Войти
Гранулирование - это процесс формирования зерен или гранул из порошкообразного или твердое вещество, образующее гранулированный материал. Применяется в нескольких технологических процессах химической и фармацевтической промышленности. Обычно гранулирование включает агломерацию мелких частиц в более крупные гранулы, как правило, размером от 0,2 до 4,0 мм в зависимости от их последующего использования. Реже он включает измельчение твердого материала в более мелкие гранулы или пеллеты.
Процесс гранулирования объединяет одну или несколько частиц порошка и формирует гранулу, которая позволяет таблетировать в требуемых пределах. Это процесс сбора частиц вместе путем создания связей между ними. Связки формируются прессованием или использованием связующего. Гранулирование широко используется в фармацевтической промышленности для производства таблеток и пеллет. Таким образом, возможен предсказуемый и повторяемый процесс, и могут быть получены гранулы постоянного качества.
Гранулирование проводят по разным причинам, одна из которых состоит в том, чтобы предотвратить сегрегацию компонентов порошковой смеси. Сегрегация происходит из-за различий в размере или плотности компонентов смеси. Обычно более мелкие и / или более плотные частицы имеют тенденцию концентрироваться у основания контейнера, а более крупные и / или менее плотные - наверху. Идеальная грануляция будет содержать все составляющие смеси в правильной пропорции в каждой грануле, и сегрегация гранул не произойдет.
Многие порошки из-за их небольшого размера, неправильной формы или характеристик поверхности являются когезионными и плохо текут. Гранулы, полученные из такой связной системы, будут больше и более изодиаметрическими (примерно сферическими), и оба фактора способствуют улучшенным свойствам текучести.
Некоторые порошки трудно уплотнять, даже если в смесь включен легко уплотняемый клей, но гранулы тех же порошков часто легче уплотняются. Это связано с распределением клея внутри гранулы и является функцией метода, используемого для получения гранулы.
Например, если изготовить таблетки из сахарного песка по сравнению с сахарной пудрой, сахарную пудру будет сложно спрессовать в таблетку, а сахарный песок будет легко. сжать. Мелкие частицы сахарной пудры имеют плохие характеристики текучести и сжатия. Эти маленькие частицы нужно сжимать очень медленно в течение длительного периода времени, чтобы получить полезную таблетку. Если сахарная пудра не гранулирована, из нее невозможно эффективно превратить таблетку с хорошими характеристиками, такими как однородное содержание или постоянная твердость.
Используются два типа технологий гранулирования: влажное гранулирование и сухое гранулирование.
При влажной грануляции гранулы образуются путем добавления жидкости для гранулирования на слой порошка, который находится под воздействием крыльчатки (при высоком -сдвиговый гранулятор), шнековый (в двухшнековом грануляторе) или воздушный (в грануляторе с псевдоожиженным слоем ). Перемешивание, приводящее к образованию системы, наряду с смачиванием компонентов в составе, приводит к агрегации первичных частиц порошка с образованием влажных гранул. Жидкость для гранулирования (жидкость ) содержит растворитель или материал носителя, который должен быть летучим, чтобы его можно было удалить сушкой и, в зависимости от предполагаемого применения, быть нетоксичным. Типичные жидкости включают воду, этанол и изопропанол по отдельности или в комбинации. Жидкий раствор может быть на водной основе или на основе растворителя. Водные растворы более безопасны в обращении, чем другие растворители.
Вода, смешанная с порошками, может образовывать связи между частицами порошка, которые достаточно прочные, чтобы сцепить их вместе. Однако после высыхания воды порошки могут рассыпаться. Следовательно, воды может быть недостаточно для создания и удержания связи. В таких случаях требуется жидкий раствор, содержащий связующее (фармацевтический клей). Повидон, который представляет собой поливинилпирролидон (ПВП), является одним из наиболее часто используемых фармацевтических связующих. ПВП растворяют в воде или растворителе и добавляют в процесс. Когда ПВП и растворитель / вода смешиваются с порошками, ПВП образует связь с порошками во время процесса, и растворитель / вода испаряется (высыхает). После того как растворитель / вода высохли и порошки образовали более плотно удерживаемую массу, гранулят измельчают. В результате этого процесса образуются гранулы.
Процесс может быть очень простым или очень сложным в зависимости от характеристик порошков, конечной цели изготовления таблеток и доступного оборудования. В традиционном методе влажной грануляции влажную массу продавливают через сито для получения влажных гранул, которые затем сушат.
Мокрая грануляция традиционно является периодическим процессом в фармацевтическом производстве, однако ожидается, что в будущем влажная грануляция периодического типа будет все больше и больше заменяться непрерывной влажной грануляцией в фармацевтической промышленности.. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов рекомендовало переход от периодических технологий к непрерывным. Эта технология непрерывного влажного гранулирования может осуществляться на двухшнековом экструдере , в который могут подаваться твердые материалы и вода с различных частей. В экструдере материалы смешиваются и гранулируются из-за взаимного зацепления шнеков, особенно в месильных элементах.
Процесс сухой грануляции используется для образования гранул без жидкого раствора потому что гранулированный продукт может быть чувствительным к влаге и теплу. Формование гранул без влаги требует уплотнения и уплотнения порошков. В этом процессе первичные частицы порошка агрегируются под высоким давлением. Для сухого гранулирования можно использовать качающийся гранулятор или валковый уплотнитель.
Сухое гранулирование можно проводить двумя способами; либо большая таблетка (заготовка) производится на мощном таблетировочном прессе, либо порошок сжимается между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками для получения непрерывного листа или ленты материала.
Когда таблеточный пресс используется для сухой грануляции, порошки могут не обладать достаточной естественной текучестью для равномерной подачи продукта в полость фильеры, что приводит к различной плотности. Роликовый уплотнитель (гранулятор-уплотнитель) использует систему подачи шнеком, которая будет равномерно подавать порошок между двумя прижимными роликами. Порошки прессуют в ленту или небольшие гранулы между этими валками и измельчают в мельнице с низким усилием сдвига. Когда продукт уплотнен должным образом, он может быть пропущен через мельницу и окончательно смешан перед прессованием таблетки.
Типичные процессы валкового уплотнения состоят из следующих этапов: подача порошкообразного материала в зону уплотнения, обычно с помощью шнека питатель, компактный порошок между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками с приложенными усилиями, измельчение приводит к уплотнению до желаемого гранулометрического состава. Спрессованные роликами частицы обычно плотные, с острыми краями.
Пластиковая грануляция и линия гранулирования ; экструзия, охлаждение и резка В переработке пластика грануляция - это процесс измельчения пластиковых предметов, которые будут переработаны в хлопья или гранулы, пригодные для последующего повторного использования в экструзии пластмасс. На первом этапе пластмассовые предметы, подлежащие переработке, подают в камеру резки с приводом от электродвигателя, которая непрерывно режет материал с использованием одного из нескольких типов систем резки. В некоторых системах используется режущее движение, похожее на ножницы, винтовой ротор с шевронным или V-образным ротором или маховые ножи. Материал измельчается на все более мелкие хлопья, пока они не станут достаточно мелкими, чтобы провалиться через сетку. В линиях мокрого гранулирования вода постоянно распыляется в камере резки для удаления мусора и примесей и действует как смазка для стальных лезвий; в линиях сухой грануляции вода отсутствует, но такая технология обычно дает продукцию более низкого качества, чем влажная технология. Хотя этот процесс относительно прост, он должен быть тщательно параметризован, поскольку высокие температуры, возникающие в результате трения, могут повредить материал и повлиять на его пластичность. Регулярное обслуживание и заточка лезвий ножниц имеют важное значение, а также тщательный контроль процесса из-за возможного засорения и заклинивания.
Во многих случаях гранулирование может быть единственным этапом, необходимым перед повторным использованием пластика для изготовление новой продукции. В других случаях новый или переработанный пластик должен быть переработан в гранулы. Материал расплавляют и экструдируют в тонкие стержни, которые затем охлаждают в резервуаре с водой и мелко нарезают на маленькие цилиндрические гранулы.
