Dilihat: 33 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 02-06-2023 Asal: Lokasi
Apakah Anda bertanya-tanya, Bagaimana cara kerja Granulasi Fluidized Bed?dan apa penerapan granulator fluidized bed. Hari ini, saya akan membawa Anda melalui:
Granulasi Bed Terfluidisasi Diproduksi oleh Hywell
Anda juga dapat mengunjungi Halaman produk granulator fluid bed kami di sini di mana Anda dapat meminta penawaran dan juga membaca tentang pemroses fluid bed.
Pengeringan adalah proses unit utama dalam industri kimia, makanan, dan farmasi.Hal ini membutuhkan pemanasan sehingga memerlukan banyak modal dan energi.Pengeringan dapat menghabiskan 60-70% dari total biaya produksi.
Granulator pengering unggun cair telah banyak digunakan untuk mengeringkan butiran dan bubuk dalam pembuatan obat dosis padat.Hywell memproduksi pengering tempat tidur berkualitas tinggi dengan harga pabrik yang kompetitif.
Manufaktur farmasi memerlukan kontrol yang tepat atas produksi bentuk sediaan padat.Granulasi, proses mengubah partikel serbuk halus menjadi butiran yang lebih besar, memainkan peran penting dalam mencapai keseragaman, kemampuan mengalir, dan stabilitas produk akhir.Granulasi unggun terfluidisasi menawarkan metode yang efisien dan serbaguna untuk mencapai tujuan ini.granulasi termasuk granulasi kering dan granulasi basah .granulasi basah mencakup berbagai jenis mesin, seperti granulator semprotan fluid bed, granulator keranjang, granulator ayun(granulator berosilasi) , dan granulator mixer geser tinggi.
Granulasi unggun terfluidisasi dapat diklasifikasikan sebagai proses tangki tunggal karena bubuk dapat dicampur, digranulasi, dan dikeringkan dalam unit yang sama, sehingga memfasilitasi perpindahan produk dan meminimalkan kontaminasi silang.Selain itu, fluidized bed juga meningkatkan perpindahan panas dan massa antara udara fluidisasi dan partikel padat, sehingga menghasilkan distribusi suhu yang seragam dalam bed produk dan waktu pemrosesan yang relatif singkat.Dibandingkan dengan granulasi high-shear, teknologi fluidized bed umumnya menghasilkan partikel dengan distribusi ukuran partikel lebih sempit dan tidak ada partikel berukuran besar.Ini mengurangi banyak granulasi yang tidak perlu dan mempercepat pengeringan.
Granulasi unggun terfluidisasi dilaporkan lebih berpori, kurang padat dan lebih kompresibel dibandingkan dengan granulasi basah geser tinggi.Kisaran ukuran partikel optimal untuk fluidisasi adalah 50 hingga 2000 μm.Ukuran partikel rata-rata harus antara 50 dan 5000 μm untuk menghindari penyaluran dan aliran sumbat yang berlebihan.Karena serbuk halus memiliki luas permukaan yang sangat besar, kohesi perekat meningkat dan menyebabkan agregasi;oleh karena itu, untuk menghindari keluarnya bubuk halus secara berlebihan, biasanya dipilih kantong pengumpul yang sangat padat dan tidak tepat karena menyebabkan ketidakseimbangan fluidisasi.Untuk partikel halus yang lebih kecil dari 50 μm dan partikel yang tidak dapat difluidisasi, lapisan serbuk harus diolah dengan penggaruk mekanis dan metode lainnya, yang meningkatkan biaya peralatan, pembersihan, dan pemeliharaan.Ukuran kritis dimana fluidized bed tradisional tidak dapat memproses bubuk farmasi biasa secara terpisah adalah sekitar 20 μm.Menurut diagram alir Geldart, di bawah batas ini, sulit untuk mencapai aliran yang stabil tanpa penundaan.
Menangani campuran bubuk yang mengandung komponen dengan kepadatan berbeda merupakan tantangan lain, karena perbedaan perilaku fluidisasi komponen formulasi yang berbeda dapat menyebabkan pemisahan lapisan dan pencampuran yang tidak merata.Selain sifat bubuk ini, kemampuan tetesan pengikat untuk menyebar di lapisan bubuk juga penting selama granulasi lapisan terfluidisasi.Oleh karena itu, granulasi selama fluidisasi sangat bergantung pada fenomena difusi cairan.Jelasnya, granulasi unggun terfluidisasi adalah proses yang kompleks.Selain faktor yang berhubungan dengan bahan seperti sifat dan karakteristik bahan dalam formula, faktor proses yang berhubungan dengan tahap granulasi dan pengeringan juga akan mempengaruhi hasil.
Prinsip kerja unggun terfluidisasi didasarkan pada landasan teori bahwa jika gas dibiarkan mengalir melalui lapisan padatan granular dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan pengendapan butiran dan lebih kecil dari kecepatan pengangkutan pneumatik dan sama dengan kecepatan fluidisasi minimum (Umf). ), bagian padat akan tersuspensi dalam gerakan ke atas. Aliran gas memberikan hambatan yang cukup tinggi untuk mengatasi gaya gravitasi ke bawah.Resistansi adalah gaya gesekan yang diberikan oleh gas pada butiran;hambatan yang diberikan butiran pada gas sama besarnya dan berlawanan arah.
Ketika laju aliran udara meningkat, resistensi viskos masing-masing butiran di dalam packing bed meningkat, sehingga meningkatkan penurunan tekanan bed (ΔP).Sampai titik tertentu, gaya tarik yang dialami masing-masing butiran sama dengan berat semunya;kemudian volume tempat tidur mulai membesar.Butiran-butiran individual tidak lagi bersentuhan dengan butiran-butiran di sekitarnya tetapi didukung oleh cairan, dan fluidisasi dimulai.Untuk serbuk yang sangat kental, butiran primer mungkin terikat oleh gaya van der Waals dan dapat terfluidisasi menjadi butiran yang diaglomerasi.
Jadi ketika butiran menjadi lebih terfluidisasi, hal ini mempengaruhi kecepatan gas lokal di sekitarnya akibat gaya hambat tersebut.Untuk butiran dengan bentuk tidak beraturan, efek drag lebih signifikan.Di atas kecepatan fluidisasi minimum, setiap gas tambahan yang dimasukkan harus melewati lapisan dalam bentuk gelembung.Gaya Van der Waals memainkan peran dominan dalam penanganan serbuk dan proses fluidisasi, namun gaya elektrostatis juga mempunyai pengaruh yang kuat terhadap perilaku proses.Kekuatan potensial lainnya adalah jembatan cair dan padat.Kemungkinan interaksi dengan gaya antar butir adalah interaksi butiran-butiran, ruang-butir, dan interaksi butiran-gas.Dua metode, kecepatan fluidisasi minimum UMF dan klasifikasi Geldart, secara umum dikenal karena kemampuannya dalam memprediksi dan mengkarakterisasi perilaku fluidisasi padatan.
Dalam fluidized bed, pola fluidized bed yang berbeda dapat diamati, tergantung pada kecepatan fluidisasi, kepadatan produk, bentuk, dan berat produk di dalam pot.Kepadatan secara langsung mengubah gaya gravitasi bersih yang bekerja pada butiran, dan oleh karena itu resistensi atau kecepatan minimum yang diperlukan untuk mengangkat butiran.Bentuk tidak hanya mengubah hubungan antara gaya tarik dan kecepatan tetapi juga mengubah karakteristik pengisian lapisan tetap dan ruang kosong serta kecepatan fluida yang melaluinya.
Kecepatan gas yang dihitung (Umf) pada seluruh penampang unggun disebut kecepatan fluidisasi minimum atau kecepatan fluidisasi awal.Selama fluidisasi awal, lapisan tersebut mengambil bentuk cair dan bersifat seimbang, mengalir dan mentransmisikan gaya hidrostatik (benda dengan kepadatan lebih rendah mengapung di permukaan lapisan).Pada kecepatan gas yang rendah, lapisan butiran sebenarnya merupakan lapisan padat dan penurunan tekanan sebanding dengan kecepatan permukaan.Ketika kecepatan gas meningkat, tercapai suatu titik di mana perilaku lapisan berubah dari butiran tetap menjadi butiran tersuspensi.Pada titik awal fluidisasi, penurunan tekanan pada lapisan akan sangat dekat dengan berat butiran dibagi dengan luas penampang lapisan.Selama proses fluidisasi awal, butiran-butiran tersebut sangat berdekatan dan tidak mengalami pergerakan nyata;untuk mencapai pencampuran yang seragam, pencampuran yang kuat perlu dicapai dengan meningkatkan kecepatan gas melalui distributor aliran gas yang berbeda.
Ketika laju aliran gas melebihi titik fluidisasi minimum, lapisan terfluidisasi tampak seperti gas naik dengan cepat dan meledak di permukaan.Pembentukan gelembung sangat dekat dengan dasar unggun dan sangat dekat dengan distributor aliran udara, sehingga desain distributor aliran udara mempunyai pengaruh yang besar terhadap karakteristik unggun terfluidisasi.Meningkatkan kecepatan fluidisasi permukaan di atas kecepatan fluidisasi minimum menghasilkan pembentukan “gelembung” yang timbul di lapisan.Perluasan lapisan terutama disebabkan oleh ruang yang ditempati oleh gelembung, dan kecepatan gas permukaan meningkat secara signifikan.Ketika gelembung-gelembung kecil ini naik dari tempat tidur, mereka cenderung menyatu.Hal ini menciptakan gelembung yang lebih besar dan lebih sedikit dibandingkan gelembung di dekat distributor aliran udara.Pada bubble bed, pencampuran tidak hanya disebabkan oleh pergerakan vertikal dan runtuhnya gelembung pada permukaan bed, tetapi juga oleh pergerakan lateral gelembung yang disebabkan oleh interaksi dan penggabungan gelembung-gelembung yang berdekatan.
Ketika konsentrasi padatan di seluruh lapisan tidak seragam dan konsentrasinya berfluktuasi seiring waktu, jenis fluidisasi ini disebut fluidisasi agregat.
Slug bed adalah fluid bed dimana gelembung udara menempati seluruh penampang wadah produk dan membagi bed menjadi beberapa lapisan.
Kontrol laju aliran udara sangat penting untuk fluidized bed yang efisien untuk pengeringan, granulasi, dan pelapisan.Hanya ketika butiran tersuspensi dalam aliran udara selama proses pengolahan, fluidized bed dapat memperoleh keuntungan dari perpindahan panas dan massa yang cepat.Untuk mendapatkan fluidisasi produk yang tepat, faktor-faktor berikut harus dipertimbangkan:
Kontrol kecepatan aliran udara pertama-tama dapat dicapai melalui distributor aliran udara yang dipilih.Pilihan distributor bergantung pada faktor-faktor seperti jenis bahan dan ukuran butirannya, kepadatan, bentuk, kuantitas, volume udara kipas, dan lokasi sistem.Pemilihan distributor dan petunjuk lebih lanjut diberikan pada Bab 3. Jenis dan geometri distributor mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap nilai kecepatan fluidisasi minimum.Meningkatkan diameter pori distributor pelat orifice akan mengurangi kecepatan fluidisasi minimum (sulih suara: Saya ingin tahu apakah Anda dapat memahami kalimat ini? Premisnya adalah ketika volume udara tetap tidak berubah, area distributor ventilasi dengan ukuran yang sama meningkatkan pelat orifice aperture, yang setara dengan menambah area ventilasi, sehingga kecepatannya menurun).
Granulasi unggun terfluidisasi menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan teknik granulasi lainnya.Pertama, memungkinkan kontrol yang sangat baik terhadap sifat butiran, seperti ukuran, bentuk, dan kepadatan.Kontrol ini memastikan keseragaman dan reproduktifitas produk akhir.Selain itu, keadaan terfluidisasi menghasilkan perpindahan panas dan massa yang efisien, sehingga mempercepat waktu pengeringan.Prosesnya juga sangat terukur, sehingga memudahkan transisi dari skala laboratorium ke produksi komersial.
Meskipun granulasi unggun terfluidisasi memiliki banyak keuntungan, hal ini bukannya tanpa keterbatasan.Salah satu tantangannya adalah potensi gesekan partikel yang menyebabkan terbentuknya debu halus.Masalah ini dapat diatasi melalui penggunaan peralatan yang tepat dan optimalisasi proses.Kerugian lainnya adalah terbatasnya kesesuaian untuk bahan yang sensitif terhadap kelembapan, karena proses pengeringan melibatkan penerapan panas.Pemahaman yang tepat tentang material dan parameter proses sangat penting untuk mengatasi tantangan ini.
Beberapa faktor mempengaruhi keberhasilan granulasi unggun terfluidisasi.Faktor-faktor ini perlu dipertimbangkan dan dioptimalkan secara cermat untuk mencapai sifat butiran yang diinginkan.Faktor kuncinya meliputi:
Sifat bahan serbuk, seperti ukuran partikel, bentuk, dan karakteristik permukaan, memainkan peran penting dalam perilaku fluidisasi dan pembentukan butiran.Serbuk halus dengan sifat kohesif mungkin memerlukan tindakan tambahan untuk memastikan fluidisasi yang tepat.
Pemilihan larutan pengikat dan konsentrasinya sangat mempengaruhi efisiensi pengikatan dan kekuatan butiran.Pengikat yang berbeda, seperti polimer atau perekat, dapat digunakan tergantung pada karakteristik butiran yang diinginkan.
Berbagai parameter proses, termasuk laju aliran udara, suhu masuk, laju penyemprotan, dan tinggi lapisan, mempengaruhi pembentukan butiran.Parameter ini perlu dioptimalkan untuk mencapai ukuran butiran, bentuk, dan keseragaman yang diinginkan.
Desain dan konfigurasi granulator unggun terfluidisasi, termasuk bentuk dan ukuran ruang pemrosesan, sistem distribusi udara, dan sistem penyemprotan, mempengaruhi efisiensi proses secara keseluruhan dan kualitas butiran.
Granulasi unggun terfluidisasi memerlukan peralatan khusus untuk mencapai hasil yang optimal.Komponen utamanya adalah granulator unggun terfluidisasi, yang terdiri dari ruang pemrosesan, sistem distribusi udara, dan sistem penyemprotan.Ruang pemrosesan memungkinkan fluidisasi partikel bubuk dan pembentukan butiran.Sistem distribusi udara menyediakan aliran udara yang seragam ke seluruh ruangan, memastikan fluidisasi yang tepat.Sistem penyemprotan, biasanya dilengkapi dengan nozel bertekanan tinggi, memungkinkan penyemprotan larutan pengikat secara tepat dan terkontrol.Selain itu, peralatan untuk mengeringkan dan mengayak butiran sangat penting untuk menyelesaikan proses tersebut.
Granulasi unggun terfluidisasi banyak diterapkan dalam industri farmasi.Beberapa aplikasi umum meliputi:
Granulasi unggun terfluidisasi banyak digunakan dalam produksi butiran untuk formulasi tablet.Keseragaman ukuran dan bentuk butiran yang dicapai melalui proses ini memastikan kandungan obat yang konsisten di setiap tablet, sehingga menghasilkan bentuk sediaan yang dapat diandalkan.
Kemampuan untuk menggabungkan pelapis fungsional membuat granulasi unggun terfluidisasi cocok untuk mengembangkan formulasi pelepasan terkontrol.Dengan mengaplikasikan pelapis enterik atau pelapis khusus lainnya, pelepasan obat dapat disesuaikan dengan kebutuhan spesifik, seperti pelepasan yang bergantung pada pH atau bergantung pada waktu.
Granulasi unggun terfluidisasi juga digunakan dalam produksi butiran yang cocok untuk kompresi langsung.Granul yang dapat dikompres secara langsung mempunyai sifat alir dan kompresibilitas yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk pembuatan tablet berkecepatan tinggi.
Formulasi kompleks yang mengandung beberapa bahan aktif farmasi (API) dan eksipien dapat berhasil digranulasi menggunakan granulasi unggun terfluidisasi.Proses ini memungkinkan pencampuran semua komponen secara seragam, menghasilkan butiran yang homogen.
Granulasi unggun terfluidisasi memungkinkan produksi butiran dengan profil pelepasan obat yang dimodifikasi.Dengan menyesuaikan parameter proses dan karakteristik pengikat, pelepasan obat yang berkelanjutan atau diperpanjang dapat dicapai, sehingga menghasilkan penghantaran obat yang terkontrol.
Granulasi unggun terfluidisasi menawarkan beberapa keunggulan bila dibandingkan dengan teknik granulasi alternatif.Dibandingkan dengan granulasi basah, yang melibatkan penggunaan pengikat cair dalam jumlah besar, granulasi unggun terfluidisasi memerlukan jumlah larutan pengikat yang lebih sedikit, sehingga mengurangi waktu pengeringan dan konsumsi energi.Teknik granulasi kering, seperti pemadatan roller, memerlukan langkah tambahan untuk menghasilkan butiran, menjadikan granulasi unggun terfluidisasi menjadi proses yang lebih mudah dan efisien waktu.Selain itu, granulasi unggun terfluidisasi memungkinkan kontrol yang tepat terhadap sifat butiran, sehingga menghasilkan keseragaman produk yang lebih baik.
Meskipun granulasi unggun terfluidisasi adalah proses yang kuat dan serbaguna, masalah tertentu mungkin timbul selama pengoperasian.Salah satu tantangan yang umum adalah pembentukan aglomerat atau butiran berukuran besar, yang dapat menyebabkan distribusi ukuran partikel tidak merata dan kemampuan mengalir yang buruk.Masalah ini dapat diatasi dengan menyesuaikan laju penyemprotan, konsentrasi bahan pengikat, atau laju aliran udara untuk memastikan pertumbuhan butiran yang tepat.Masalah potensial lainnya adalah terjadinya penyumbatan nosel akibat pengendapan larutan pengikat.Pembersihan dan pemeliharaan sistem semprotan secara teratur dapat membantu mencegah masalah ini.Sangat penting untuk memantau dan mengoptimalkan parameter proses untuk memecahkan masalah dan menyelesaikan potensi masalah.
Banyak perusahaan farmasi telah berhasil menerapkan granulasi fluidized bed dalam proses manufaktur mereka, sehingga menghasilkan peningkatan kualitas dan efisiensi produk.Studi kasus dan kisah sukses menyoroti beragam penerapan dan manfaat teknik ini.Misalnya, Perusahaan X, produsen farmasi terkemuka, menggunakan granulasi fluidized bed untuk mengembangkan formulasi pelepasan terkontrol dari obat kardiovaskular yang banyak diresepkan.Butiran yang dihasilkan menunjukkan keseragaman konten yang sangat baik, profil pelepasan obat yang lebih luas, dan peningkatan kepatuhan pasien.Demikian pula, Perusahaan Y menggunakan granulasi unggun terfluidisasi untuk menghasilkan butiran yang dapat dikompresi secara langsung untuk formulasi multi-komponen yang kompleks, sehingga mencapai sifat aliran yang unggul dan kompatibilitas tablet.
Granulasi unggun terfluidisasi adalah bidang yang terus berkembang, dan beberapa tren serta kemajuan sedang membentuk masa depannya.Beberapa tren utama meliputi:
Para peneliti secara aktif mengeksplorasi bahan pengikat dan eksipien baru dengan sifat pengikatan yang lebih baik, karakteristik pelepasan yang terkontrol, dan fungsionalitas yang ditingkatkan.Kemajuan ini akan lebih mengoptimalkan sifat granul dan memperluas jangkauan aplikasi granulasi unggun terfluidisasi.
Integrasi alat PAT canggih ke dalam sistem granulasi fluidized bed memungkinkan pemantauan dan kontrol parameter proses penting secara real-time.Pendekatan berbasis data ini meningkatkan pemahaman proses, memfasilitasi optimalisasi proses, dan memastikan kualitas produk yang konsisten.
Penggabungan kecerdasan buatan (AI) dan algoritma pembelajaran mesin ke dalam sistem granulasi fluidized bed memiliki potensi yang luar biasa.Sistem yang didukung AI dapat menganalisis data proses yang kompleks, mengidentifikasi pola, dan mengoptimalkan parameter proses secara real-time, sehingga menghasilkan peningkatan efisiensi, pengurangan limbah, dan peningkatan kualitas produk.
Manufaktur berkelanjutan semakin populer di industri farmasi karena efisiensi dan efektivitas biayanya.Granulasi unggun terfluidisasi dapat diintegrasikan secara mulus ke dalam platform manufaktur berkelanjutan, memungkinkan produksi butiran secara berkelanjutan dengan kualitas yang konsisten dan mengurangi variabilitas proses.
Seiring dengan meningkatnya fokus pada keberlanjutan, upaya dilakukan untuk membuat proses granulasi lebih ramah lingkungan.Hal ini mencakup penggunaan bahan pengikat yang ramah lingkungan, metode pengeringan yang hemat energi, dan meminimalkan timbulan limbah.Granulasi unggun terfluidisasi, dengan pengeringan yang efisien dan kebutuhan pengikat yang lebih rendah, selaras dengan prinsip manufaktur ramah lingkungan.
Kesimpulannya, granulasi unggun terfluidisasi adalah teknik yang sangat efektif dan serbaguna dalam produksi farmasi.Kemampuannya untuk menghasilkan butiran yang seragam dengan sifat terkontrol menjadikannya pilihan yang menarik untuk berbagai bentuk sediaan padat.Dengan penelitian dan kemajuan yang sedang berlangsung dalam bahan pengikat baru, analisis proses, dan kontrol proses cerdas, granulasi unggun terfluidisasi siap untuk perbaikan lebih lanjut dan akan terus memainkan peran penting dalam membentuk masa depan manufaktur farmasi.
Granulasi unggun terfluidisasi adalah teknik yang sangat efektif dan serbaguna dalam manufaktur farmasi.Kemampuannya untuk menghasilkan butiran yang seragam dengan sifat terkontrol menjadikannya pilihan yang lebih disukai untuk berbagai bentuk sediaan padat.Keuntungan granulasi unggun terfluidisasi, seperti kontrol yang tepat terhadap sifat butiran, pengeringan yang efisien, dan skalabilitas, berkontribusi terhadap peningkatan kualitas produk, efisiensi produksi, dan kepuasan pasien.Meskipun ada beberapa keterbatasan, pemahaman yang tepat tentang parameter proses dan pemilihan peralatan dapat membantu mengatasi tantangan dan mengoptimalkan proses granulasi.Dengan penelitian dan kemajuan yang sedang berlangsung, granulasi unggun terfluidisasi diharapkan memainkan peran penting dalam membentuk masa depan manufaktur farmasi.
Ya, granulasi unggun terfluidisasi dapat digunakan untuk bahan yang sensitif terhadap kelembaban.Namun, pertimbangan yang cermat terhadap proses pengeringan dan optimalisasi parameter diperlukan untuk meminimalkan paparan kelembapan dan potensi degradasi.
Sangat.Granulasi unggun terfluidisasi sangat terukur dan dapat dengan mudah dialihkan dari skala laboratorium ke produksi komersial dengan peralatan yang tepat dan optimalisasi proses.
Granulasi unggun terfluidisasi memerlukan jumlah larutan pengikat yang lebih sedikit, sehingga mengurangi waktu pengeringan dan konsumsi energi dibandingkan dengan granulasi basah.Ini juga memberikan kontrol yang tepat terhadap sifat butiran dan meningkatkan keseragaman produk.
Ya, granulasi unggun terfluidisasi dapat diintegrasikan dengan proses lain seperti pelapisan, pengeringan, dan pembuatan tablet, sehingga memungkinkan alur kerja produksi yang efisien dan meningkatkan kinerja produk.
Masa depan granulasi unggun terfluidisasi tampak menjanjikan, dengan kemajuan berkelanjutan dalam bahan pengikat baru, alat PAT, dan kontrol proses cerdas.Perkembangan ini akan semakin meningkatkan efisiensi proses, kualitas produk, dan optimalisasi dalam produksi farmasi.
简体中文