Wyświetlenia: 163 Autor: Edytor witryny Publikuj czas: 2023-06-02 Pochodzenie: Strona
Zastanawiasz się, jak działa granulacja złoża fluidalnego? I jakie jest dzisiejsze zastosowanie granulatorów z łóżka fluidalnym, przejrzę cię przez:
Granulacja złoża fluidalnego wytwarzana przez Hewell
Możesz także odwiedzić naszą stronę produktu granulatora złoża płynnego tutaj, w której możesz poprosić o wycenę, a także przeczytać o procesorach złoża płynnego.
Suszenie jest kluczowym procesem jednostki w przemyśle chemicznym, żywności i farmaceutycznej. Wymaga ogrzewania, co czyni go kapitałem i energochłonnym. Suszenie może stanowić 60–70% całkowitego kosztu produkcji.
Granulatory suszarki płynów zostały szeroko przyjęte do suszenia granulek i proszków w produkcji leków stałych. Lewell produkuje bardzo wysokiej jakości suszarki do łóżek po konkurencyjnych cenach fabrycznych.
Produkcja farmaceutyczna wymaga precyzyjnej kontroli nad produkcją stałych form dawkowania. Granulowanie, proces przekształcania drobnych cząstek proszku w większe granulki, odgrywa kluczową rolę w osiąganiu jednolitości, przepływności i stabilności produktu końcowego. Granulowanie złoża fluidalnego oferuje wydajną i wszechstronną metodę osiągnięcia tych celów. Granulowanie obejmuje granulację suchą i mokra granulacja . Granulowanie na mokro obejmuje różne rodzaje maszyn, takie jak Płynne granulatory spray, Granulatory koszyków, Granulatory huśtawkowe (granulatory oscylujące) i Granulatory miksera o wysokim ścinaniu.
Granulowanie złoża fluidalnego można zaklasyfikować jako proces pojedynczego tanki, ponieważ proszek może być mieszany, granulowany i suszony w tej samej jednostce, ułatwiając transfer produktu i minimalizując zanieczyszczenie krzyżowe. Ponadto złoże fluidalne zwiększa również przenoszenie ciepła i masy między powietrzem fluidalnym a cząstkami stałymi, co powoduje jednolity rozkład temperatury w złożu produktu i stosunkowo krótki czas przetwarzania. W porównaniu z granulacją o wysokim ścinaniu technologia złoża fluidalnego zwykle wytwarza cząstki o węższym rozkładowi wielkości cząstek i bez ograniczonych cząstek. Zmniejsza to niepotrzebne wiele granulacji i przyspiesza suszenie.
Podobno granulacja złoża fluidalnego jest bardziej porowata, mniej gęsta i bardziej ściśliwna niż wytworzone przez granulację na mokro o wysokim ścinaniu. Optymalny zakres wielkości cząstek do fluidyzacji wynosi od 50 do 2000 μm. Średnia wielkość cząstek powinna wynosić od 50 do 5000 μm, aby uniknąć nadmiernego kanału i przepływu wtyczki. Ponieważ drobny proszek ma bardzo dużą powierzchnię, kohezja kleju wzrasta i prowadzi do agregacji; Dlatego, aby uniknąć nadmiernej ucieczki drobnego proszku, zwykle wybierane są ultra-gęste i niewłaściwe torby kolekcjonerskie, aby spowodować nierównowagę fluidyzacji. W przypadku drobnych cząstek mniejszych niż 50 μm i cząstek, których nie można fluidyzować, złoża proszkowe musi być traktowane mechanicznymi metodami i innymi metodami, co zwiększa koszty sprzętu, czyszczenia i konserwacji. Krytyczny rozmiar, w którym tradycyjne złoża fluidalne nie mogą dyskretnie przetwarzać zwykłych proszków farmaceutycznych, wynosi około 20 μm. Zgodnie ze schematem przepływu Geldart, poniżej tego limitu, stabilny przepływ bez opóźnienia jest trudny.
Obsługa mieszanin proszkowych zawierających składniki o różnych gęstościach to kolejne wyzwanie, ponieważ różnice w zachowaniu fluidalnym różnych składników preparatu mogą prowadzić do rozdzielenia łóżek i nierównomiernego mieszania. Oprócz tych właściwości proszku zdolność kropelek spoiwa do rozprzestrzeniania się w proszku ma również kluczowe znaczenie podczas granulacji złoża fluidalnego. Dlatego granulacja podczas fluidyzacji jest wysoce zależna od zjawisk dyfuzji ciekłej. Oczywiście granulacja złoża fluidalnego jest złożonym procesem. Oprócz czynników związanych z materiałem, takimi jak charakter i charakterystyka składników w wzorze, czynniki procesowe związane z granulacją i etapami suszenia również wpłyną na wyniki.
Zasada pracy złoża fluidalnego opiera się na podstawie teoretycznej, że jeśli gaz może przepływać przez złoże ziarnistej substancji stałych z prędkością większą niż prędkość osadniania granulatu i mniej niż pneumatyczne przekazywanie i równe minimalnej prędkości płynności (UMF), część stała będzie zawieszona w ruchu w górę, przepływ gazu wytwarza wystarczającą ilość odporności. Opór to siła tarcia wywierana przez gaz na granulki; Rezystancja wywierana przez granulki na gaz jest równa wielkości i przeciwna w kierunku.
Wraz ze wzrostem szybkości przepływu powietrza wzrasta lepka odporność poszczególnych granulek w pakowanym łóżku, zwiększając spadek ciśnienia (ΔP). Do pewnego punktu siła oporu doświadczana przez poszczególne granulki jest równa ich pozornej wagi; Następnie objętość łóżka zaczyna się rozwijać. Poszczególne granulki nie mają już kontaktu z sąsiednimi granulami, ale są wspierane przez płyn i zaczyna się fluidyzacja. W przypadku bardzo lepkich proszków pierwotne granulki mogą być związane przez siły van der Waalsa i mogą fluidyzować się w aglomerowane granulki.
Kiedy więc granulka staje się bardziej fluidowana, wpływa ona na lokalną prędkość gazu wokół niej z powodu tych sił oporu. W przypadku granulek o nieregularnych kształtach efekt oporu jest bardziej znaczący. Powyżej minimalnej prędkości fluidyzacji każdy wprowadzony dodatkowy gaz powinien przechodzić przez łóżko w postaci pęcherzyków. Siły van der Waalsa odgrywają dominującą rolę w procesach obsługi proszku i fluidyzacji, ale siły elektrostatyczne mają również silny wpływ na zachowanie procesu. Inne potencjalne siły to mosty płynne i stałe. Możliwymi interakcjami z siłami między granulowanymi są interakcje granulowe, komorowe i granulowane. Dwie metody, minimalna prędkość fluidyzacji UMF i klasyfikacja Geldart, są ogólnie rozpoznawane za ich zdolność do przewidywania i scharakteryzowania zachowania fluidyzacji ciał stałych.
W złożach fluidalnych można zaobserwować różne wzorce złoża fluidalnego, w zależności od prędkości fluidyzacji, gęstości produktu, kształtu i masy produktu w doniczce. Gęstość bezpośrednio zmienia siłę grawitacyjną netto działającą na granulkę, a zatem minimalną opór lub prędkość wymaganą do podniesienia granulki. Kształt nie tylko zmienia związek między siłą oporu a prędkością, ale także zmienia właściwości napełniania stałego złoża i związanych z nimi przestrzeni pustki i prędkości płynu.
Obliczona prędkość gazu (UMF) w całym przekroju złoża nazywana jest minimalną lub początkową prędkością fluidyzacji. Podczas początkowej fluidyzacji złoża przyjmuje formę cieczy i jest samodzielnie równoważone, płynące i przesyłane siły hydrostatyczne (obiekty o niższej gęstości unoszą się na powierzchni łóżka). Przy niskich prędkościach gazu złoża granulek jest w rzeczywistości pakowanym łóżkiem, a spadek ciśnienia jest proporcjonalny do prędkości powierzchni. Wraz ze wzrostem prędkości gazu osiągnięto punkt, w którym zachowanie łóżka zmienia się z ustalonych granulek na zawieszone granulki. W początkowym punkcie fluidyzacji spadek ciśnienia w łóżku będzie bardzo zbliżony do ciężaru granulek podzielonych przez obszar przekroju łóżka. Podczas pierwszego procesu fluidyzacji granulki są bardzo blisko siebie i nie mają prawdziwego ruchu; Aby osiągnąć jednolite mieszanie, należy osiągnąć energiczne mieszanie poprzez zwiększenie prędkości gazu przez różnych dystrybutorów przepływu gazu.
Gdy natężenie przepływu gazu przekracza minimalny punkt fluidyzacji, złoże fluidalne wygląda bardzo podobnie do, jak gaz wznosi się szybko i pęka na powierzchni. Tworzenie bąbelków jest bardzo blisko dna łóżka i bardzo blisko dystrybutora przepływu powietrza, więc konstrukcja dystrybutora przepływu powietrza ma duży wpływ na charakterystykę złoża fluidalnego. Zwiększenie prędkości fluidyzacji powierzchniowej powyżej minimalnej prędkości fluidyzacji powoduje powstawanie „bąbelków ”, które powstają w łóżku. Rozszerzenie złoża jest spowodowane głównie przestrzenią zajmowaną przez pęcherzyki, a prędkość gazu powierzchniowego znacznie wzrasta. Gdy te małe bąbelki unoszą się z łóżka, mają tendencję do łączenia się razem. Stwarza to większe i mniej bąbelków niż te w pobliżu dystrybutora przepływu powietrza. W bulgoczącym łóżku mieszanie jest spowodowane nie tylko pionowym ruchem i zapadnięciem bąbelków na powierzchni łóżka, ale także przez boczny ruch pęcherzyków spowodowany interakcją i połączeniem sąsiednich pęcherzyków.
Gdy stężenie ciał stałych w łóżku nie jest jednolite, a stężenie zmienia się z czasem, ten rodzaj fluidyzacji nazywa się fluidyzacją agregatów.
Łóżko ślimakowe to płynne łóżko, w którym pęcherzyki powietrza zajmują cały przekrój pojemnika produktu i dzielą łóżko na kilka warstw.
Kontrola szybkości przepływu powietrza ma kluczowe znaczenie dla wydajnych złoża fluidalnych do suszenia, granulowania i powłoki. Tylko wtedy, gdy granulki są zawieszone w przepływie powietrza podczas procesu obróbki, złoża fluidalne może osiągnąć zalety szybkiego przenoszenia ciepła i masy. Aby uzyskać prawidłowe fluidyzację produktu, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
Kontrola prędkości przepływu powietrza można najpierw osiągnąć za pośrednictwem wybranego dystrybutora przepływu powietrza. Wybór dystrybutora zależy od takich czynników, jak rodzaj materiału i jego wielkość ziarnisty, gęstość, kształt, ilość, objętość powietrza wentylatora i lokalizacja systemu. Wybór dystrybutora i dalsze instrukcje podano w rozdziale 3. Typ i geometria dystrybutora mają znaczący wpływ na minimalną wartość prędkości fluidzacji. Zwiększenie średnicy porów dystrybutora płyty kryzy zmniejszy minimalną prędkość fluidzacji (lektor: Zastanawiam się, czy możesz zrozumieć to zdanie? Założeniem jest to, że gdy objętość powietrza pozostaje niezmieniona, obszar dystrybutora wentylacji o tej samej wielkości zwiększa aperturę płyty otworu, która jest równoważna z zwiększeniem obszaru wentylacji, podobnie jak prędkość).
Granulowanie złoża fluidalnego oferuje kilka zalet w porównaniu z innymi technikami granulacji. Po pierwsze, pozwala na doskonałą kontrolę nad właściwościami ziarnistości, takimi jak rozmiar, kształt i gęstość. Ta kontrola zapewnia jednolitość i odtwarzalność produktu końcowego. Ponadto stan fluidalny zapewnia wydajne przenoszenie ciepła i masy, co prowadzi do szybszych czasów suszenia. Proces ten jest również wysoce skalowalny, co pozwala na łatwe przejście od produkcji laboratoryjnej do komercyjnej.
Chociaż granulacja złoża fluidalnego ma wiele zalet, nie jest to pozbawione ograniczeń. Jednym z wyzwań jest potencjał ścierania cząstek, co prowadzi do wytwarzania drobnego pyłu. Problem ten można złagodzić poprzez zastosowanie odpowiedniego sprzętu i optymalizacji procesu. Kolejną wadą jest ograniczona przydatność materiałów wrażliwych na wilgoć, ponieważ proces suszenia obejmuje stosowanie ciepła. Właściwe zrozumienie materiałów i parametrów procesu ma kluczowe znaczenie dla przezwyciężenia tych wyzwań.
Kilka czynników wpływa na sukces granulacji złoża fluidalnego. Czynniki te należy starannie rozpatrywać i zoptymalizować, aby osiągnąć pożądane właściwości granulek. Kluczowe czynniki obejmują:
Właściwości materiałów proszkowych, takich jak wielkość cząstek, kształt i właściwości powierzchni, odgrywają znaczącą rolę w zachowaniu fluidyzacji i tworzeniu granulek. Drobne proszki o właściwościach spójnych mogą wymagać dodatkowych środków w celu zapewnienia prawidłowego fluidalizacji.
Wybór roztworu spoiwa i jego stężenie znacznie wpływają na wydajność wiązania i wytrzymałość granulek. Różne spoiwa, takie jak polimery lub kleje, mogą być stosowane w zależności od pożądanych cech granulek.
Różne parametry procesu, w tym szybkość przepływu powietrza, temperatura na wlocie, szybkość natryskiwania i wysokość złoża, wpływają na tworzenie granulki. Parametry te należy zoptymalizować, aby osiągnąć pożądany rozmiar, kształt i jednolitość granulki.
Projektowanie i konfiguracja fluidowanego granulatora złoża, w tym kształt i rozmiar komory przetwarzania, system dystrybucji powietrza i system natryskowy, wpływają na ogólną wydajność procesu i jakość granulek.
Granulowanie złoża fluidalnego wymaga specjalistycznego sprzętu, aby osiągnąć optymalne wyniki. Kluczowym elementem jest fluidowany granulator złoża, który składa się z komory przetwarzania, systemu dystrybucji powietrza i systemu natryskowego. Komora przetwarzania pozwala na fluidyzację cząstek proszku i tworzenie granulek. System dystrybucji powietrza zapewnia jednolity przepływ powietrza w całej komorze, zapewniając prawidłowe fluidyzację. System natryskowy, zwykle wyposażony w dysze pod wysokim ciśnieniem, umożliwia precyzyjne i kontrolowane opryskiwanie roztworu spoiwa. Ponadto sprzęt do suszenia i przesiewania granul jest niezbędny do ukończenia procesu.
Granulowanie złoża fluidalnego znajduje obszerne zastosowania w branży farmaceutycznej. Niektóre z typowych aplikacji obejmują:
Granulowanie złoża fluidalnego jest szeroko stosowane w produkcji granulek do preparatu tabletek. Jednomierność wielkości i kształtu granulki osiągnięta w ramach tego procesu zapewnia stałą zawartość leku w każdym tablecie, prowadząc do niezawodnych form dawkowania.
Zdolność do włączenia funkcjonalnych powłok sprawia, że granulacja złoża fluidalnego jest odpowiednia do rozwijania kontrolowanych preparatów uwalniania. Stosując powłoki jelitowe lub inne specjalistyczne powłoki, uwalnianie leku można dostosować do określonych wymagań, takich jak uwalnianie zależne od pH lub uwalnianie czasu.
Granulowanie złoża fluidalnego jest również stosowane w produkcji granulków odpowiednich do bezpośredniej kompresji. Bezpośrednio ściśliwne granulki mają doskonałe właściwości przepływności i ściśliwości, dzięki czemu są idealne do produkcji szybkich tabletów.
Złożone preparaty zawierające wiele aktywnych składników farmaceutycznych (API) i substancje substancji zarobisk można z powodzeniem granulować za pomocą granulacji złoża fluidalnego. Proces ten pozwala na jednolite mieszanie wszystkich składników, co powoduje jednorodne granulki.
Granulowanie złoża fluidalnego umożliwia produkcję granulek ze zmodyfikowanymi profilem uwalniania leku. Dostosowując parametry procesu i charakterystykę spoiwa, można osiągnąć trwałe lub rozszerzone uwalnianie leku, zapewniając kontrolowane dostarczanie leku.
Granulowanie złoża fluidalnego oferuje kilka zalet w porównaniu z alternatywnymi technikami granulacji. W porównaniu z granulacją na mokro, która obejmuje zastosowanie dużych objętości płynnych wiążących, granulacja złoża fluidalnego wymaga mniejszych ilości roztworu spoiwa, co prowadzi do skróconego czasów suszenia i zużycia energii. Techniki granulacji suchej, takie jak zagęszczenie wałka, wymagają dodatkowych kroków w celu osiągnięcia granulek, dzięki czemu granulacja złoża fluidalnego staje się prostszym i oszczędnym czasem procesu. Ponadto granulacja złoża fluidalnego pozwala na precyzyjną kontrolę nad właściwościami ziarnistości, co powoduje poprawę jednolitości produktu.
Podczas gdy granulacja złoża fluidalnego jest solidnym i wszechstronnym procesem, podczas pracy mogą pojawić się pewne problemy. Jednym z powszechnych wyzwań jest tworzenie aglomeratów lub dużych granulek, które mogą prowadzić do nierównomiernego rozkładu wielkości cząstek i słabej przepływności. Problem ten można rozwiązać, dostosowując szybkość opryskiwania, stężenie spoiwa lub szybkość przepływu powietrza, aby zapewnić odpowiedni wzrost granulki. Innym potencjalnym problemem jest występowanie blokad dyszy z powodu wytrącania roztworu spoiwa. Regularne czyszczenie i konserwacja systemu natryskowego może pomóc w zapobieganiu temu problemowi. Ważne jest, aby monitorować i optymalizować parametry procesu w celu rozwiązywania problemów i rozwiązania potencjalnych problemów.
Wiele firm farmaceutycznych z powodzeniem wdrożyło granulację złoża fluidalnego w swoich procesach produkcyjnych, co prowadzi do lepszej jakości i wydajności produktu. Studia przypadków i historie sukcesu podkreślają różnorodne zastosowania i korzyści tej techniki. Na przykład firma X, wiodący producent farmaceutyczny, wykorzystała granulację złoża fluidalnego do opracowania formułowania kontrolowanego uwalniania szeroko przepisanego leku sercowo-naczyniowego. Powstałe granulki wykazywały doskonałą jednorodność zawartości, rozszerzone profile uwalniania leku i zwiększoną zgodność pacjentów. Podobnie, firma Y zastosowała granulację złoża fluidalnego do wytwarzania bezpośrednio ściśliwymi granulkami do złożonego formuły wieloskładnikowej, osiągając doskonałe właściwości przepływu i kompatybilność tabletu.
Granulowanie złoża fluidalnego jest stale rozwijającym się polem, a kilka trendów i postępów kształtuje jego przyszłość. Niektóre z kluczowych trendów obejmują:
Naukowcy aktywnie badają nowe spoiwa i substancje substancji pomocniczych o ulepszonych właściwościach wiązania, kontrolowanej charakterystyce uwalniania i zwiększonej funkcjonalności. Postępy te dodatkowo zoptymalizują właściwości ziarnistych i rozszerzy zakres zastosowań do granulacji złoża fluidalnego.
Integracja zaawansowanych narzędzi PAT z systemami granulacji złoża fluidalnego umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym i kontrolę krytycznych parametrów procesu. To podejście oparte na danych zwiększa zrozumienie procesów, ułatwia optymalizację procesu i zapewnia stałą jakość produktu.
Włączenie sztucznej inteligencji (AI) i algorytmów uczenia maszynowego do systemów granulacji złoża fluidalnego ma ogromny potencjał. Systemy napędzane AI mogą analizować złożone dane procesowe, identyfikować wzorce i optymalizować parametry procesu w czasie rzeczywistym, co prowadzi do zwiększonej wydajności, zmniejszenia odpadów i lepszej jakości produktu.
Ciągła produkcja zyskuje na popularności w branży farmaceutycznej ze względu na jego wydajność i opłacalność. Granulowanie złoża fluidalnego można bezproblemowo zintegrować z ciągłymi platformami produkcyjnymi, umożliwiając ciągłą produkcję granulek o spójnej jakości i zmniejszonej zmienności procesu.
Wraz ze wzrostem koncentracji na zrównoważonym rozwoju podejmowane są wysiłki, aby procesy granulacji były bardziej przyjazne dla środowiska. Obejmuje to zastosowanie ekologicznych spoiwa, energooszczędne metody suszenia i minimalizację wytwarzania odpadów. Granulowanie złoża fluidalnego, z jego wydajnymi suszeniem i zmniejszonymi wymaganiami spoiwa, dobrze łączy się z zasadami produkcji zielonych.
Podsumowując, granulacja złoża fluidalnego jest wysoce skuteczną i wszechstronną techniką w produkcji farmaceutycznej. Jego zdolność do wytwarzania jednolitych granulek o kontrolowanych właściwości sprawia, że jest to atrakcyjny wybór dla różnych form stałych. Dzięki ciągłym badaniom i postępom w nowatorskich spoiwach, analizie procesów i inteligentnej kontroli procesu, granulacja złoża fluidalnego jest gotowa do dalszej poprawy i będzie nadal odgrywać kluczową rolę w kształtowaniu przyszłości produkcji farmaceutycznej.
Granulowanie złoża fluidalnego jest wysoce skuteczną i wszechstronną techniką w produkcji farmaceutycznej. Jego zdolność do wytwarzania jednolitych granulek o kontrolowanych właściwościach sprawiła, że był preferowanym wyborem dla różnych form stałych. Zalety granulacji złoża fluidalnego, takie jak precyzyjna kontrola właściwości ziarnistych, wydajne suszenie i skalowalność, przyczyniają się do poprawy jakości produktu, wydajności produkcyjnej i zadowolenia pacjentów. Pomimo pewnych ograniczeń właściwe zrozumienie parametrów procesu i wyboru sprzętu może pomóc w przezwyciężeniu wyzwań i zoptymalizowania procesu granulacji. Wraz z trwającymi badaniami i postępami granulacja złoża fluidalnego odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu przyszłości produkcji farmaceutycznej.
Tak, granulacja złoża fluidalnego może być stosowana w przypadku materiałów wrażliwych na wilgoć. Konieczne jest jednak staranne rozważenie procesu suszenia i optymalizacji parametrów w celu zminimalizowania ekspozycji na wilgoć i potencjalną degradację.
Absolutnie. Granulowanie złoża fluidalnego jest wysoce skalowalne i może być bezproblemowo przechodzenie z skali laboratoryjnej do produkcji komercyjnej z odpowiednim sprzętem i optymalizacją procesu.
Granulowanie złoża fluidalnego wymaga mniejszych ilości roztworu spoiwa, co prowadzi do skróconego czasów suszenia i zużycia energii w porównaniu z granulacją na mokro. Zapewnia również precyzyjną kontrolę nad właściwościami ziarnistości i lepszą jednolitość produktu.
Tak, granulacja złoża fluidalnego można zintegrować z innymi procesami, takimi jak powlekanie, suszenie i tabletowanie, umożliwiając usprawniony przepływ pracy produkcyjnej i zwiększoną wydajność produktu.
Przyszłość granulacji złoża fluidalnego wygląda obiecująco, z ciągłym postępem w nowych spoiwach, narzędziach PAT i inteligentnej kontroli procesu. Zmiany te jeszcze bardziej poprawi wydajność procesu, jakość produktu i optymalizację w produkcji farmaceutycznej.