Granulação úmida com granuladores de cisalhamento alto

Introdução

A granulação úmida é uma etapa crucial na fabricação de comprimidos farmacêuticos, onde melhora a fluxo, compressibilidade e uniformidade de conteúdo dos grânulos. O processo envolve a adição de um aglutinante líquido à mistura de pó, que cria grânulos coesos através de uma combinação de mecanismos como aglomeração, coalescência e consolidação. A granulação de alto cisalhamento, também conhecida como granulação de misturador de alto cisalhamento, ou granulação rápida do misturador, é um método amplamente utilizado que fornece excelente controle sobre o tamanho, densidade e uniformidade dos grânulos.

O que é granulação molhada?

A granulação úmida é um processo que converte pós finos em grânulos com propriedades de fluxo aprimoradas e compressibilidade. O processo normalmente envolve quatro etapas principais: mistura de pó, adição de aglutinante, massa úmida e secagem. Durante a mistura de pó, o ingrediente farmacêutico ativo (API), excipientes e outros pós são misturados para garantir uma mistura homogênea. O aglutinante líquido é então adicionado à mistura de pó e a massa úmida é formada agitando a mistura. Finalmente, os grânulos úmidos são secos, peneirados e moídos para obter a distribuição desejada de tamanho de partícula.

Granulação de alto cisalhamento por vídeo de granulador de alto cisalhamento

Importância da granulação molhada

A granulação molhada oferece inúmeras vantagens na indústria farmacêutica. Em primeiro lugar, melhora a fluxabilidade dos pós, facilitando o manuseio durante as etapas subsequentes de processamento, como comprimidos. Em segundo lugar, aumenta a compressibilidade, permitindo a produção de comprimidos com dureza consistente e uniformidade da dosagem. Além disso, a granulação úmida pode melhorar a estabilidade química, mascarar gostos ou odores desagradáveis ​​e modificar as propriedades de liberação de medicamentos. Esses benefícios tornam a granulação úmida uma escolha preferida para formular formas de dosagem sólida.

Granuladores de cisalhamento alto: uma visão geral

Granuladores de alto cisalhamento são equipamentos especializados usados ​​para granulação úmida. Eles consistem em uma tigela ou uma câmara de granulação equipada com um impulsor de alta velocidade e lâminas de helicóptero. O impulsor gera intensas forças mecânicas que quebram os aglomerados e promovem a formação de grânulos. Os granuladores de alto cisalhamento estão disponíveis em projetos diferentes, incluindo modelos orientados para o topo e com o fundo, cada um oferecendo vantagens distintas com base nos requisitos do processo.

Vantagens de granuladores de alto cisalhamento

Os granuladores de alto cisalhamento oferecem várias vantagens sobre outras técnicas de granulação. Em primeiro lugar, eles fornecem excelente controle sobre as propriedades dos grânulos, como tamanho, densidade e porosidade. Esse controle permite a produção de grânulos com características desejadas, como aprimoramento de fluxabilidade e compressibilidade. Em segundo lugar, os granuladores de misturador de cisalhamento com alto teor oferecem um alto grau de reprodutibilidade do processo, garantindo consistência na qualidade dos grânulos produzidos. A ação de mistura eficiente do equipamento resulta na distribuição uniforme do ligante em toda a mistura de pó, levando à formação uniforme de grânulos. Além disso, os granuladores de alto cisalhamento podem lidar com uma ampla gama de formulações, incluindo aqueles com materiais desafiadores ou cargas altas de medicamentos, tornando-as versáteis para várias aplicações na indústria farmacêutica.

Granulação de cisalhamento alto

Granulador de cisalhamento alto

Granulador de misturador de cisalhamento alto

Princípio de trabalho de granuladores de alto cisalhamento

Granuladores de alto cisalhamento operam com o princípio das forças mecânicas de agitação e cisalhamento. O impulsor ou as pás do helicóptero gira em alta velocidade, criando um poderoso fluxo turbulento dentro da câmara de granulação. Esse fluxo turbulento induz colisão e atrito entre as partículas, quebrando -as e promovendo sua adesão. O fichário líquido, normalmente adicionado através de um sistema de pulverização, enrola as partículas e atua como um agente de ligação. A combinação de agitação mecânica e ligante líquido resulta na formação de grânulos coesos.

Principais componentes de granuladores de alto cisalhamento

Os granuladores de alto cisalhamento consistem em vários componentes -chave que contribuem para sua operação eficiente. A tigela ou a câmara de granulação é onde ocorre o processo de granulação. Está equipado com um impulsor e lâminas de helicóptero que geram as forças de cisalhamento necessárias. O impulsor é acionado por um motor e sua velocidade pode ser ajustada para controlar a intensidade da mistura. O sistema de pulverização, compreendendo um reservatório de solução de ligante e um bico, facilita a adição controlada do aglutinante líquido. Além disso, os granuladores de cisalhamento alto podem incluir recursos como controle de temperatura e controles automatizados para controle e monitoramento aprimorado de processos.

Parâmetros de processo em granulação úmida

Para alcançar os melhores resultados de granulação, vários parâmetros de processo precisam ser cuidadosamente controlados. Esses parâmetros incluem a velocidade do impulsor, a taxa de adição do ligante, o tempo de mistura, a temperatura da granulação e o terminal de granulação. A velocidade do impulsor afeta a intensidade da mistura e das forças de cisalhamento aplicadas à mistura de pó. A taxa de adição de fichário deve ser otimizada para garantir a distribuição uniforme sem um excesso de umedecimento ou submetimento da mistura. O tempo de mistura deve ser suficiente para atingir o tamanho e a uniformidade desejados. A temperatura da granulação é crucial para materiais termonsíveis, pois o calor excessivo pode degradar a API ou excipientes. Por fim, o endpoint de granulação, determinado pela inspeção visual ou medição das propriedades do grânulo, indica quando o tamanho e a consistência do grânulo desejado foram alcançados.

Considerações de formulação para granulação úmida

Ao formular para granulação úmida, vários fatores devem ser levados em consideração. A seleção de excipientes e sua compatibilidade com o API e o fichário são cruciais para alcançar grânulos robustos. Excipientes com propriedades de ligação, desintegração e aprimoramento de fluxo adequadas são comumente usadas. A escolha do fichário depende das características desejadas dos grânulos e dos requisitos do processo. Os ligantes comuns incluem água, soluções à base de álcool e polímeros. A concentração e a viscosidade do ligante devem ser otimizadas para atingir as propriedades de grânulos desejadas. Além disso, a distribuição do tamanho de partícula dos pós de partida, juntamente com o uso de AIDS de granulação apropriada, pode afetar o processo de formação de grânulos.

Caracterização e avaliação de grânulos

A caracterização de grânulos é essencial para avaliar a qualidade e o desempenho dos grânulos produzidos. Vários parâmetros são avaliados, incluindo distribuição de tamanho de grânulo, densidade, fluxo, compressibilidade e teor de umidade. A distribuição do tamanho dos grânulos é tipicamente determinada usando análise de peneira ou técnicas de difração a laser. A densidade de grânulos afeta as propriedades de peso e desintegração do comprimido. A fluxo determina a capacidade dos grânulos de fluir uniformemente durante a compressão do comprimido. A compressibilidade refere -se à capacidade dos grânulos de suportar forças de compressão sem fragmentação ou aderência excessiva. O teor de umidade é crítico para a estabilidade e pode afetar as propriedades mecânicas dos grânulos. Esses parâmetros são avaliados através de técnicas analíticas apropriadas e comparadas com as especificações predeterminadas para garantir que os grânulos atendam aos padrões de qualidade desejados.

Spray líquido 

Sistema de impulsor

Sistema de helicóptero

Solução de problemas em granulação molhada

Durante a granulação úmida, podem surgir vários desafios e questões que exigem solução de problemas. Um problema comum é a formação de grânulos grandes ou subdimensionados, que podem afetar a uniformidade e a uniformidade do conteúdo. Esse problema pode ser resolvido ajustando a velocidade do impulsor, a taxa de adição de fichário ou o tempo de mistura. Outro desafio é a presença de caroços ou aglomerados nos grânulos, o que pode levar a defeitos de comprimidos ou entupimento do equipamento. Aumentar a intensidade da mistura ou o uso de AIDS de granulamento apropriado pode ajudar a superar esse problema. Além disso, a falta de fluxo ou o teor de umidade excessivo pode afetar as etapas de processamento a jusante. Ajustar os parâmetros de granulação ou a implementação de técnicas de secagem pode abordar esses problemas.

Desafios comuns na granulação molhada

A granulação úmida é um processo complexo, e vários desafios são comumente encontrados. Um desses desafios é o potencial de degradação ou instabilidade da API durante o processo de granulação. Isso pode ser atenuado otimizando a temperatura da granulação, selecionando excipientes apropriados e minimizando a exposição à umidade ou oxigênio. Outro desafio é o controle da distribuição do tamanho dos grânulos, pois a obtenção de uma faixa estreita de tamanhos de partículas pode ser difícil. Ao otimizar os parâmetros de formulação e processo, incluindo concentração de ligante e velocidade do impulsor, o controle do tamanho dos grânulos pode ser melhorado. Além disso, a seleção de materiais de ligante adequados e sua compatibilidade com os componentes de formulação são cruciais para a granulação bem -sucedida.

Garantia de qualidade em granulação molhada

A garantia da qualidade desempenha um papel vital para garantir a produção de grânulos de alta qualidade. Isso envolve a implementação de procedimentos robustos, adesão às diretrizes regulatórias e documentação completa do processo de granulação. Os testes de controle de qualidade são realizados em vários estágios para avaliar as propriedades físicas e químicas dos grânulos. Verificações em processo, como monitorar o teor de umidade dos grânulos e a distribuição do tamanho das partículas, ajudar a identificar quaisquer desvios e permitir ações corretivas. Os testes finais do produto, incluindo estudos de uniformidade, dissolução e estabilidade de conteúdo, garantem que os grânulos atendam às especificações necessárias. Além disso, a limpeza e manutenção adequadas do equipamento são essenciais para evitar a contaminação cruzada e garantir a segurança do produto.

Comparação com outras técnicas de granulação

Embora a granulação úmida com granuladores de alto cisalhamento seja amplamente utilizada, é importante compará-lo com outras técnicas de granulação. A granulação seca, por exemplo, elimina o uso de ligantes líquidos e envolve a compactação de pós em grânulos usando pressão. Essa técnica é adequada para materiais sensíveis à umidade ou sensível ao calor, mas pode resultar em menor densidade e fluxo de grânulos em comparação com a granulação úmida. A granulação de leito fluidizado, por outro lado, envolve suspender as partículas de pó em uma corrente de ar e pulverizar uma solução de fichário nelas. Oferece vantagens como recursos eficientes de mistura e secagem, mas podem ter limitações em termos de controle do tamanho e densidade dos grânulos. A escolha da técnica de granulação depende dos requisitos específicos da formulação e das características desejadas dos grânulos.

Vídeo de granulação de alto cisalhamento

Tendências e inovações futuras em granulação molhada

O campo da granulação úmida está em evolução continuamente, com pesquisas em andamento e avanços tecnológicos impulsionando a inovação. Uma área de foco é o desenvolvimento de processos contínuos de granulação úmida, que oferecem vantagens como redução do tempo de processamento, eficiência aprimorada e controle aprimorado sobre as propriedades dos grânulos. A fabricação contínua permite o monitoramento e o ajuste em tempo real dos parâmetros do processo, resultando em aumento da produtividade e redução da variabilidade. Além disso, a integração de ferramentas de tecnologia analítica de processo (PAT), como espectroscopia no infravermelho próximo e monitoramento de emissões acústicas, permite o monitoramento e o controle em linha de parâmetros críticos. Esses avanços contribuem para a otimização de processos de granulação úmida, levando a uma melhor qualidade do produto, custos reduzidos e maior entendimento do processo.

Outra área de interesse na granulação úmida é o desenvolvimento de novos materiais de ligante com funcionalidade aprimorada. Os pesquisadores estão explorando o uso de polímeros, copolímeros e excipientes com propriedades de ligação exclusivas para melhorar o desempenho dos grânulos. Esses materiais podem proporcionar um melhor controle sobre a força, a desintegração e os perfis de liberação de medicamentos dos grânulos. Além disso, estão sendo feitos esforços para desenvolver opções de ligante ecologicamente corretas e sustentáveis ​​para reduzir o impacto ambiental.

A incorporação de técnicas de modelagem e simulação de processos é outra tendência na granulação úmida. Ao utilizar ferramentas computacionais, pesquisadores e fabricantes podem otimizar os parâmetros do processo, prever propriedades de grânulos e solucionar problemas de problemas antes da realização de ensaios experimentais. Essa abordagem economiza tempo e recursos, permitindo uma compreensão mais profunda do processo de granulação.

Além disso, a integração de automação e robótica em processos de granulação úmida está ganhando tração. Os sistemas automatizados podem controlar com precisão a adição de ligantes, monitorar parâmetros de processo e otimizar o fluxo de trabalho de produção geral. Isso não apenas melhora a eficiência do processo, mas também reduz o risco de erro e variabilidade humana.

Em conclusão, a granulação úmida com granuladores de alto cisalhamento é uma técnica versátil e eficaz para a produção de grânulos em várias indústrias. Oferece vantagens como aprimoramento de fluxabilidade, compressibilidade e uniformidade do conteúdo. Ao controlar cuidadosamente os parâmetros do processo, selecionando formulações adequadas e implementando medidas de garantia de qualidade, os grânulos de alta qualidade podem ser produzidos de forma consistente. Os avanços em andamento no campo, incluindo fabricação contínua, novos materiais de ligante, modelagem de processos e automação, estão moldando o futuro da granulação úmida. Esses desenvolvimentos visam otimizar ainda mais o processo, melhorar a qualidade do produto e melhorar a sustentabilidade.

Vídeo de granulador de misturador de cisalhamento alto

Perguntas frequentes

Q1: A granulação úmida pode ser usada para todos os tipos de formulações?

A1: A granulação úmida é adequada para uma ampla gama de formulações, incluindo medicamentos hidrofílicos e hidrofóbicos. No entanto, certas formulações podem exigir modificações ou técnicas alternativas de granulação, dependendo de suas características específicas.

P2: Quanto tempo o processo de granulação úmida normalmente leva?

A2: A duração do processo de granulação úmida pode variar dependendo de fatores como complexidade da formulação, propriedades de grânulos desejadas e equipamentos utilizados. Normalmente, o processo pode levar várias horas, incluindo mistura, massa úmida e estágios de secagem.

P3: Quais são alguns desafios comuns enfrentados durante a granulação molhada?

A3: Os desafios comuns na granulação úmida incluem a obtenção de distribuição de tamanho de grânulos desejados, controlando o teor de umidade, minimizando a aglomeração ou nódulos e a manutenção de propriedades consistentes de grânulos. Esses desafios podem ser abordados através da otimização de processos e técnicas de solução de problemas.

Q4: A granulação molhada é um processo escalável para a produção em larga escala?

A4: A granulação úmida é um processo escalável e pode ser implementada com sucesso para produção em larga escala. No entanto, fatores como seleção de equipamentos, validação de processos e medidas de controle de qualidade devem ser considerados para garantir resultados consistentes e reprodutíveis.

Q5: Existem alternativas à granulação úmida para a formação de grânulos?

A5: Sim, técnicas alternativas de granulação incluem granulação seca e granulação de leito fluidizado. Essas técnicas oferecem vantagens específicas e podem ser preferidas para determinadas formulações ou requisitos de processo. A escolha da técnica de granulação depende das características desejadas dos grânulos e das necessidades específicas do aplicativo.

Descrição do granulador de cisalhamento alto da série GHL

O antigo cliente do Vietnã da Hywell Machinery Co., Ltd. fez um pedido para comprar o Granulador de cisalhamento de alto cisalhamento da GHL Series novamente no início de 2022, e o cliente comprou muitos conjuntos de Granulador Wet Granulator da Hywell. Este granulador de misturador de cisalhamento de alto cisalhamento da GHL-200 conclui a produção de acordo com os requisitos do contrato. O cliente não pode engordar na Hywell Factory antes da entrega. E a gordura é feita pelo vídeo remoto de nosso engenheiro e cliente. Esta granulação de cisalhamento alta é totalmente embalada e pronta para a entrega.

A granulação de alto cisalhamento da série GHL geralmente se conecta com Granulador oscilante da série YK para obter grânulos molhados de 1,5 a 5 mm e depois direto para enviar os grânulos molhados para a máquina de secagem para obter grânulos secos (grânulos instantâneos), a máquina de secagem pode usar Secador de cama de fluido vertical ou Secador horizontal do leito do líquido , mas decide pela capacidade de tratamento. A etapa final do sistema de processos é o peneirador dos grânulos. O peneirador dos grânulos separará as grandes partículas de pó do pó, o tamanho é determinado para a separação. O tamanho desligado é ensacado e o pó pode ser diretamente embalado em sacos grandes ou transportado para um sistema de silo para outros sistemas de embalagem.

O granulador de mistura rápida usando granulador de alto cisalhamento pode ser dividido em 5 estágios e eles incluíram;

1. Diferentes tipos de mistura de pó

2. Adição de aglutinante ou adição de líquido granulador.

3. Molhamento de pó e nucleação

4. Crescimento de grânulos e densificação do pó.

5. Atrito e quebra de grânulos.