Kako optimizirati fluidizirano granulacijo postelje

Fluidizirana granulacija postelje: Uvod

Se sprašujete, kako deluje granulacija s fluidizirano posteljo? In kakšna je uporaba fluidiziranih granulatorjev postelje danes, vas bom popeljal skozi:

Fluidizirana granulacija postelje, ki jo je izdelal Hywell

Tu lahko obiščete tudi našo stran z granulatorjem s tekočo posteljo, kjer lahko zahtevate ponudbo in preberete tudi o procesorjih tekočih postelj.

Sušenje je ključni postopek v kemični, prehrani in farmacevtski industriji. Zahteva ogrevanje, da je to kapital in energijsko intenzivno. Sušenje lahko predstavlja 60-70% celotnih stroškov proizvodnje.

Granulatorji sušilnika s tekočim dnom so bili široko sprejeti za sušenje zrnc in praškov pri proizvodnji zdravil. Hywell proizvaja zelo kakovostne posteljne sušilnike po konkurenčnih tovarniških cenah.

Uvod v fluidizirano granulacijo postelje

Farmacevtska proizvodnja zahteva natančen nadzor nad proizvodnjo trdnih dozirnih oblik. Granulacija, proces preoblikovanja drobnih delcev v prahu v večje zrnce, ima ključno vlogo pri doseganju enakomernosti, pretočnosti in stabilnosti končnega izdelka. Fluidizirana granulacija postelje ponuja učinkovito in vsestransko metodo za dosego teh ciljev. granulacija vključuje suho granulacijo in mokra granulacija . mokra granulacija vključuje različne vrste strojev, kot so Granulatorji z razpršilcem s tekočimi postelji, KOSTERNI GRANULATORJI, nihajoči granulatorji (nihajoči granulatorji) in Granulatorji z visokim strižnim mešalnikom.

Fluidizirano granulacijo ležišča lahko razvrstimo kot postopek z enim rezervoarjem, ker lahko prašek mešamo, granuliramo in posušimo v isti enoti, kar olajša prenos izdelkov in zmanjšuje navzkrižno kontaminacijo. Poleg tega fluidizirana ležišče prav tako poveča prenos toplote in mase med fluidizirajočim zrakom in trdnimi delci, kar ima za posledico enakomerno porazdelitev temperature znotraj dna proizvoda in relativno kratek čas obdelave. V primerjavi z granulacijo z visokim strigom fluidizirana tehnologija postelje na splošno proizvaja delce z ožjo porazdelitvijo velikosti delcev in brez prevelikih delcev. To zmanjšuje nepotrebne večkratne granulacije in pospeši sušenje.

Fluidizirano granulacijo postelje naj bi bila bolj porozna, manj gosta in bolj stisljiva od tistih, ki jih proizvaja visoka strižna mokra granulacija. Optimalno območje velikosti delcev za fluidizacijo je 50 do 2000 μm. Povprečna velikost delcev mora biti med 50 in 5000 μm, da se prepreči pretirano kanalizacijo in pretok. Ker ima fini prah zelo veliko površino, se lepilna kohezija poveča in vodi do združevanja; Zato se za preprečevanje prekomernega pobega finega prahu običajno izberejo ultra goste in neprimerne vreče za zbiranje, ki povzročijo neravnovesje fluidizacije. Za fine delce, manjše od 50 μm, in delcev, ki jih ni mogoče fluidizirati, je treba prašno dno obdelati z mehanskimi grablje in drugih metod, ki povečujejo stroške opreme, čiščenja in vzdrževanja. Kritična velikost, da tradicionalne fluidizirane ležišča ne morejo diskretno predelati navadnih farmacevtskih praškov, je približno 20 μm. Po Geldartovem diagramu pretoka je pod to mejo stabilen tok brez zamude težaven.

Ravnanje z mešanicami v prahu, ki vsebujejo komponente različnih gostot, je še en izziv, saj lahko razlike v vedenju fluidizacije različnih komponent formulacije privedejo do ločevanja postelje in neenakomernega mešanja. Poleg teh lastnosti prahu je sposobnost veziva, da se širijo v prahu, kritična tudi med fluidizirano granulacijo postelje. Zato je granulacija med fluidizacijo zelo odvisna od pojavov difuzije tekočine. Očitno je fluidizirana granulacija postelje kompleksen postopek. Poleg dejavnikov, povezanih z materialom, kot so narava in značilnosti sestavin v formuli, bodo procesni dejavniki, povezani s stopnjo granulacije in sušenja, vplivali tudi na rezultate.

Postopek fluidizirane granulacije

1. Kako poteka fluidizacija?

Delovno načelo fluidizirane postelje temelji na teoretični podlagi, da če plin dovoli, da teče skozi posteljo zrnatih trdnih snovi s hitrostjo, večjo od hitrosti zrnca in manj kot pnevmatski prenos in enak najnižji hitrosti fluidizacije (UMF), bo trden del suspendiran v pretoku plina. Odpornost je sila trenja, ki jo ima plin na zrncih; Odpornost, ki jo izvajajo zrnca na plinu, je enakomerna in nasprotna smeri.

Ko se hitrost pretoka zraka povečuje, se viskozna odpornost posameznih zrnc v pakirani ležišču poveča in poveča padec tlaka v postelji (ΔP). Do določene točke je vlečna sila, ki jo doživljajo posamezne zrnce, enaka njihovi navidezni teži; Nato se glasnost postelje začne širiti. Posamezne zrnce niso več v stiku s sosednjimi zrnci, ampak jih podpira tekočina in začne se fluidizacija. Za zelo viskozne praške lahko primarne zrnte vežejo sile van der Waals in lahko fluidizirajo v aglomerirane zrnce.

Ko zrnca postane bolj fluidizirana, vpliva na lokalno hitrost plina okoli njega zaradi teh vlečnih sil. Za zrnce z nepravilnimi oblikami je učinek vleke pomembnejši. Nad minimalno hitrostjo fluidizacije bi moral vsak dodaten plin, ki se uvede, skozi posteljo prehoditi v obliki mehurčkov. Van der Waals sile igrajo prevladujočo vlogo v procesih ravnanja s prahom in fluidizaciji, vendar tudi elektrostatične sile močno vplivajo na vedenje procesa. Druge potencialne sile so tekoči in trdni mostovi. Možne interakcije z intergranularnimi silami so granule-granule, granule-bamber in interakcije granule-plina. Dve metodi, minimalna hitrost fluidizacije UMF in klasifikacija Geldart, sta splošno prepoznana po svoji sposobnosti napovedovanja in karakterizacije vedenja s fluidizacijo trdnih snovi.

2. vrsta fluidizirane postelje

V fluidiziranih ležiščih lahko opazimo različne vzorce fluidiziranih postelj, odvisno od hitrosti fluidizacije, gostote izdelka, oblike in teže izdelka v loncu. Gostota neposredno spreminja neto gravitacijsko silo, ki deluje na zrnco, in s tem na minimalno odpornost ali hitrost, potrebna za dvigovanje zrnca. Oblika ne samo spreminja razmerja med vlečno silo in hitrostjo, ampak tudi spreminja značilnosti polnjenja fiksne postelje in povezanih praznih prostorov in hitrosti tekočine skozi njih.

Izračunana hitrost plina (UMF) v celotnem prerezu ležišča se imenuje minimalna ali začetna hitrost fluidizacije. Med začetno fluidizacijo postelja prevzame tekočo obliko in je samouravno, teče in oddaja hidrostatične sile (predmeti z nižje gostote plavajo na površini postelje). Pri nizkih hitrostih plina je postelja zrnca pravzaprav pakirana postelja in padec tlaka je sorazmeren s površinsko hitrostjo. Ko se hitrost plina povečuje, se doseže točka, kjer se obnašanje postelje spremeni iz fiksne zrnc v suspendirana zrnca. Na začetni točki fluidizacije bo padec tlaka čez posteljo zelo blizu teže zrnc, deljeno s prečnim prerezom postelje. Med začetnim postopkom fluidizacije so zrnca zelo blizu in nimajo pravega gibanja; Da bi dosegli enotno mešanje, je treba doseči živahno mešanje s povečanjem hitrosti plina z različnimi distributerji pretoka plina.

Ko hitrost pretoka plina presega minimalno točko fluidizacije, je fluidizirana ležišče podobno, kot da se plin hitro dvigne in poči na površini. Oblikovanje mehurčkov je zelo blizu dna postelje in zelo blizu distributerja zračnega toka, zato zasnova distributerja zračnega pretoka močno vpliva na značilnosti fluidizirane postelje. Povečanje hitrosti površinske fluidizacije nad minimalno hitrostjo fluidizacije povzroči nastanek 'mehurčkov', ki nastanejo v postelji. Razširitev ležišča povzroča predvsem prostor, ki ga zasedajo mehurčki, hitrost površinskega plina pa se znatno poveča. Ko se ti majhni mehurčki dvigajo iz postelje, se ponavadi združijo. To ustvarja večje in manj mehurčkov kot tisti v bližini distributerja zračnega toka. V mehurčku mešanje ne povzroča le navpičnega gibanja in kolapsa mehurčkov na površini postelje, ampak tudi s stranskim gibanjem mehurčkov, ki jih povzroča interakcija in združitev sosednjih mehurčkov.

Kadar koncentracija trdnih snovi v celotni postelji ni enakomerna in koncentracija sčasoma niha, se ta vrsta fluidizacije imenuje agregatna fluidizacija.

Poslanca je tekoča postelja, v kateri zračni mehurčki zasedajo celoten prerez vsebnika izdelka in posteljo razdelite na več slojev.

3. Hitrost pretoka zraka

Nadzor hitrosti pretoka zraka je ključnega pomena za učinkovite fluidizirane postelje za sušenje, granulacijo in prevleko. Šele ko se zrnca med postopkom zdravljenja suspendirajo v pretoku zraka, lahko fluidizirano ležišče doseže prednosti hitrega prenosa toplote in mase. Za pridobitev ustrezne fluidizacije izdelka je treba upoštevati naslednje dejavnike:

01. Teža izdelka (velikost serije).

02. Granulesizirajte, oblikujejo in gostoto.

03. Karakteristike pretoka v prahu.

04. Razmerje med zmogljivostjo fluidizirane postelje in volumnom zraka ter položajem ventilatorja ter položajem fluidizacijske enote.

05. minimalna in največja priporočena zmogljivost lonca.

Nadzor hitrosti zračnega toka je mogoče najprej doseči z izbranim distributerjem zračnega toka. Izbira distributerja je odvisna od dejavnikov, kot so vrsta materiala in njegova velikost zrnca, gostota, oblika, količina, volumen zraka ventilatorja in lokacija sistema. Izbira distributerja in nadaljnja navodila so navedena v poglavju 3. Vrsta in geometrija distributerja pomembno vplivata na najnižjo vrednost hitrosti fluidizacije. Povečanje premera pora distributerja plošče odprtine bo zmanjšalo minimalno hitrost fluidizacije (glasovni prenos: Zanima me, ali lahko razumete ta stavek? Predpostavka je, da ko volumen zraka ostane nespremenjen, območje prezračevalnega distributerja iste velikosti poveča zrakovanje odprtine odprtine, kar je enakovredno povečanju prezračevalnega območja).

Prednosti fluidizirane granulacije

Fluidizirana granulacija postelje ponuja več prednosti pred drugimi tehnikami granulacije. Prvič, omogoča odličen nadzor nad lastnostmi granula, kot so velikost, oblika in gostota. Ta nadzor zagotavlja enotnost in obnovljivost končnega izdelka. Poleg tega fluidizirano stanje zagotavlja učinkovit prenos toplote in mase, kar vodi do hitrejšega časa sušenja. Postopek je tudi zelo razširljiv, kar omogoča enostaven prehod iz laboratorijske lestvice v komercialno proizvodnjo.

Slabosti fluidizirane granulacije postelje

Čeprav ima fluidizirana granulacija postelje številne prednosti, ni brez omejitev. Eden od izzivov je potencial za trpljenje delcev, ki vodi do generacije finega prahu. To vprašanje je mogoče omiliti z uporabo ustrezne opreme in optimizacije procesov. Druga pomanjkljivost je omejena primernost materialov, občutljivih na vlago, saj postopek sušenja vključuje uporabo toplote. Za premagovanje teh izzivov je ključnega pomena pravilno razumevanje materialov in parametrov procesov.

Dejavniki, ki vplivajo na granulacijo s fluidirano posteljo

Več dejavnikov vpliva na uspeh fluidizirane granulacije postelje. Te dejavnike je treba skrbno upoštevati in optimizirati, da dosežemo želene lastnosti zrnc. Ključni dejavniki vključujejo:

1. Lastnosti prahu

   Lastnosti materialov v prahu, kot so velikost delcev, oblika in površinske značilnosti, igrajo pomembno vlogo pri vedenju fluidizacije in tvorbi zrnc. Fini praški s kohezivnimi lastnostmi lahko zahtevajo dodatne ukrepe za pravilno fluidizacijo.

2. Raztopina veziva

   Izbira raztopine in njene koncentracije močno vpliva na učinkovitost vezave in trdnost zrnc. Različne vezi, kot so polimeri ali lepila, se lahko uporabijo, odvisno od želenih značilnosti zrnc.

3. Parametri procesa

   Različni parametri procesa, vključno s hitrostjo pretoka zraka, temperaturo dovoda, hitrostjo brizganja in višino dna, vplivajo na tvorbo zrnc. Te parametre je treba optimizirati, da dosežemo želeno velikost, obliko in enotnost zrnc.

4. Oblikovanje opreme

   Zasnova in konfiguracija fluidiziranega granulatorja ležišča, vključno z obliko in velikostjo procesne komore, distribucijskim sistemom in razpršilnim sistemom, vplivata na celotno učinkovitost procesa in kakovost zrnc.

   
   

Oprema, ki se uporablja v fluidizirani granulaciji

Fluidizirana granulacija postelje zahteva specializirano opremo za doseganje optimalnih rezultatov. Ključna komponenta je fluidizirani granulator ležišča, ki ga sestavlja predelovalna komora, sistem za distribucijo zraka in razpršilni sistem. Procesijska komora omogoča fluidizacijo praškovnih delcev in tvorbo zrnc. Sistem za porazdelitev zraka zagotavlja enakomeren pretok zraka po celotni komori, kar zagotavlja pravilno fluidizacijo. Sistem za razprševanje, ki je običajno opremljen z visokotlačnimi šobami, omogoča natančno in nadzorovano razprševanje raztopine veziva. Poleg tega je oprema za sušenje in sejanje zrnc bistvena za dokončanje postopka.

Uporaba fluidizirane granulacije

Fluidizirana granulacija postelje najde obsežne uporabe v farmacevtski industriji. Nekatere skupne aplikacije vključujejo:

1. Formulacija tablete

   Fluidizirana granulacija postelje se pogosto uporablja pri proizvodnji zrnc za formulacijo tablet. Enotnost velikosti in oblike zrnc, doseženih s tem postopkom, zagotavlja dosledno vsebnost zdravil v vsaki tableti, kar vodi do zanesljivih dozirnih oblik.

2. Formulacije z nadzorovano sproščanje

   Sposobnost vključevanja funkcionalnih premazov naredi fluidizirano granulacijo ležišča, primerna za razvoj formulacij nadzorovanega sproščanja. Z nanosom enteričnih premazov ali drugih specializiranih premazov lahko sproščanje zdravila prilagodimo posebnim zahtevam, kot je pH odvisno ali časovno odvisno sproščanje.

3. Formulacije neposrednega stiskanja

   Fluidizirana granulacija postelje se uporablja tudi pri proizvodnji zrnc, primernih za neposredno stiskanje. Neposredno stisljiva zrnca imajo odlične lastnosti pretočnosti in stisljivosti, zaradi česar so idealne za proizvodnjo hitrih tablet.

4. Večkomponentne formulacije

   Kompleksne formulacije, ki vsebujejo več aktivnih farmacevtskih sestavin (API -jev) in pomožnih snovi, je mogoče uspešno zrcalirati z uporabo fluidizirane granulacije postelje. Proces omogoča enakomerno mešanje vseh komponent, kar ima za posledico homogena zrnca.

5. Spremenjeni profili sproščanja zdravil

   Fluidizirana granulacija s posteljo omogoča proizvodnjo zrnc s spremenjenimi profili sproščanja zdravil. S prilagoditvijo parametrov procesa in značilnosti veziva je mogoče doseči trajno ali razširjeno sproščanje zdravil, kar zagotavlja nadzorovano dostavo zdravil.

   
   

Primerjava fluidizirane granulacije z drugimi tehnikami granulacije

Fluidizirana granulacija postelje ponuja več prednosti v primerjavi z alternativnimi tehnikami granulacije. V primerjavi z mokro granulacijo, ki vključuje uporabo velikih količin tekočih veziva, fluidizirana granulacija postelje zahteva manjše količine raztopine veziva, kar vodi do skrajšanih časov sušenja in porabe energije. Tehnike suhega granulacije, kot je nabiranje valjev, zahtevajo dodatne korake za doseganje zrnc, zaradi česar je fluidizirana granulacija postelje bolj preprost in časovno učinkovit postopek. Poleg tega fluidizirana granulacija ležišča omogoča natančen nadzor nad lastnostmi granula, kar ima za posledico izboljšano enakomernost izdelka.

Odpravljanje težav v fluidizirani granulaciji postelje

Medtem ko je fluidizirana granulacija postelje močan in vsestranski postopek, se lahko med delovanjem pojavijo nekatera vprašanja. En pogost izziv je nastanek aglomeratov ali prevelikih zrnc, kar lahko privede do neenakomerne porazdelitve velikosti delcev in slabe pretočne. To vprašanje lahko rešimo s prilagoditvijo hitrosti razpršitve, koncentracije veziva ali hitrosti pretoka zraka, da se zagotovi pravilno rast zrnc. Druga potencialna težava je pojav blokad šobe zaradi padavine raztopine veziva. Redno čiščenje in vzdrževanje razpršilnega sistema lahko pomagajo preprečiti to težavo. Ključnega pomena je spremljati in optimizirati procesne parametre, da odpravite in odpravite morebitne težave.

Študije primerov in zgodbe o uspehu fluidizirane granulacije

Številna farmacevtska podjetja so v svojih proizvodnih procesih uspešno uvedla fluidizirano granulacijo postelje, kar je vodilo do izboljšane kakovosti in učinkovitosti izdelka. Študije primerov in zgodbe o uspehu poudarjajo raznolike aplikacije in prednosti te tehnike. Na primer, podjetje X, vodilni farmacevtski proizvajalec, je uporabil fluidizirano granulacijo postelje za razvoj formulacije z nadzorovanim sproščanjem široko predpisanega srčno-žilnega zdravila. Nastala zrnca so pokazala odlično enakomernost vsebine, podaljšane profile sproščanja drog in izboljšano skladnost pacientov. Podobno je podjetje Y uporabljalo fluidizirano granulacijo postelje za proizvodnjo neposredno stisljivih zrnc za zapleteno večkomponentno formulacijo, doseganje vrhunskih lastnosti pretoka in združljivost tablet.

Prihodnji trendi in napredek v fluidizirani granulaciji postelje

Fluidizirana granulacija postelje je nenehno razvijajoče se področje, več trendov in napredka pa oblikuje njeno prihodnost. Nekateri ključni trendi vključujejo:

1. Nove vezive in pomožne snovi

   Raziskovalci aktivno raziskujejo nove vezive in pomožne snovi z izboljšanimi vezavnimi lastnostmi, nadzorovanimi značilnostmi sproščanja in izboljšano funkcionalnostjo. Ti napredki bodo še dodatno optimizirali lastnosti granula in razširili obseg aplikacij za fluidizirano granulacijo postelje.

2. Procesna analitična tehnologija (PAT)

   Vključitev naprednih orodij PAT v sisteme granulacije s fluidiziranimi postelji omogoča spremljanje v realnem času in nadzor kritičnih parametrov procesa. Ta pristop, ki temelji na podatkih, izboljšuje razumevanje procesa, olajša optimizacijo procesov in zagotavlja dosledno kakovost izdelka.

3. Inteligenten nadzor procesa

   Vključitev umetne inteligence (AI) in algoritmov strojnega učenja v sisteme granulacije s fluidiziranimi ležišči ima ogromen potencial. Sistemi, ki jih poganja AI, lahko analizirajo kompleksne procesne podatke, prepoznajo vzorce in optimizirajo parametre procesa v realnem času, kar vodi do večje učinkovitosti, zmanjšane odpadke in izboljšane kakovosti izdelka.

4. Neprekinjena proizvodnja

   Nenehna proizvodnja zaradi učinkovitosti in stroškovne učinkovitosti pridobiva priljubljenost v farmacevtski industriji. Fluidizirano granulacijo postelje je mogoče brezhibno vključiti v neprekinjene proizvodne platforme, kar omogoča neprekinjeno proizvodnjo zrnc z dosledno kakovostjo in zmanjšano spremenljivostjo procesa.

5. S ustanobilnost in zelena proizvodnja

   Ko se osredotočenost na trajnost povečuje, si prizadevajo, da bi procesi granulacije postali bolj okolju prijazni. To vključuje uporabo okolju prijaznih vezivov, energetsko učinkovitih metod sušenja in zmanjšanje nastajanja odpadkov. Fluidizirana granulacija postelje z učinkovitim sušenjem in zmanjšanimi zahtevami veziva se dobro uskladi z načeli zelene proizvodnje.

Za zaključek je fluidizirana granulacija postelje zelo učinkovita in vsestranska tehnika v farmacevtski proizvodnji. Njegova sposobnost proizvodnje enotnih zrnc z nadzorovanimi lastnostmi je privlačna izbira za različne trdne dozirne oblike. S stalnimi raziskavami in napredkom v novih vezivih, analitiki procesov in inteligentnim nadzorom procesov je fluidizirana granulacija postelje pripravljena za nadaljnje izboljšave in bo še naprej igrala ključno vlogo pri oblikovanju prihodnosti farmacevtske proizvodnje.

Zaključek

Fluidizirana granulacija postelje je zelo učinkovita in vsestranska tehnika v farmacevtski proizvodnji. Njegova sposobnost proizvodnje enotnih zrnc z nadzorovanimi lastnostmi je postala prednostna izbira za različne trdne dozirne oblike. Prednosti fluidizirane granulacije postelje, kot so natančen nadzor nad lastnostmi granula, učinkovito sušenje in razširljivost, prispevajo k izboljšanju kakovosti izdelka, učinkovitosti proizvodnje in zadovoljstvu pacientov. Kljub nekaterim omejitvam lahko pravilno razumevanje parametrov procesa in izbire opreme pomaga premagati izzive in optimizirati postopek granulacije. Pri nenehnih raziskavah in napredkih naj bi se fluidizirana granulacija postelje igrala ključno vlogo pri oblikovanju prihodnosti farmacevtske proizvodnje.

Pogosto zastavljena vprašanja (pogosta vprašanja)

1. Ali se lahko granulacijo s fluidizirano dno uporablja za materiale, občutljive na vlago?

Da, fluidizirano granulacijo postelje je mogoče uporabiti za materiale, občutljive na vlago. Vendar pa je za zmanjšanje izpostavljenosti vlage in potencialne degradacije potrebna skrbna upoštevanje postopka sušenja in optimizacija parametrov.

2. Ali je fluidizirana granulacija ležišča primerna za obsežno proizvodnjo?

Absolutno. Fluidizirana granulacija postelje je zelo razširljiva in jo je mogoče brezhibno prehoditi iz laboratorijske v komercialno proizvodnjo s pravilno opremo in optimizacijo procesov.

3. Kakšne so prednosti fluidizirane granulacije postelje nad mokro granulacijo?

Fluidizirana granulacija postelje zahteva manjše količine raztopine veziva, kar vodi do skrajšanega časa sušenja in porabe energije v primerjavi z mokro granulacijo. Omogoča tudi natančen nadzor nad lastnostmi granula in izboljšano enakomernostjo izdelkov.

4. Ali je mogoče granulacijo s fluidizirano posteljo kombinirati z drugimi proizvodnimi procesi?

Da, fluidizirano granulacijo postelje je mogoče integrirati z drugimi procesi, kot so prevleka, sušenje in namizne tablete, kar omogoča racionaliziran proizvodni potek dela in izboljšane zmogljivosti izdelka.

5. Kakšne bodo prihodnje možnosti za granulacijo s fluidizirano posteljo?

Prihodnost fluidizirane granulacije postelje je videti obetavna, z nenehnim napredkom v novih vezivih, orodjih PAT in inteligentnem nadzoru procesov. Ta razvoj bo še izboljšala učinkovitost procesa, kakovost izdelka in optimizacijo v farmacevtski proizvodnji.