Mokrá granulácia s vysokými strihovými granulátormi

Zavedenie

Vlhká granulácia je rozhodujúcim krokom pri výrobe farmaceutických tabliet, kde zlepšuje tekutosť, stlačiteľnosť a jednotnosť obsahu granúl. Proces zahŕňa pridanie kvapalného spojiva do práškovej zmesi, ktorá vytvára kohézne granule kombináciou mechanizmov, ako je aglomerácia, koalescencia a konsolidácia. Vysoká šmyková granulácia, známa tiež ako granulácia s vysokým strihovým mixérom alebo granulácia rýchleho mixéra je široko používaná metóda, ktorá poskytuje vynikajúcu kontrolu nad veľkosťou, hustotou a rovnomernosťou granúl.

Čo je mokrá granulácia?

Vlhká granulácia je proces, ktorý premieňa jemné prášky na granule so zlepšenými vlastnosťami prietoku a stlačiteľnosťou. Proces zvyčajne zahŕňa štyri kľúčové kroky: miešanie prášku, pridanie spojiva, masovanie mokra a sušenie. Počas miešania prášku sa miešajú aktívna farmaceutická zložka (API), pomocné látky a ďalšie prášky, aby sa zabezpečila homogénna zmes. Kvapalinové spojivo sa potom pridá do zmesi prášku a mokrá hmota sa tvorí miešaním zmesi. Nakoniec sú mokré granule sušené, preosiate a mleté, aby sa získala požadovaná distribúcia veľkosti častíc.

Vysoko strihová granulácia pomocou videa s vysokým strihovým granulátorom

Dôležitosť mokrej granulácie

Mokrá granulácia ponúka vo farmaceutickom priemysle početné výhody. Po prvé, zlepšuje plynuteľnosť práškov, čo uľahčuje manipuláciu s následnými krokmi spracovania, ako je tabletovanie. Po druhé, zvyšuje stlačiteľnosť, čo umožňuje výrobu tabliet s konzistentnou tvrdosťou a dávkou uniformity. Vlhká granulácia môže navyše zlepšiť chemickú stabilitu, nepríjemné chute alebo pachy masky a modifikovať vlastnosti uvoľňovania liečiva. Vďaka týmto výhodám je mokrá granulácia preferovanou voľbou pre formulovanie foriem s pevným dávkovaním.

Granulátory s vysokým strihom: Prehľad

Granulátory s vysokým strihom sú špecializované zariadenia používané na mokrú granuláciu. Pozostávajú z miešacej misky alebo granulačnej komory vybavenej vysokorýchlostným obežným kolescom a lopatkami. Oprnutie vytvára intenzívne mechanické sily, ktoré rozkladajú aglomeráty a podporujú tvorbu granúl. Granulátory s vysokým strihom sú k dispozícii v rôznych dizajnoch, vrátane modelov poháňaných a spodnej časti, z ktorých každý ponúka odlišné výhody na základe požiadaviek na proces.

Výhody vysokých strihových granulátorov

Granulátory s vysokým strihom ponúkajú oproti iným granulačným technikám niekoľko výhod. Po prvé, poskytujú vynikajúcu kontrolu nad vlastnosťami granúl, ako je veľkosť, hustota a pórovitosť. Táto kontrola umožňuje výrobu granúl s požadovanými charakteristikami, ako je zlepšená tekuteľnosť a stlačiteľnosť. Po druhé, granulátory s vysokým strihovým mixérom ponúkajú vysoký stupeň reprodukovateľnosti procesu a zabezpečujú konzistentnosť kvality vyrobených granúl. Účinná miešavacia akcia zariadenia vedie k rovnomernému rozdeleniu spojiva počas zmesi prášku, čo vedie k rovnomernej tvorbe granúl. Okrem toho môžu granulátory s vysokým obsahom štrbín zvládnuť širokú škálu formulácií, vrátane tých, ktoré majú náročné materiály alebo vysoké zaťaženie liečivom, vďaka čomu sú všestranné pre rôzne aplikácie vo farmaceutickom priemysle.

Granulácia s vysokým strihom

Vysoký strihový granulátor

Granulátor s vysokým strihom

Pracovný princíp granulátorov s vysokým strihom

Granulátory s vysokým strihom pracujú na princípe mechanického agitácie a šmykových síl. Čepele obežného kolesa alebo vrtuľníka sa otáčajú pri vysokých rýchlostiach, čím sa v granulačnej komore vytvára silný turbulentný tok. Tento turbulentný tok indukuje kolíziu a opotrebenie medzi časticami, rozkladá ich a podporuje ich priľnavosť. Kvapalné spojivo, ktoré sa zvyčajne pridávajú cez striekajúci systém, zviazajú častice a pôsobí ako väzbové činidlo. Kombinácia mechanického miešania a kvapalného spojiva vedie k tvorbe kohéznych granúl.

Kľúčové komponenty granulátorov s vysokým strihom

Granulátory s vysokým strihom pozostávajú z niekoľkých kľúčových komponentov, ktoré prispievajú k ich efektívnej prevádzke. Miešacia misa alebo granulačná komora je miesto, kde sa uskutočňuje proces granulácie. Je vybavený čepeľami obežného kolesa a vrtuľníkov, ktoré generujú potrebné šmykové sily. Oprnutie je poháňané motorom a jeho rýchlosť sa dá upraviť tak, aby riadila intenzitu miešania. Sprejový systém obsahujúci nádrž na spojivo a dýzu uľahčuje kontrolované pridanie kvapalného spojiva. Okrem toho môžu granulátory s vysokým strihom obsahovať funkcie, ako je regulácia teploty a automatizované ovládacie prvky na zvýšené riadenie a monitorovanie procesu.

Procesné parametre v mokrej granulácii

Na dosiahnutie optimálnych výsledkov granulácie je potrebné starostlivo kontrolovať niekoľko parametrov procesu. Tieto parametre zahŕňajú rýchlosť obežného kolesa, rýchlosť pridávania spojiva, čas miešania, teplota granulácie a koncový bod granulácie. Rýchlosť obežného kolesa ovplyvňuje intenzitu miešania a šmykových síl aplikovaných na zmes prášku. Rýchlosť pridávania spojiva by sa mala optimalizovať, aby sa zabezpečila rovnomerná distribúcia bez toho, aby sa zmes podarilo zviazať alebo podariť. Čas miešania by mal stačiť na dosiahnutie požadovanej veľkosti a rovnomernosti granúl. Teplota granulácie je rozhodujúca pre termosenzitívne materiály, pretože nadmerné teplo môže degradovať API alebo pomocné látky. Nakoniec, koncový bod granulácie, určený vizuálnou kontrolou alebo meraním vlastností granúl, naznačuje, kedy sa dosiahla požadovaná veľkosť a konzistentnosť granúl.

Úvahy formulácie pre mokrú granuláciu

Pri formulácii na granuláciu vlhkosti by sa malo zohľadniť niekoľko faktorov. Výber pomocných látok a ich kompatibilita s API a Binder je rozhodujúci pre dosiahnutie robustných granúl. Zvyčajne sa používajú pomocné látky s vhodnou väzbou, rozpadom a zvyšujúcimi sa tokovými vlastnosťami. Výber spojiva závisí od požadovaných charakteristík granúl a požiadaviek na proces. Bežné spojivá zahŕňajú vodu, roztoky na báze alkoholu a polyméry. Koncentrácia spojiva a viskozita by sa mali optimalizovať, aby sa dosiahli požadované vlastnosti granúl. Okrem toho môže distribúcia veľkosti častíc počiatočných práškov spolu s použitím vhodných granulačných pomôcok ovplyvniť proces tvorby granúl.

Charakterizácia a hodnotenie granúl

Charakterizácia granúl je nevyhnutná na posúdenie kvality a výkonu vyrobených granúl. Hodiavajú sa rôzne parametre, vrátane distribúcie veľkosti granúl, hustoty, tekujúcej, stlačiteľnosti a obsahu vlhkosti. Rozdelenie veľkosti granúl sa zvyčajne určuje pomocou analýzy Sieve alebo techník difrakcie laserom. Hustota granúl ovplyvňuje hmotnosť a dezintegráciu tabletu. Prudnosť určuje schopnosť granúl tokovať rovnomerne počas kompresie tabliet. Stlačiteľnosť sa týka schopnosti granúl odolávať kompresným silám bez nadmernej fragmentácie alebo lepenia. Obsah vlhkosti je rozhodujúci pre stabilitu a môže ovplyvniť mechanické vlastnosti granúl. Tieto parametre sa hodnotia pomocou vhodných analytických techník a porovnávajú sa s vopred určenými špecifikáciami, aby sa zabezpečilo, že granule spĺňajú požadované normy kvality.

Kvapalina 

Potrubie

Vrtuľník

Riešenie problémov v mokrej granulácii

Počas mokrej granulácie môžu vzniknúť rôzne výzvy a problémy, ktoré si vyžadujú riešenie problémov. Jedným z bežných problémov je formovanie nadmerných alebo poddimenzovaných granúl, ktoré môžu ovplyvniť uniformitu tabliet a uniformitu obsahu. Tento problém sa dá vyriešiť úpravou rýchlosti obežného kolesa, rýchlosti pridávania spojiva alebo času miešania. Ďalšou výzvou je prítomnosť hrudiek alebo aglomerátov v granuloch, čo môže viesť k defektom tabliet alebo upchávaniu zariadenia. Zvýšenie intenzity miešania alebo použitia vhodných granulačných pomôcok môže pomôcť prekonať tento problém. Navyše, zlá plynuteľnosť alebo nadmerný obsah vlhkosti môžu mať vplyv na kroky spracovania po prúde. Úprava granulačných parametrov alebo implementácia techník sušenia môžu tieto problémy riešiť.

Bežné výzvy pri mokrej granulácii

Granulácia mokra je komplexný proces a bežne sa vyskytuje niekoľko výziev. Jednou z takýchto výziev je potenciál degradácie alebo nestability API počas procesu granulácie. To sa dá zmierniť optimalizáciou teploty granulácie, výberom vhodných pomocných látok a minimalizáciou expozície vlhkosti alebo kyslíka. Ďalšou výzvou je kontrola distribúcie veľkosti granúl, pretože dosiahnutie úzkeho rozsahu veľkostí častíc môže byť ťažké. Optimalizáciou parametrov formulácie a procesu, vrátane koncentrácie spojiva a rýchlosti obežného kolesa, je možné zlepšiť kontrolu veľkosti granúl. Výber vhodných materiálov spojiva a ich kompatibilita so zložkami formulácie je navyše rozhodujúci pre úspešnú granuláciu.

Zabezpečenie kvality v mokrej granulácii

Zabezpečenie kvality zohráva dôležitú úlohu pri zabezpečovaní výroby vysokokvalitných granúl. Zahŕňa to vykonávanie robustných postupov, dodržiavanie regulačných usmernení a dôkladnú dokumentáciu procesu granulácie. Testy kontroly kvality sa vykonávajú v rôznych fázach na vyhodnotenie fyzikálnych a chemických vlastností granúl. Kontroly v procese, ako napríklad monitorovanie obsahu vlhkosti granúl a distribúcie veľkosti častíc, pomáhajú identifikovať akékoľvek odchýlky a umožňujú nápravné opatrenia. Konečné testovanie produktov vrátane uniformity obsahu, rozpustenia a štúdie stability zaisťuje, že granule spĺňajú požadované špecifikácie. Okrem toho sú nevyhnutné správne čistenie a údržba zariadení na zabránenie krížovej kontaminácie a zaistenie bezpečnosti výrobkov.

Porovnanie s inými granulačnými technikami

Zatiaľ čo mokré granulácie s vysokovýkonnými granulátormi sa široko využívajú, je dôležité ju porovnávať s inými granulačnými technikami. Napríklad suchá granulácia eliminuje použitie kvapalných spojív a zahŕňa zhutnenie práškov do granúl pomocou tlaku. Táto technika je vhodná pre materiály citlivé na vlhkosť alebo teplu, ale môže mať za následok nižšiu hustotu a tekuteľnosť granúl v porovnaní s mokrou granuláciou. Na druhej strane granulácia fluidnej postele zahŕňa suspendovanie práškových častíc v prúde vzduchu a rozprašovanie roztoku spojiva na ne. Ponúka výhody, ako sú účinné možnosti miešania a sušenia, ale môže mať obmedzenia, pokiaľ ide o kontrolu veľkosti a hustoty granúl. Výber granulačnej techniky závisí od špecifických požiadaviek formulácie a požadovaných charakteristík granúl.

Video granulácie s vysokým strihom

Budúce trendy a inovácie v mokrej granulácii

Oblasť mokrej granulácie sa neustále vyvíja, pričom prebiehajúci výskum a technologický pokrok vedie k inováciám. Jednou z oblastí zamerania je rozvoj kontinuálnych procesov granulácie mokrej granulácie, ktoré ponúkajú výhody, ako je skrátený čas spracovania, zlepšená účinnosť a zvýšená kontrola vlastností granúl. Nepretržitá výroba umožňuje monitorovanie a úpravu procesných parametrov v reálnom čase, čo vedie k zvýšenej produktivite a zníženej variabilite. Ďalej, integrácia nástrojov procesnej analytickej technológie (PAT), ako je napríklad infračervená spektroskopia a monitorovanie akustických emisií, umožňuje monitorovanie a riadenie kritických parametrov. Tieto pokroky prispievajú k optimalizácii procesov granulácie mokrej granulácie, čo vedie k zlepšeniu kvality produktu, zníženým nákladom a zlepšeniu porozumenia procesu.

Ďalšou oblasťou záujmu o mokrú granuláciu je vývoj nových materiálov spojiva so zlepšenou funkčnosťou. Vedci skúmajú použitie polymérov, kopolymérov a pomocných látok s jedinečnými väzbovými vlastnosťami na zlepšenie výkonnosti granúl. Tieto materiály môžu poskytnúť lepšiu kontrolu nad profilmi sily granúl, dezintegrácie a uvoľňovania liečiva. Okrem toho sa vyvíja úsilie o rozvoj ekologických a udržateľných možností spojiva na zníženie vplyvu na životné prostredie.

Začlenenie techník modelovania a simulácie procesov je ďalším trendom v mokrej granulácii. Využitím výpočtových nástrojov môžu vedci a výrobcovia optimalizovať parametre procesu, predpovedať vlastnosti granúl a pred vykonaním experimentálnych pokusov predpovedať vlastnosti granúl a riešenie potenciálnych problémov. Tento prístup šetrí čas a zdroje a zároveň umožňuje hlbšie pochopenie procesu granulácie.

Ďalej integrácia automatizácie a robotiky do procesov granulácie mokrej granulácie získava trakciu. Automatizované systémy môžu presne riadiť pridávanie spojív, monitorovať parametre procesu a zefektívniť celkový výrobný pracovný tok. To nielen zlepšuje účinnosť procesu, ale tiež znižuje riziko ľudských chýb a variability.

Záverom možno povedať, že mokrá granulácia s vysokovýkonnými granulátormi je všestrannou a efektívnou technikou na výrobu granúl v rôznych odvetviach. Ponúka výhody, ako je zlepšená tekuteľnosť, stlačiteľnosť a jednotnosť obsahu. Dôkladným reguláciou parametrov procesu, výberom vhodných formulácií a implementáciou opatrení na zabezpečenie kvality sa môžu neustále vytvárať vysoko kvalitné granule. Prebiehajúci pokrok v teréne vrátane nepretržitej výroby, nových materiálov spojiva, modelovania procesov a automatizácie formuje budúcnosť mokrej granulácie. Cieľom tohto vývoja je ďalej optimalizovať proces, zlepšiť kvalitu výrobku a zlepšiť udržateľnosť.

Video s vysokým strihovým mixérom

Časté otázky

Q1: Môže sa na všetky typy formulácií použiť mokrá granulácia?

A1: Granulácia mokra je vhodná pre širokú škálu formulácií vrátane hydrofilných aj hydrofóbnych liekov. Niektoré formulácie však môžu vyžadovať modifikácie alebo alternatívne granulačné techniky v závislosti od ich špecifických charakteristík.

Q2: Ako dlho trvá proces mokrej granulácie?

A2: Trvanie procesu mokrej granulácie sa môže líšiť v závislosti od faktorov, ako je zložitosť formulácie, požadované vlastnosti granúl a použité vybavenie. Zvyčajne môže tento proces trvať niekoľko hodín, vrátane miešania, mokrého hromadenia a sušenia.

Otázka 3: Aké spoločné výzvy čelia počas mokrej granulácie?

A3: Medzi bežné výzvy v mokrej granulácii patrí dosiahnutie požadovaného rozdelenia veľkosti granúl, reguláciu obsahu vlhkosti, minimalizáciu aglomerácie alebo hrudiek a udržiavanie konzistentných vlastností granúl. Tieto výzvy sa dajú riešiť pomocou techník optimalizácie procesu a riešenia problémov.

Q4: Je mokrá granulácia škálovateľným procesom pre veľkú výrobu?

A4: Mokrá granulácia je škálovateľný proces a dá sa úspešne implementovať pre rozsiahlu výrobu. Faktory, ako napríklad výber zariadení, overenie procesu a opatrenia na kontrolu kvality, by sa však mali zvážiť, aby sa zabezpečili konzistentné a reprodukovateľné výsledky.

Otázka 5: Existujú nejaké alternatívy k mokrej granulácii na tvorbu granúl?

A5: Áno, alternatívne granulačné techniky zahŕňajú suchú granuláciu a granuláciu fluidnej postele. Tieto techniky ponúkajú konkrétne výhody a môžu sa uprednostňovať pre určité formulácie alebo požiadavky na proces. Výber granulačnej techniky závisí od požadovaných charakteristík granúl a špecifických potrieb aplikácie.

Poradie série GHL Series High Shear Granulator Opis

Vietnam starý zákazník spoločnosti Hywell Machinery Co., Ltd. zadal objednávku na nákup Granulátor GHL Series High Shear Granulator opäť začiatkom roku 2022 a klient kúpil mokrý granulátor Hywell GHL Met Granulator. Tento granulátor s vysokým strihovým mixérom GHL-200 dokončí výrobu podľa požiadaviek na zmluvu. Zákazník nemôže pred doručením robiť tuk v továrni Hywell. A tuk sa vykonáva vzdialeným videom nášho inžiniera a zákazníka. Táto vysoká šmyková granulácia je úplne zabalená a pripravená na dodanie.

Granulácia s vysokým obsahom série GHL sa často spája s Granulátor série YK, ktorý získate 1,5-5 mm mokré granule, a potom nasmerujte, aby ste poslali mokré granule do sušiace Vertikálne kvapalina Loda alebo Vodorovná sušička tekutiny , ale rozhoduje o úpravovej kapacite. Posledným krokom procesného systému je Granules Sifter. Granuly Sferter oddeľujú veľké častice prášku od prášku, veľkosť je určená pre separáciu. Veľkosť mimo prevádzky je vypnutá a prášok môže byť buď priamo zabalený do veľkých vreciek alebo prevedený do systému Silo pre ďalšie baliace systémy.

Granulátor rýchleho miešania pomocou vysokokvalitného granulátora sa dá rozdeliť do 5 stupňov a zahrnúť;

1. Miešanie prášku rôznych druhov

2. Pridanie spojiva alebo pridanie granulujúcej kvapaliny.

3. Zmáhanie prášku a nukleácie

4. Rast granúl a zhustenie prášku.

5. Granule opotrebovanie a zlomenie.