Wat is het proces van droge granulatie?

Droge granulatie , vaak aangeduid als Verdichtingsgranulatie of slug , is een kritieke eenheidsoperatie in de farmaceutische, chemische en voedingsindustrie. Het is een voofkeursmethode voor het maken van korrels zonder het gebruik van een vloeibaar bindmiddel, waardoor het bijzonder geschikt is voor vochtgevoelige en warmtegevoelige actieve farmaceutische ingrediënten (API's) en hulpstoffen. Dit proces gaat aan de uitdagingen die verbEn houden met natte granulatie, zoals uitgebreide droogtijden en potentiële afbraak van gevoelige materialen.

Principes van droge granulatie

Het fundamentele principe achter droge granulatie is het verdichting van poederdeeltjes onder hoge druk om een verdichte massa te vormen, die vervolgens in korrels wordt gemalen. Dit proces is gebaseerd op de inherente bindende eigenschappen van de materialen zelf of het gebruik van droge bindmiddelen. Het doel is om de bulkdichtheid te vergroten, de stroombaarheid te verbeteren, stof te verminderen en segregatie van componenten in een poedermengsel te voorkomen, uiteindelijk het verbeteren van de verwerkbaarheid van het materiaal voor daaropvolgende bewerkingen zoals tablets of inkapseling.

Het processtappen

Droge granulatie omvat meestal twee hoofdfasen:

1. Poederverdichting

Deze eerste fase omvat het comprimeren van de primaire poederdeeltjes in een compacte, coherente massa. Er zijn twee primaire technieken om dit te bereiken:

• Slugging: In deze methode wordt de poedermengsel ingevoerd in een grote, zware tabletpers die grote, slecht gevormde tabletten produceert die bekend staan als "naaktslakken". De druk uitgeoefend tijdens slugging dwingt de poederdeeltjes in nauw contact, wat leidt tot de vorming van sterke bindingen, voornamelijk door interparticulaire krachten (bijvoorbeeld van der Waals -krachten, mechanische in elkaar grijpen). De grootte en hardheid van deze naaktslakken zijn cruciaal voor de daaropvolgende freesstap.

• Rolverdichting: Dit is de meest gebruikte en efficiënte methode. Bij rolverdichting wordt de poedermengsel gevoerd tussen twee tegenroterende rollen die hoge druk uitoefenen, waardoor het materiaal in een continu, dicht lint of plaat wordt verdicht. De kloof tussen de rollen, de rolsnelheid en de verdichtingskracht zijn kritische parameters die de dichtheid en sterkte van het lint beïnvloeden. Het afgedichte materiaal verlaat de rollen als een bros vel, klaar voor de volgende fase.

2. Frezen (maatreductie)

Zodra de compacts (slakken of linten) zijn gevormd, worden ze onderworpen aan een frezen or korrel stap. Dit omvat het afbreken van het verdicht materiaal in korrels van een gewenst groottebereik. Verschillende soorten molens kunnen worden gebruikt, waaronder:

• Fitzmills (Comminuting Mills): Deze molens gebruiken roterende messen tot grootte om het verdichte materiaal te verminderen. De schermgrootte in de molen bepaalt de bovengrens van de korrelgrootte.

• Oscillerende granulatoren: Deze machines gebruiken een oscillerende balk om materiaal door een scherm te duwen.

• Conical Mills (Conical Screen Mills): Deze hebben vaak de voorkeur voor hun zachtere actie, wat kan leiden tot een smallere verdeling van de deeltjesgrootteverdeling en minder fijne generatie.

Het freesproces is cruciaal voor het bereiken van de gewenste stroomeigenschappen en contentuniformiteit van het uiteindelijke mengsel. Het doel is om korrels te creëren die sterk genoeg zijn om de hantering te weerstaan, maar niet zo moeilijk dat ze de daaropvolgende verdichting in tabletten belemmeren.

Voordelen van droge granulatie

• Geschiktheid voor vocht- en warmtegevoelige materialen: Omdat er geen oplosmiddelen of water worden gebruikt, is droge granulatie ideaal voor API's die afbreken in aanwezigheid van vocht of verhoogde temperaturen.

• Verminderde verwerkingstijd en kosten: Het elimineren van de droogstap vermindert de verwerkingstijd, het energieverbruik en de bijbehorende kosten aanzienlijk.

• Minder verwerkingsstappen: In vergelijking met natte granulatie omvat droge granulatie minder stappen, waardoor het algehele productieproces wordt vereenvoudigd.

• Verbeterde stabiliteit: Voor bepaalde formuleringen kan de afwezigheid van water leiden tot verbeterde productstabiliteit.

• Goed voor lage dosis medicijnen: Droge granulatie kan helpen bij het verbeteren van de uniformiteit van de inhoud voor formuleringen met lage API -concentraties door grotere, meer homogene deeltjes te creëren.

Nadelen en overwegingen

Hoewel ze talloze voordelen bieden, heeft droge granulatie ook enkele beperkingen:

• Stofopwekking: De initiële verdichting en daaropvolgende freesstappen kunnen een aanzienlijke hoeveelheid fijn stof genereren, waarvoor geschikte stofverzamelingssystemen vereisen en mogelijk leiden tot materiaalverlies.

• Beperkte deeltjesgrootteverdelingsregeling: Het kan een uitdaging zijn om een zeer smalle deeltjesgrootteverdeling te bereiken met droge granulatie in vergelijking met natte granulatie.

• Afhankelijkheid van materiaaleigenschappen: Het succes van droge granulatie is sterk afhankelijk van de inherente compacte en stroomeigenschappen van de grondstoffen. Materialen met een slechte samendrukbaarheid zijn mogelijk niet geschikt.

• Apparatuurkleding: De hoge drukken, met name bij rolverdichting, kunnen leiden tot verhoogde slijtage op apparatuur.

• Korrels met een lagere dichtheid: Korrels geproduceerd door droge granulatie kunnen soms minder dicht zijn dan die geproduceerd door natte granulatie, die de tabletkenmerken kunnen beïnvloeden.

Kritische procesparameters

Verschillende parameters zijn van cruciaal belang voor het succes van het droge granulatieproces:

• Rolverdichting:

  • Verdichtingskracht: Heeft direct invloed op de dichtheid en sterkte van het lint/slak. Te laag, en de compacts zijn brokerd; Te hoog, en het materiaal kan te veel worden besteld, wat leidt tot een slechte tabletabiliteit.

  • Roll -snelheid: Beïnvloedt de verblijftijd van het materiaal tussen de rollen en dus de mate van verdichting.

  • Openingsbreedte: Regelt de dikte van het lint en beïnvloedt de algehele dichtheid en stroomafwaartse freesefficiëntie.

  • Feeder -schroefsnelheid: Zorgt voor een consistente en gecontroleerde voedingspoeder naar de verdichtingszone.

• Frezen:

  • Millsnelheid: Beïnvloedt de intensiteit van de groottevermindering.

  • Schermmaat: Bepaalt de maximale korrelgrootte.

  • Rotorconfiguratie: Het type rotor (bijv. Knives vooruit, hamers naar voren) kan de morfologie van korrels en het genereren van boetes beïnvloeden.

Conclusie

Droge granulatie, omvattende technieken zoals Rolverdichting Granulatie and slugging granulatie , blijft een essentiële en steeds populairder wordende methode voor het produceren van korrels in verschillende industrieën. Het vermogen om vocht- en warmtegevoelige materialen te verwerken zonder de noodzaak van vloeibare bindmiddelen of uitgebreid drogen maakt het een onschatbaar hulpmiddel bij de moderne productie. Inzicht in zijn principes, voor-, nadelen en kritieke procesparameters is essentieel voor het optimaliseren van formuleringen en het waarborgen van de productie van hoogwaardige, robuuste doseringsvormen. Omdat farmaceutische ontwikkeling zich blijft concentreren op gevoelige en complexe moleculen, zal het belang van efficiënte en aanpasbare processen zoals droge granulatie alleen maar blijven groeien.