Объективный информационный канал
для профессионалов отрасли

«Фармацевтическая отрасль», 2019, №3 (74) июнь

Сухая грануляция – непрерывный и эффективный процесс

Процесс грануляции играет ключевую роль в производстве фармацевтических продуктов. Целью данного процесса является преобразование некомпактируемых порошков тонкого помола в грубые агломераты, которые затем прессуются в таблетки. Агломераты могут состоять из сухих, твердых гранул, каждая из которых является агломератом первичных частиц определенной твердости. Гранулят можно непосредственно использовать в качестве лекарственного средства либо он может быть промежуточным продуктом в производстве таблеток или капсул. Таблетки являются наиболее распространенной формой лекарственных средств, поскольку они не только просты в производстве, но также их можно выпускать в больших количествах.

Существует два типа процессов грануляции – сухая и влажная. В процессе влажной грануляции сухие первичные частицы смешиваются со связующей жидкостью на основе воды или растворителя и затвердевают. При сухой грануляции агломераты образуются только вследствие механического воздействия.

Сухая грануляция, в отличие от влажной, является непрерывным процессом и за последние несколько десятков лет стала общепринятой в производстве твердых лекарственных форм. Она получила широкое применение в производстве влаго- и термочувствительных продуктов, а также обладает преимуществами с точки зрения затрат.

По сравнению с влажной грануляцией нет необходимости в применении энергозатратных процессов сушки. Это позволяет исключить крупные капиталовложения в оборудование и производственные помещения, что способствует снижению себестоимости партии готового продукта благодаря уменьшению энергозатрат. Поскольку этап сушки исключен, нет необходимости в хранении излишков промышленных растворителей, их дистилляции и утилизации.

Сухие грануляторы обеспечивают процесс компактирования с высокой пропускной способностью – до 400 кг /ч. На одной машине можно производить различные продукты и выпускать партии разных размеров.

Конфигурации горизонтальных роликовых грануляторов и их преимущества

Сухие грануляторы различаются в зависимости от типа роликового механизма. Машины могут быть укомплектованы горизонтальными, вертикальными или наклонными роликами.

В ответ на растущий спрос на роликовые компакторы моделей BRC 25 и 100 с момента их представления в 2012 г. компания L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH (Эннигерло) сфокусировалась на производстве грануляторов с горизонтальными роликами. Одними из преимуществ данной конфигурации являются лучшая деаэрация шнеков и более короткий путь выхода полосок гранулята. Помимо этого сухие грануляторы отличаются по ширине, диаметру и свойствам поверхности роликов.

Область между роликами делится на три зоны. Предварительное компактирование частиц выполняется в зоне загрузки, основное прессование посредством деформации или фрагментации частиц (в зависимости от используемого материала) – в зоне компактирования, а экструзия материала происходит в третьей зоне. Еще одно отличие между системами заключается в регулируемом зазоре между роликами. Использование сухих грануляторов с регулируемым зазором является предпочтительным, поскольку только они обеспечивают однородную пористость гранулята при постоянном усилии прессования. Благодаря этому гарантируется воспроизводимость производственных условий выпуска полосок гранулята. В процессе непрерывного мониторинга процесса грануляции генерируется эталонное значение – отношение фактического и целевого значений зазора. Это необходимо для обеспечения параллельности роликов, чтобы полоски гранулята на выходе имели идентичные характеристики для всей партии.

Вращение питательного шнека связано с системой управления регулировкой зазора. Это означает, что при увеличении зазора питательный шнек подает меньше продукта, чтобы зазор снова закрылся. Такая автоматическая обратная связь обеспечивает постоянство толщины и пористости полосок гранулята.

Электромеханический привод

В серии машин BRC компания L.B. Bohle объединила высокую производительность и минимальные потери продукта. В отличие от существующих на рынке моделей машин  конкурентов усилие прикладывается только электромеханически, что обеспечивает постоянные свойства полосок гранулята. В электромеханической приводной системе отсутствуют недостатки гидравлической системы регулировки усилия – необходимость замены старого масла и клапанов, температурные отклонения и загрязнения масла. Этот высокоточный процесс осуществляется благодаря датчикам усилия, установленным непосредственно со стороны прикладывания нагрузки, поэтому они могут измерять усилие напрямую.  Результаты таких измерений являются более точными, чем при использовании гидравлических систем, в которых значения усилия, как правило, расчетные.

Использование инновационных методов в грануляторах серии BRC позволяет регулировать усилие прессования и толщину полосок гранулята, а также выпускать однородный продукт с производительностью от 1 до 400 кг / ч. Кроме того, усовершенствованный дизайн машины облегчает работу и уменьшает длительность процесса сборки.

Гигиеничный дизайн и встроенные моечные сопла входят в стандартное исполнение и позволяют выполнять эффективную процедуру WIP (мойки на месте) без необходимости последующего удаления остатков продукта. Компактор также соответствует требованиям концепции «Качество на этапе разработки» (Quality by Design – QbD) благодаря своему функциональному дизайну, разработанному с учетом требований GMP и РАТ.

Помимо процесса прессования измельчение существенно влияет на размер гранул. Измельчение полосок на гранулы с желаемым их распределением по размерам выполняется с помощью ситовой мельницы Bohle Turbo (BTS) со встроенными ситами, благодаря которым минимизируются потери даже при высокой производительности. В зависимости от технологических норм и требований, предъявляемых к грануляту, роторное сито в установке BRC можно заменить за считанные минуты.