Quá trình tạo hạt khô là gì?

Hạt khô , thường được gọi là Granulation nén hoặc trượt , là một hoạt động đơn vị quan trọng trong các ngành công nghiệp dược phẩm, hóa chất và thực phẩm. Đây là một phương pháp ưa thích để tạo ra các hạt mà không sử dụng chất kết dính chất lỏng, làm cho nó đặc biệt phù hợp với các thành phần dược phẩm hoạt động nhạy cảm với độ ẩm và nhạy cảm với nhiệt (API) và tá dược. Quá trình này giải quyết các thách thức liên quan đến tạo hạt ướt, chẳng hạn như thời gian sấy rộng và sự xuống cấp tiềm năng của các vật liệu nhạy cảm.

Nguyên tắc tạo hạt khô

Nguyên tắc cơ bản đằng sau hạt khô là nén các hạt bột dưới áp suất cao để tạo thành một khối mật độ, sau đó được nghiền thành các hạt. Quá trình này phụ thuộc vào các tính chất ràng buộc vốn có của chính các vật liệu hoặc sử dụng các chất kết dính khô. Mục tiêu là tăng mật độ khối, cải thiện khả năng lưu chuyển, giảm bụi và ngăn chặn sự phân tách các thành phần trong hỗn hợp bột, cuối cùng tăng cường khả năng xử lý của vật liệu cho các hoạt động tiếp theo như máy tính bảng hoặc đóng gói.

Các bước quy trình

Hạt khô thường liên quan đến hai giai đoạn chính:

1. Biểu đồ bột

Giai đoạn ban đầu này liên quan đến việc nén các hạt bột chính vào khối lượng nhỏ gọn, mạch lạc. Có hai kỹ thuật chính để đạt được điều này:

• Slugging: Trong phương pháp này, hỗn hợp bột được đưa vào một máy ép máy tính bảng lớn, nặng, tạo ra các viên lớn, hình thành kém được gọi là "sên". Áp lực được áp dụng trong quá trình trượt buộc các hạt bột tiếp xúc gần, dẫn đến sự hình thành các liên kết mạnh, chủ yếu thông qua các lực liên kết (ví dụ, lực Van der Waals, lồng vào nhau cơ học). Kích thước và độ cứng của những con sên này là rất quan trọng cho bước phay tiếp theo.

• Nén con lăn: Đây là phương pháp thường được sử dụng và hiệu quả hơn. Trong quá trình nén con lăn, hỗn hợp bột được cho ăn giữa hai con lăn quay ngược, tạo ra áp suất cao, nén vật liệu thành một dải ruy băng hoặc tấm dày đặc liên tục. Khoảng cách giữa các con lăn, tốc độ cuộn và lực nén là các thông số quan trọng ảnh hưởng đến mật độ và cường độ của ruy băng. Các vật liệu mật độ đã thoát ra khỏi các con lăn như một tấm giòn, sẵn sàng cho giai đoạn tiếp theo.

2. Phay (giảm kích thước)

Khi các compact (sên hoặc ruy băng) được hình thành, chúng phải chịu một xay xát hoặc tạo hạt bước chân. Điều này liên quan đến việc phá vỡ vật liệu mật độ thành các hạt có phạm vi kích thước mong muốn. Các loại nhà máy khác nhau có thể được sử dụng, bao gồm:

• Fitzmills (Comminuting Mills): Các nhà máy này sử dụng các lưỡi xoay để kích thước làm giảm vật liệu được nén chặt. Kích thước màn hình trong nhà máy xác định giới hạn trên của kích thước hạt.

• Gạch hình dao động: Những máy này sử dụng một thanh dao động để đẩy vật liệu qua màn hình.

• Các nhà máy hình nón (nhà máy màn hình hình nón): Chúng thường được ưa thích cho hành động dịu dàng hơn của họ, có thể dẫn đến sự phân bố kích thước hạt hẹp hơn và thế hệ ít tốt hơn.

Quá trình phay là rất quan trọng để đạt được các thuộc tính dòng chảy mong muốn và tính đồng nhất nội dung của hỗn hợp cuối cùng. Mục đích là để tạo ra các hạt đủ mạnh để chịu được xử lý nhưng không quá khó để chúng cản trở việc nén tiếp theo vào máy tính bảng.

Ưu điểm của hạt khô

• Sự phù hợp cho các vật liệu nhạy cảm với độ ẩm và nhiệt: Vì không có dung môi hoặc nước được sử dụng, nên tạo hạt khô là lý tưởng cho API làm suy giảm sự hiện diện của độ ẩm hoặc nhiệt độ cao.

• Giảm thời gian xử lý và chi phí: Loại bỏ bước sấy giảm đáng kể thời gian xử lý, tiêu thụ năng lượng và chi phí liên quan.

• Ít các bước xử lý hơn: So với hạt ướt, hạt khô bao gồm ít bước hơn, đơn giản hóa quy trình sản xuất tổng thể.

• Cải thiện sự ổn định: Đối với các công thức nhất định, sự vắng mặt của nước có thể dẫn đến sự ổn định sản phẩm tăng cường.

• Tốt cho thuốc liều thấp: Hạt khô có thể giúp cải thiện tính đồng nhất của hàm lượng đối với các công thức có nồng độ API thấp bằng cách tạo ra các hạt lớn hơn, đồng nhất hơn.

Nhược điểm và cân nhắc

Trong khi cung cấp nhiều lợi ích, tạo hạt khô cũng có một số hạn chế:

• Tạo bụi: Việc nén ban đầu và các bước phay tiếp theo có thể tạo ra một lượng bụi mịn đáng kể, đòi hỏi các hệ thống thu thập bụi thích hợp và có khả năng dẫn đến mất vật liệu.

• Kiểm soát phân phối kích thước hạt hạn chế: Nó có thể là một thách thức để đạt được sự phân bố kích thước hạt rất hẹp với hạt khô so với hạt ướt.

• Sự phụ thuộc vào tính chất vật liệu: Sự thành công của hạt khô phụ thuộc nhiều vào các tính chất nén và dòng chảy vốn có của nguyên liệu thô. Vật liệu có khả năng nén kém có thể không phù hợp.

• Thiết bị mặc: Áp lực cao liên quan, đặc biệt là trong nén con lăn, có thể dẫn đến tăng hao mòn trên thiết bị.

• Các hạt mật độ thấp hơn: Các hạt được tạo ra bởi hạt khô đôi khi có thể ít dày hơn so với các hạt được tạo ra bởi hạt ướt, có thể ảnh hưởng đến các đặc tính của máy tính bảng.

Tham số quy trình quan trọng

Một số thông số rất quan trọng đối với sự thành công của quá trình tạo hạt khô:

• Nén con lăn:

  • Lực nén: Ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức mạnh của ruy băng/sên. Quá thấp, và các compact sẽ có thể dễ chịu; Quá cao, và vật liệu có thể được nén quá mức, dẫn đến tính toán kém.

  • Tốc độ cuộn: Ảnh hưởng đến thời gian cư trú của vật liệu giữa các con lăn và do đó mức độ nén.

  • Chiều rộng khoảng cách: Kiểm soát độ dày của ruy băng, ảnh hưởng đến mật độ tổng thể và hiệu quả phay hạ nguồn.

  • Tốc độ vít cung cấp: Đảm bảo một thức ăn phù hợp và được kiểm soát của bột vào vùng nén.

• Phay:

  • Tốc độ nhà máy: Ảnh hưởng đến cường độ giảm kích thước.

  • Kích thước màn hình: Xác định kích thước hạt tối đa.

  • Cấu hình cánh quạt: Loại rôto (ví dụ, dao tiến, búa về phía trước) có thể ảnh hưởng đến hình thái hạt và thế hệ phạt.

Phần kết luận

Tạo hạt khô, bao gồm các kỹ thuật như Granulation nén con lăn Và Slugging Granulation , vẫn là một phương pháp quan trọng và ngày càng phổ biến để sản xuất các hạt trong các ngành công nghiệp khác nhau. Khả năng của nó để xử lý các vật liệu nhạy cảm độ ẩm và nhiệt mà không cần chất lỏng chất lỏng hoặc làm khô rộng làm cho nó trở thành một công cụ vô giá trong sản xuất hiện đại. Hiểu các nguyên tắc, ưu điểm, nhược điểm và các thông số quy trình quan trọng của nó là rất cần thiết để tối ưu hóa các công thức và đảm bảo sản xuất các dạng liều lượng cao, mạnh mẽ. Khi phát triển dược phẩm tiếp tục tập trung vào các phân tử nhạy cảm và phức tạp, tầm quan trọng của các quá trình hiệu quả và có thể thích ứng như tạo hạt khô sẽ chỉ tiếp tục phát triển.