فرآیند دانه بندی بستر سیال: پارامترها، افزایش مقیاس و انواع اسپری

دانه بندی بستر مایع چیست؟

یک دسته پودر می تواند در کمتر از 90 دقیقه از مخلوط کردن به دانه های خشک شده حرکت کند - بدون نیاز به اختلاط جداگانه، انباشته شدن مرطوب یا مراحل خشک کردن سینی. این وعده اصلی دانه بندی بستر سیال است: یک روش دانه بندی مرطوب که مخلوط کردن، اسپری کردن و خشک کردن را در یک محفظه محصور ادغام می کند.

این فرآیند پودرهای ریز و منسجم را با معلق کردن آنها در جریان هوای گرم شده و پاشیدن محلول چسبنده روی ذرات سیال شده به گرانول‌هایی با جریان آزاد تبدیل می‌کند. با برخورد ذرات و خیس شدن، پل های مایع تشکیل می شوند. تبخیر حلال پس از آن پل های جامد را پشت سر می گذارد که ذرات اولیه را به آگلومره تبدیل می کند. نتیجه یک گرانول با تراکم پذیری بهبود یافته، گرد و غبار کاهش یافته، و چگالی ظاهری بالاتر است - همه برای فشرده سازی قرص و پر کردن کپسول یکنواخت ضروری است.

بر خلاف دانه‌بندی مرطوب با برش بالا، که در آن یک پروانه مکانیکی تجمع را به حرکت در می‌آورد، دانه‌بندی بستر سیال به هم زدن پنوماتیک متکی است. این گرانول‌های متخلخل‌تر و متلاشی‌تر را تولید می‌کند و اجازه می‌دهد کل عملیات در یک ظرف انجام شود. برای فعال‌های حساس به گرما، اثر خنک‌کننده تبخیری هم‌جریان دمای محصول را بسیار کمتر از دمای هوای ورودی نگه می‌دارد، معمولاً در محدوده ۲۵ تا ۴۵ درجه سانتی‌گراد.

سه مرحله از فرآیند دانه بندی بستر مایع

هر دسته از سه مرحله مجزا عبور می کند. درک تغییرات در هر فاز به شما نقاط کنترلی را می دهد تا اندازه گرانول، رطوبت و چگالی را به طور قابل پیش بینی شماره گیری کنید.

• پیش گرم کردن و مخلوط کردن - هوای سیال شدن بستر پودر را تا دمای هدف بالا می برد در حالی که مواد خام را کاملاً مخلوط می کند. دمای هوای ورودی بالا نگه داشته می شود (50 تا 80 درجه سانتی گراد) اما دمای محصول برای جلوگیری از آسیب حرارتی کنترل می شود. دمای یکنواخت بستر قبل از شروع سمپاشی برای هسته‌زایی ثابت ضروری است.
• سمپاشی و دانه بندی - محلول بایندر از طریق یک نازل در بستر سیال اتمیزه می شود. اندازه قطرات که با فشار اتمیزه کردن (معمولاً 1.5 تا 3.0 بار) کنترل می شود، قطر اولیه لکه مرطوب را تعیین می کند. قطرات بزرگتر هسته های بزرگتری را تشکیل می دهند. فشار بیش از حد باعث ایجاد جریمه می شود. سرعت پاشش باید اضافه کردن مایع را با ظرفیت خشک کردن متعادل کند - خیلی سریع منجر به خیس شدن بیش از حد و کلوخه شدن می شود، خیلی آهسته باعث تولید دانه های ضعیف و گرد و غبار می شود.
• خشک کردن و خنک کردن - سمپاشی متوقف می شود و سیال شدن با هوای گرم تا رسیدن به هدف کاهش در هنگام خشک کردن (LOD) ادامه می یابد که معمولاً 1 تا 3 درصد برای گرانول های دارویی است. آخرین مرحله خنک‌سازی با هوای محیط یا سرد، گرانول‌ها را به دمای نگهداری می‌رساند و رطوبت را قبل از تخلیه تثبیت می‌کند.

پارامترهای فرآیند بحرانی (CPPs) و تأثیر آنها بر کیفیت گرانول

ویژگی های گرانول به طور تصادفی تغییر نمی کنند - آنها از منطق فیزیکی رطوبت، گرما و تکانه پیروی می کنند. جدول زیر متغیرهای فرآیند مستقل را با اثرات پایین دستی آنها ترسیم می کند.

رطوبت هوای ورودی شایسته ذکر ویژه است. نقطه شبنم بالای 10 درجه سانتی گراد می تواند با کاهش نیروی محرکه برای تبخیر، راندمان خشک کردن را خراب کند. برای فرمولاسیون های حساس به رطوبت، حفظ نقطه شبنم هوای ورودی زیر 5 درجه سانتیگراد اختیاری نیست - این یک پیش نیاز برای تکرارپذیری دسته به دسته است. مدرن گرانول های بستر سیال FLB با واحدهای هواساز یکپارچه کنترل دقیقی بر دما، رطوبت و جریان هوا به شما می دهد و این وابستگی های متقابل مهم را در مقیاس تولید قابل کنترل می کند.

تامین کنندگان دستگاه دانه بندی و خشک کردن بستر مایع FL-B (گرانولاتور یک مرحله ای)، شرکت OEM/ODM - دستگاه چانگژو ژیانگ

به‌عنوان تامین‌کننده‌های چینی FL-B سیال گرانول و خشک‌کن (گرانول‌کننده یک مرحله‌ای) و شرکت OEM/ODM، ZY Machinery دستگاه دانه‌بندی و خشک‌کننده بستر مایع FL-B (گرانول‌کننده یک مرحله‌ای) را برای فروش ارائه می‌کند.

مشاهده محصول →

انواع گرانول های بستر مایع: اسپری بالا، پایین و مماس

پیکربندی اسپری یک انتخاب طراحی محیطی نیست - مکانیسم رشد گرانول و دامنه کاربردهایی که یک دستگاه می‌تواند انجام دهد را مشخص می‌کند. این سه پیکربندی در موقعیت نازل، مسیر ذرات و الگوی تماس مایع و جامد متفاوت است.

Top-spray برای اشکال استاندارد دوز جامد - سریع، ساده، و بخشنده کار می کند. هنگامی که نیاز به اعمال یک پوشش عملکردی یکنواخت یا ایجاد ذرات لایه‌ای از هسته بذر دارید، سیستم‌های Wurster با اسپری پایین غالب می‌شوند. پردازنده‌های اسپری مماسی یا روتور متراکم‌ترین و کروی‌ترین گلوله‌ها را تولید می‌کنند که اغلب برای سیستم‌های دارورسانی چندذره‌ای استفاده می‌شوند. اگر برنامه شما به جای تراکم ساده نیاز به پوشش دارد، یک پوشش اختصاصی است روکش بستر مایع LDPB با درج Wurster، توزیع ضخامت لایه محکم‌تری را نسبت به یک دستگاه اسپری هیبریدی که در حال اجرای آزمایش‌های پوشش است، به شما می‌دهد.

تامین کنندگان دستگاه پوشش بستر مایع LDP-B، شرکت OEM/ODM - Changzhou Zhiyang Machinery Equipment Co., Ltd.

به عنوان تامین کنندگان دستگاه پوشش بستر مایع LDP-B چین و شرکت OEM/ODM، ZY Machinery دستگاه پوشش بستر مایع LDP-B را برای فروش ارائه می دهد، دستگاه پوشش بستر سیال LDP-B از کوآ بستر سیال ادغام می شود.

مشاهده محصول →

مشکلات رایج و عیب یابی در دانه بندی بستر سیال

حتی یک فرمول که به خوبی طراحی شده باشد، ممکن است اگر یک پارامتر به خارج از پوشش فرآیند خود منحرف شود، رفتار نادرست داشته باشد. در اینجا چهار حالت رایج خرابی و تنظیماتی که آنها را تصحیح می کند، آورده شده است.

• خیس شدن بیش از حد و تشکیل توده - علت: سرعت پاشش از ظرفیت تبخیر فراتر می رود یا فشار اتمیزاسیون خیلی کم است. راه حل: سرعت پاشش را 15 تا 20 درصد کاهش دهید، فشار اتمیزاسیون را افزایش دهید، یا دمای هوای ورودی را تا 5 درجه سانتیگراد افزایش دهید در حالی که دمای محصول را تماشا می کنید.
• جریمه بیش از حد و عملکرد کم - علت: سرعت پاشش خیلی کم یا فشار اتمیزه شدن خیلی زیاد است که باعث ایجاد قطرات می شود که قبل از اینکه بتوانند ذرات را پل بزنند خشک می شوند. راه حل: سرعت پاشش را با افزایش 10 درصد افزایش دهید، فشار اتمیزه شدن را کاهش دهید یا یک بایندر با ویسکوزیته محلول بالاتر اضافه کنید.
• فروریختن یا کانال شدن تخت - علت: حجم هوای سیال شدن برای تحمل وزن بستر بسیار کم است، اغلب پس از رشد اندازه ذرات. راه حل: حجم هوا را 20 تا 30 درصد افزایش دهید و بررسی کنید که افت فشار در صفحه توزیع کننده به مقدار ثابت باز می گردد.
• بار استاتیک و چسبندگی دیوار - علت: رطوبت کم و پودرهای بسیار عایق. راه حل: رطوبت هوای ورودی را به 5-10 گرم در کیلوگرم افزایش دهید، تمام اجزای فلزی را آسیاب کنید، یا مقدار کمی از مواد رسانا مانند دی اکسید سیلیکون کلوئیدی وارد کنید.

افزایش مقیاس فرآیند دانه بندی بستر مایع: از آزمایشگاه تا تولید

افزایش مقیاس ضرب خطی حجم هوا و سرعت پاشش نیست. حفظ سرعت اسپری یکسان به ازای هر کیلوگرم پودر در یک دسته 100 کیلوگرمی که در یک آزمایش 5 کیلوگرمی کار می‌کرد، اغلب بستر بزرگ‌تر را سیل می‌کند زیرا انتقال گرما و جرم مستقیماً با جرم پودر مقیاس نمی‌شود. قاعده کلی حفظ اندازه قطرات ثابت، رطوبت نسبی ثابت هوای خروجی و دمای محصول ثابت است.

جدول زیر محدوده پارامترهای معمولی در مقیاس‌ها را هنگام مقیاس‌بندی یک فرمول استاندارد مبتنی بر نشاسته نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که سرعت سیال شدن کمی افزایش می‌یابد تا ارتفاع بستر عمیق‌تر را جبران کند، در حالی که میزان اسپری در هر کیلوگرم کاهش می‌یابد تا از خیس شدن بیش از حد جلوگیری شود.

اجرای این آزمایش‌ها ابتدا روی یک گرانولاتور چند منظوره تحقیق و توسعه DLP به شما این امکان را می‌دهد تا قبل از اجرای API گران‌قیمت برای دسته‌های آزمایشی، فضای طراحی را با حداقل متریال ترسیم کنید. قابلیت جابه‌جایی بین دانه‌بندی بالا اسپری و پوشش Wurster در یک دستگاه آزمایشگاهی، جدول زمانی توسعه فرمول را فشرده می‌کند.

دانه بندی بستر سیال در مقابل دانه بندی برشی بالا: یک تحلیل مقایسه ای

انتخاب بین بستر سیال و دانه‌بندی با برش بالا به این نیست که کدام فناوری «بهتر» است، بلکه به این بستگی دارد که پرس تبلت شما کدام پروفایل گرانول و تقاضای هدف انحلال را تعیین می‌کند. جدول زیر مبادلات را در هفت معیاری که در تولید مهم هستند، نشان می دهد.

اگر قرص مورد نظر شما نیاز به تجزیه سریع دارد و با فرمولاسیونی کار می کنید که جریان ضعیفی دارد، دانه بندی بستر سیال مسیر مستقیم است. هنگامی که برای قرص کردن با سرعت بالا از یک داروی سخت و تغییر شکل پلاستیکی به گرانول های سخت و قوی نیاز دارید، برش زیاد اغلب برنده می شود - اما به مرحله خشک کردن جداگانه نیاز خواهید داشت. تأسیساتی که هر دو فناوری را اجرا می کنند اغلب از یک دانه ریز برشی بالا برای مرحله جرم گیری مرطوب استفاده می کنند و سپس مواد را به خشک کن بستر سیال منتقل می کنند و ساختار گرانول متراکم برش بالا را با خشک کردن ملایم بستر سیال ترکیب می کند.

نتیجه گیری و بهترین شیوه ها

هنگامی که تخلخل و انحلال سریع در اولویت هستند، دانه بندی بستر سیال مستقیم ترین مسیر از مخلوط پودر تا گرانول تراکم پذیر باقی می ماند. این فرآیند چندین مرحله مدیریت را حذف می‌کند و به مهندسان کنترل دقیقی بر ویژگی‌های گرانول از طریق تعداد انگشت شماری از پارامترهای قابل تنظیم می‌دهد.

برای قفل کردن در دسته های قوی و قابل انتقال، این روش ها را دنبال کنید:

• یک پنجره باریک دمای محصول (3 تا 5 درجه سانتیگراد) تعریف کنید و آن را با تنظیم دمای ورودی یا سرعت پاشش، نه هر دو به طور همزمان، حفظ کنید.
• فشار اتمیزاسیون را برای تولید توزیع اندازه قطره‌ای تنظیم کنید که با محدوده اندازه گرانول هدف شما مطابقت داشته باشد - در صورت وجود از داده‌های پراش لیزری استفاده کنید.
• با ثابت نگه داشتن اندازه قطرات و رطوبت نسبی خروجی، مقیاس را کاهش دهید و با افزایش اندازه دسته، میزان اسپری در هر کیلوگرم را کاهش دهید.
• روش تمیز کردن خود را با آزمایش سواب تأیید کنید. سطوح تماس با محصول در محفظه فیلتر و صفحه توزیع کننده نقاط خطر مشترک آلودگی متقابل هستند.
• از تجزیه و تحلیل رطوبت درون خطی از طریق NIR برای خاتمه دادن به خشک کردن در نقطه پایانی قابل تکرار به جای تکیه بر زمان خشک کردن ثابت استفاده کنید.