. Osim toga, fluidirani sloj također povećava prijenos topline i mase između zraka za fluidirajući i čvrste čestice, što rezultira ujednačenom raspodjelom temperature unutar sloja proizvoda i relativno kratkim vremenom obrade. U usporedbi s granulacijom visokog kisa, tehnologija fluidiziranog sloja općenito proizvodi čestice uže raspodjele veličine čestica i bez predimenzioniranih čestica. To smanjuje nepotrebne višestruke granulacije i ubrzava sušenje.

Izvještava se da je granulacija fluidiziranog kreveta poroznija, manje gusta i kompresibilnija od onih proizvedenih visokim mokrim granulacijom. Optimalni raspon veličine čestica za fluidizaciju je 50 do 2000 µm. Prosječna veličina čestica trebala bi biti između 50 i 5000 µM kako bi se izbjeglo prekomjerno usmjeravanje i protok utikača. Budući da fini prah ima vrlo veliku površinu, kohezija ljepila raste i dovodi do agregacije; Stoga, kako bi se izbjeglo pretjerano bijeg od finog praha, obično su odabrane ultra guste i neprimjerene vreće za prikupljanje da bi izazvale neravnotežu fluidizacije. Za sitne čestice manje od 50 µM i čestice koje se ne mogu fluirati, krevet u prahu mora se tretirati mehaničkim grabljem i drugim metodama, što povećava opremu, troškove čišćenja i održavanja. Kritična veličina koju tradicionalni fluidizirani slojevi ne mogu diskretno prerađivati ​​uobičajene farmaceutske prahove oko 20 µm. Prema GelDartovom dijagramu protoka, ispod ove granice, stabilan protok bez ikakvog kašnjenja je težak.

Rukovanje praškastim smjesama koje sadrže komponente različitih gustoća je još jedan izazov, jer razlike u ponašanju fluidizacije različitih komponenti formulacije mogu dovesti do razdvajanja kreveta i neravnomjernog miješanja. Pored ovih svojstava praška, sposobnost kapljica veziva da se šire u prahu u prahu je također kritična tijekom granulacije fluidiranog sloja. Stoga je granulacija tijekom fluidizacije vrlo ovisna o pojavama difuzije tekućine. Očito je da je granulacija fluidiziranog kreveta složen proces. Uz faktore povezane s materijalom kao što su priroda i karakteristike sastojaka u formuli, faktori procesa povezani s fazom granulacije i sušenja također će utjecati na rezultate.

Proces granulacije fluidiranog kreveta

1. Kako se događa fluidizacija?

Načelo rada fluidiranog sloja temelji se na teorijskoj osnovi da ako se plin dozvoli da teče kroz sloj granularnih krutih tvari brzinom većom od brzine naseljavanja granula i manje od pneumatskog prenošenja i jednakim minimalnom brzinom fluidizacije (UMF), a grafički će biti suspendiran u podzemlje. Otpor je sila trenja koju je plin na granulama vršio; Otpor od strane granula na plin jednak je veličini i suprotno u smjeru.

Kako se brzina protoka zraka povećava, viskozni otpor pojedinih granula u pakiranom sloju raste, povećavajući pad tlaka sloja (ΔP). Do određene točke, vučna sila koju su doživjele pojedine granule jednaka je njihovoj prividnoj težini; Tada se volumen kreveta počinje širiti. Pojedinačne granule više nisu u kontaktu sa susjednim granulama, ali su podržane tekućinom, a fluidizacija započinje. Za vrlo viskozne pudere, primarne granule mogu biti vezane van der Waalsovim silama i mogu se fluidirati u aglomerirane granule.

Pa kad granula postane fluidiziranija, ona utječe na lokalnu brzinu plina oko sebe zbog ovih sila povlačenja. Za granule s nepravilnim oblicima, učinak povlačenja je značajniji. Iznad minimalne brzine fluidizacije, svaki dodatni uvedeni plin trebao bi proći kroz krevet u obliku mjehurića. Van der Waalsove sile igraju dominantnu ulogu u postupcima rukovanja prahom i fluidizacijom, ali elektrostatičke sile također imaju snažan utjecaj na ponašanje procesa. Ostale potencijalne sile su tekući i čvrsti mostovi. Moguće interakcije s međugranularnim silama su granule granule, granule i interakcije granule-gas. Dvije metode, minimalna brzina fluidizacije UMF i Geldart klasifikacija, općenito su prepoznate po svojoj sposobnosti predviđanja i karakterizacije ponašanja fluidizacije krutih tvari.

2 Vrsta tekućih kreveta

U fluidiranim slojevima mogu se primijetiti različiti uzorci fluidiziranih slojeva, ovisno o brzini fluidizacije, gustoći proizvoda, obliku i težini proizvoda u loncu. Gustoća izravno mijenja neto gravitacijsku silu koja djeluje na granulu, a samim tim i minimalni otpor ili brzina potrebna za podizanje granule. Oblik ne samo da mijenja odnos između sile povlačenja i brzine, već i mijenja karakteristike punjenja fiksnog sloja i pridružene praznine i brzine tekućine kroz njih.

Izračunana brzina plina (UMF) preko cijelog presjeka kreveta naziva se minimalna ili početna brzina fluidizacije. Tijekom početne fluidizacije, krevet pretpostavlja tekući oblik i samostalno je uravnotežen, teče i prenosi hidrostatske sile (predmeti niže gustoće lebde na površini kreveta). Pri malim brzinama plina, sloj granula je zapravo spakirani sloj, a pad tlaka je proporcionalan površinskoj brzini. Kako se brzina plina povećava, postiže se točka gdje se ponašanje kreveta mijenja iz fiksnih granula u suspendirane granule. U početnoj točki fluidizacije pad tlaka preko kreveta bit će vrlo blizu težine granula podijeljenih s presjekom presjeka kreveta. Tijekom početnog procesa fluidizacije, granule su vrlo blizu i nemaju stvarno kretanje; Da bi se postiglo jednolično miješanje, potrebno je postići snažno miješanje povećanjem brzine plina kroz različite distributere protoka plina.

Kad brzina protoka plina prelazi minimalnu točku fluidizacije, fluidirani krevet izgleda slično kao da se plin brzo diže i pukne na površini. Formiranje mjehurića vrlo je blizu dna kreveta i vrlo blizu distributera protoka zraka, tako da dizajn distributera protoka zraka ima veliki utjecaj na karakteristike fluidiranog sloja. Povećavanje brzine površinske fluidizacije iznad minimalne brzine fluidizacije rezultira stvaranjem 'mjehurića ' koji nastaju u krevetu. Proširenje kreveta uglavnom uzrokuje prostor koji zauzimaju mjehurići, a brzina površinskog plina značajno se povećava. Kako se ovi mali mjehurići dižu iz kreveta, oni se zajedno sakupljaju. To stvara veće i manje mjehurića od onih u blizini distributera protoka zraka. U mjehuriću, miješanje je uzrokovano ne samo vertikalnim kretanjem i kolapsom mjehurića na površini kreveta, već i bočnim kretanjem mjehurića uzrokovanih interakcijom i spajanjem susjednih mjehurića.

Kad koncentracija krutih tvari u cijelom krevetu nije ujednačena i koncentracija tijekom vremena fluktuira, ova vrsta fluidizacije naziva se agregatna fluidizacija.

Slug krevet je tekući krevet u kojem mjehurići zraka zauzimaju cijeli presjek spremnika proizvoda i podijelite krevet na nekoliko slojeva.

3. Kontrolna brzina protoka zraka

Kontrola stope protoka zraka presudna je za učinkovite fluidirane slojeve za sušenje, granulaciju i premaz. Tek kada su granule suspendirane u protoku zraka tijekom postupka liječenja, fluidizirani sloj može postići prednosti brzog prijenosa topline i mase. Da bi se dobila pravilno fluidizacija proizvoda, moraju se uzeti u obzir sljedeći čimbenici:

01. Težina proizvoda (veličina partije).

02. Granulize, oblik i gustoća.

03. Karakteristike protoka u prahu.

04. Odnos između kapaciteta fluidiziranog sloja i volumena zraka i položaja ventilatora i položaja jedinice za fluidizaciju.

05. Minimalni i maksimalni preporučeni kapacitet lonca.

Kontrola brzine protoka zraka prvo se može postići odabranim distributerom protoka zraka. Izbor distributera ovisi o čimbenicima kao što su vrsta materijala i njegova veličina granula, gustoća, oblik, količina, volumen zraka ventilatora i lokacija sustava. Odabir distributera i daljnje upute nalaze se u poglavlju 3. Vrsta i geometrija distributera imaju značajan utjecaj na vrijednost minimalne brzine fluidizacije. Povećavanje promjera pora distributera ploče za otvor smanjit će minimalnu brzinu fluidizacije (glasovanje: Pitam se možete li razumjeti ovu rečenicu? Pretpostavka je da kad volumen zraka ostane nepromijenjeno, područje distribucije ventilacije iste veličine povećava otvor ploče s obrisom, što je ekvivalentno povećanju ventilacijskog područja.

Prednosti granulacije fluidiranog kreveta

Fluidizirani granulacija kreveta nudi nekoliko prednosti u odnosu na druge tehnike granulacije. Prvo, omogućava izvrsnu kontrolu nad svojstvima granula, poput veličine, oblika i gustoće. Ova kontrola osigurava ujednačenost i obnovljivost konačnog proizvoda. Uz to, fluidno stanje omogućuje učinkovit prijenos topline i mase, što dovodi do bržeg vremena sušenja. Proces je također vrlo skalabilan, što omogućava jednostavan prijelaz s laboratorijske razmjere u komercijalnu proizvodnju.

Nedostaci granulacije fluidiranog kreveta

Iako granulacija fluidiziranog kreveta ima brojne prednosti, nije bez ograničenja. Jedan od izazova je potencijal za iscrpljivanje čestica, što dovodi do stvaranja fine prašine. Ovo se pitanje može ublažiti korištenjem odgovarajuće opreme i optimizacije procesa. Drugi nedostatak je ograničena prikladnost materijala osjetljivih na vlagu, jer postupak sušenja uključuje primjenu topline. Pravilno razumijevanje materijala i parametara procesa ključno je za prevladavanje ovih izazova.

Čimbenici koji utječu na granulaciju fluidiranog kreveta

Nekoliko čimbenika utječe na uspjeh granulacije fluidiranog kreveta. Ove čimbenike treba pažljivo razmotriti i optimizirati kako bi se postigla željena svojstva granula. Ključni čimbenici uključuju:

1. Svojstva u prahu

   Svojstva praškastih materijala, poput veličine čestica, oblika i površinskih karakteristika, igraju značajnu ulogu u ponašanju fluidizacije i stvaranju granula. Fini prah s kohezivnim svojstvima mogu zahtijevati dodatne mjere kako bi se osigurala pravilna fluidizacija.

2. Veziva otopina

   Izbor otopine veziva i njegova koncentracija uvelike utječu na učinkovitost vezanja i čvrstoću granula. Različita veziva, poput polimera ili ljepila, mogu se koristiti ovisno o željenim karakteristikama granula.

3. Parametri procesa

   Različiti parametri procesa, uključujući brzinu protoka zraka, temperaturu ulazne ulazne, brzinu prskanja i visinu kreveta, utječu na stvaranje granula. Ove parametre treba optimizirati kako bi se postigla željena veličina, oblik i ujednačenost granula.

4. Dizajn opreme

   Dizajn i konfiguracija granulatora fluidiranog sloja, uključujući oblik i veličinu komore za obradu, sustav za raspodjelu zraka i sustav raspršivanja, utječu na ukupnu učinkovitost procesa i kvalitetu granula.

   
   

Oprema koja se koristi u granulaciji fluidiranog kreveta

Fluidizirana granulacija kreveta zahtijeva specijaliziranu opremu za postizanje optimalnih rezultata. Ključna komponenta je granulator fluidiziranog sloja, koji se sastoji od komore za obradu, sustava za distribuciju zraka i sustava raspršivanja. Komora za obradu omogućuje fluidizaciju čestica praha i stvaranje granula. Sustav za distribuciju zraka omogućuje ujednačen protok zraka u cijeloj komori, osiguravajući odgovarajuću fluidizaciju. Sustav prskanja, obično opremljen mlaznicama visokog pritiska, omogućuje precizno i ​​kontrolirano prskanje otopine veziva. Uz to, oprema za sušenje i prosijavanje granula ključna je za dovršavanje postupka.

Primjene granulacije fluidiranog kreveta

Granulacija fluidiziranog kreveta pronalazi opsežne primjene u farmaceutskoj industriji. Neke od uobičajenih prijava uključuju:

1. Formulacija tableta

   Granulacija fluidiranog sloja široko se koristi u proizvodnji granula za formulaciju tableta. Ujednačenost veličine i oblika granula postignuta ovim postupkom osigurava dosljedan sadržaj lijekova u svakoj tableti, što dovodi do pouzdanih oblika doziranja.

2. Formulacije kontroliranog otpuštanja

   Sposobnost ugradnje funkcionalnih premaza čini granulaciju fluidiziranog sloja prikladnom za razvoj formulacija kontroliranog otpuštanja. Nanošenjem enteričkih premaza ili drugih specijaliziranih premaza, oslobađanje lijeka može se prilagoditi specifičnim zahtjevima, poput otpuštanja ovisnog o pH ili vremenskom otpuštanju.

3. Izravne formulacije kompresije

   Fluidizirana granulacija kreveta također se koristi u proizvodnji granula pogodnih za izravnu kompresiju. Izravno kompresibilne granule imaju izvrsnu svojstva protoka i kompresibilnosti, što ih čini idealnim za brzu proizvodnju tableta.

4. Višekomponentne formulacije

   Složene formulacije koje sadrže više aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) i ekscipienti mogu se uspješno granulirati pomoću granulacije fluidiziranog sloja. Proces omogućava jednolično miješanje svih komponenti, što rezultira homogenim granulama.

5. Modificirani profili oslobađanja lijekova

   Fluidizirana granulacija kreveta omogućuje proizvodnju granula s modificiranim profilima oslobađanja lijeka. Podešavanjem parametara procesa i karakteristika veziva može se postići trajno ili produljeno oslobađanje lijekova, pružajući kontrolirano isporuku lijekova.

   
   

Usporedba granulacije fluidiranog kreveta s drugim tehnikama granulacije

Fluidizirani granulacija kreveta nudi nekoliko prednosti u usporedbi s alternativnim tehnikama granulacije. U usporedbi s vlažnom granulacijom, koja uključuje uporabu velikih količina tekućih veziva, fluidizirana granulacija kreveta zahtijeva manje količine otopine veziva, što dovodi do smanjenog vremena sušenja i potrošnje energije. Tehnike suhe granulacije, poput zbijanja valjka, zahtijevaju dodatne korake za postizanje granula, što granulaciju fluidiranog sloja postaje izravniji i vremenski učinkovitiji postupak. Nadalje, granulacija fluidiziranog sloja omogućuje preciznu kontrolu nad svojstvima granula, što rezultira poboljšanom ujednačenosti proizvoda.

Rješavanje problema u granulaciji fluidiranog kreveta

Iako je granulacija fluidiziranog kreveta snažan i svestran proces, tijekom rada mogu se pojaviti određena pitanja. Jedan od uobičajenih izazova je stvaranje aglomerata ili predimenzioniranih granula, što može dovesti do neujednačene raspodjele veličine čestica i loše protočnosti. To se pitanje može riješiti podešavanjem brzine prskanja, koncentracije veziva ili brzine protoka zraka kako bi se osigurao pravilan rast granula. Drugi potencijalni problem je pojava blokada mlaznica zbog oborina otopine veziva. Redovito čišćenje i održavanje sustava raspršivanja mogu pomoći u sprječavanju ovog problema. Ključno je nadzirati i optimizirati parametre procesa za rješavanje problema i rješavanje bilo kakvih potencijalnih problema.

Studije slučaja i priče o uspjehu fluidiranog granulacije kreveta

Brojne farmaceutske tvrtke uspješno su implementirale granulaciju fluidiziranog kreveta u svojim proizvodnim procesima, što je dovelo do poboljšane kvalitete i učinkovitosti proizvoda. Studije slučaja i priče o uspjehu ističu raznolike primjene i prednosti ove tehnike. Na primjer, tvrtka X, vodeći farmaceutski proizvođač, koristila je granulaciju fluidiziranog kreveta za razvoj formulacije kontroliranog oslobađanja široko propisanog kardiovaskularnog lijeka. Rezultirajuće granule pokazale su izvrsnu ujednačenost sadržaja, proširene profile oslobađanja lijekova i pojačanu usklađenost s pacijentima. Slično tome, tvrtka Y koristila je granulaciju fluidiranog sloja za izradu izravno kompresibilnih granula za složenu višekomponentnu formulaciju, postižući vrhunska svojstva protoka i kompatibilnost tableta.

Budući trendovi i napredak u granulaciji fluidiranog kreveta

Fluidizirana granulacija kreveta je polje koje se neprekidno razvija, a nekoliko trendova i napretka oblikuju njegovu budućnost. Neki od ključnih trendova uključuju:

1. Nova veziva i uzbudbe

   Istraživači aktivno istražuju nova veziva i uzbudljive s poboljšanim svojstvima vezanja, karakteristikama kontroliranog otpuštanja i poboljšanom funkcionalnošću. Ti će napredak dodatno optimizirati svojstva granula i proširiti raspon primjene za granulaciju fluidiranog sloja.

2. Analitička tehnologija procesa (PAT)

   Integracija naprednih alata PAT u fluidizirane granulacijske sustave omogućava praćenje i kontrolu kritičnih procesnih parametara u stvarnom vremenu. Ovaj pristup temeljen na podacima poboljšava razumijevanje procesa, olakšava optimizaciju procesa i osigurava konzistentnu kvalitetu proizvoda.

3. Inteligentna kontrola procesa

   Uključivanje algoritama umjetne inteligencije (AI) i algoritama strojnog učenja u fluidizirane granulacijske sustave ima ogroman potencijal. AI sustavi mogu analizirati složene podatke o procesu, identificirati obrasce i optimizirati parametre procesa u stvarnom vremenu, što dovodi do poboljšane učinkovitosti, smanjenog otpada i poboljšane kvalitete proizvoda.

4. Kontinuirana proizvodnja

   Kontinuirana proizvodnja dobiva na popularnosti u farmaceutskoj industriji zbog svoje učinkovitosti i isplativosti. Granulacija fluidiranog sloja može se neprimjetno integrirati u kontinuirane proizvodne platforme, omogućavajući kontinuiranu proizvodnju granula s konzistentnom kvalitetom i smanjenom varijabilnošću procesa.

5. S ustaljenjem i zelenom proizvodnjom

   Kako se fokus na održivost povećava, ulažu se napori da se procesi granulacije postanu ekološki prihvatljiviji. To uključuje uporabu ekološki prihvatljivih veziva, energetski učinkovite metode sušenja i minimiziranje stvaranja otpada. Granulacija fluidiziranog kreveta, sa svojim učinkovitim zahtjevima za sušenje i smanjenim vezivima, dobro se usklađuje s principima proizvodnje zelenih.

Zaključno, granulacija fluidiziranog kreveta vrlo je učinkovita i svestrana tehnika u proizvodnji farmaceutskih proizvoda. Njegova sposobnost stvaranja ujednačenih granula s kontroliranim svojstvima čini ga atraktivnim izborom za različite oblike doziranja. Uz kontinuirano istraživanje i napredak u novim vezivama, analitiku procesa i inteligentnu kontrolu procesa, fluidizirana granulacija kreveta spremna je za daljnja poboljšanja i nastavit će igrati ključnu ulogu u oblikovanju budućnosti farmaceutske proizvodnje.

Zaključak

Granulacija fluidiziranog sloja vrlo je učinkovita i svestrana tehnika u proizvodnji farmaceutskih proizvoda. Njegova sposobnost stvaranja ujednačenih granula s kontroliranim svojstvima učinila ga je preferiranim izborom za različite oblike doziranja. Prednosti granulacije fluidiziranog sloja, poput precizne kontrole svojstava granula, učinkovitog sušenja i skalabilnosti, doprinose poboljšanoj kvaliteti proizvoda, učinkovitosti proizvodnje i zadovoljstvu pacijenata. Unatoč nekim ograničenjima, pravilno razumijevanje parametara procesa i odabira opreme može pomoći u prevladavanju izazova i optimiziranju postupka granulacije. Uz kontinuirano istraživanje i napredak, očekuje se da će granulacija fluidiziranog kreveta igrati presudnu ulogu u oblikovanju budućnosti farmaceutske proizvodnje.

Često postavljana pitanja (FAQ)

1. Može li se granulacija fluidnog sloja koristiti za materijale osjetljive na vlagu?

Da, granulacija fluidiranog kreveta može se upotrijebiti za materijale osjetljive na vlagu. Međutim, potrebno je pažljivo razmatranje procesa sušenja i optimizacije parametara kako bi se smanjila izloženost vlage i potencijalna degradacija.

2. Je li granulacija fluidiziranog sloja prikladna za proizvodnju velikih razmjera?

Apsolutno. Granulacija fluidiranog sloja vrlo je skalabilna i može se neprimjetno prenijeti iz laboratorijske razmjere u komercijalnu proizvodnju s odgovarajućom opremom i optimizacijom procesa.

3. Koje su prednosti granulacije fluidiziranog kreveta preko mokrog granulacije?

Granulacija fluidiranog sloja zahtijeva manje količine otopine veziva, što dovodi do smanjenog vremena sušenja i potrošnje energije u usporedbi s vlažnom granulacijom. Također pruža preciznu kontrolu nad svojstvima granula i poboljšanom jednoličnošću proizvoda.

4. Može li se granulacija fluidnog sloja kombinirati s drugim proizvodnim procesima?

Da, granulacija fluidiziranog kreveta može se integrirati s drugim procesima poput premaza, sušenja i tableta, što omogućava pojednostavljeni proizvodni tijek rada i poboljšane performanse proizvoda.

5. Koji su budući izgledi za granulaciju fluidiziranog kreveta?

Budućnost granulacije fluidiziranog kreveta izgleda obećavajuće, s kontinuiranim napretkom novih veziva, alata za PAT i inteligentne kontrole procesa. Ovi razvoj će dodatno poboljšati učinkovitost procesa, kvalitetu proizvoda i optimizaciju u farmaceutskoj proizvodnji.