Wie funktioniert die Granulierung mit einem Walzenkompaktor?

In der pharmazeutischen Produktion Granulation ist ein entscheidender Schritt, um feine Pulver in frei fließende Granulate umzuwandeln, die dann zur Herstellung fester Darreichungsformen wie Tabletten oder Kapseln verwendet werden. 

Granulate werden bevorzugt, da sie bessere Fließeigenschaften und eine bessere Komprimierbarkeit aufweisen, was zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Dosierung und eines gleichmäßigen Tablettengewichts beiträgt. Eine der effektivsten Methoden zur Trockengranulierung ist Walzenverdichtung. 

Was ist Walzenkompaktierung? Bei der Walzenkompaktierung werden Pulver zwischen zwei rotierenden Walzen zu festen Bändern oder Platten komprimiert. Diese Bänder werden dann ohne Verwendung von Wasser oder Lösungsmitteln zu Granulat gemahlen, wodurch sich diese Methode ideal für hitze- und feuchtigkeitsempfindliche pharmazeutische Wirkstoffe (APIs) eignet. 

Die Walzenkompaktierung ist effizient, kostengünstig und skalierbar und wird daher häufig bei der großtechnischen Produktion von Arzneimitteln eingesetzt.

Wie funktioniert die Granulierung mit einer Walzenkompaktor?

Prozesse bei der Walzenkompaktorgranulierung

Der Granulierungsprozess in einem Walzenkompaktor umfasst drei wesentliche Schritte:

• Pulverzufuhr: Die Pulvermischung wird mithilfe des Zuführsystems in den Walzenverdichter eingespeist. Es ist wichtig, eine gleichmäßige und kontrollierte Zufuhrgeschwindigkeit beizubehalten, da eine ungleichmäßige Zufuhr zu Schwankungen in der Banddicke führen kann, was wiederum die Granulatgröße und -gleichmäßigkeit beeinträchtigt.
• Verdichtung: Das Pulver wird zwischen den Walzen zu dichten Bändern komprimiert. Der angewendete Druck muss sorgfältig kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die Partikel miteinander verbunden werden, ohne dass es zu einer Zersetzung oder Überkomprimierung kommt. Anpassungen der Walzengeschwindigkeit und des Drucks beeinflussen die Dichte und Dicke der Bänder.
• Granulation: Die verdichteten Bänder werden durch die Zerkleinerungseinheit geleitet, wo sie in kleinere Granulate zerlegt werden. Die resultierenden Granulate sind in der Regel frei fließend und weisen eine verbesserte Komprimierbarkeit auf, wodurch sie sich ideal für die Weiterverarbeitung zu Tabletten oder Kapseln eignen.

Der gesamte Granulationsprozess im Walzenkompaktor ist effizient und wiederholbar, weshalb er sich gut für die Arzneimittelproduktion im großen Maßstab eignet.

Einflussparameter auf die Granulierung

Die Qualität des durch Walzenkompaktierung erzeugten Granulats wird von mehreren entscheidenden Parametern beeinflusst:

• Walzendruck: Der von den Walzen ausgeübte Druck ist einer der wichtigsten Faktoren, der die Granulatdichte beeinflusst. Höherer Druck führt zu dichteren Granulaten, ist der Druck jedoch zu hoch, kann dies zu einer Verformung oder Verschlechterung der Partikel führen. Die Ermittlung des optimalen Drucks ist entscheidend für die Gewährleistung einer guten Granulatqualität.
• Walzengeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit, mit der sich die Walzen drehen, beeinflusst die Dicke der Bänder und die Gleichmäßigkeit des Granulats. Niedrigere Walzengeschwindigkeiten führen normalerweise zu dickeren Bändern, während höhere Geschwindigkeiten dünnere Bänder erzeugen können. Die richtige Geschwindigkeitseinstellung hängt vom verarbeiteten Material und den gewünschten Granulateigenschaften ab.
• Fütterungsrate: Die Konsistenz der Pulverzufuhr beeinflusst direkt die Gleichmäßigkeit des Granulats. Eine konstante Zufuhrgeschwindigkeit stellt sicher, dass das Pulver gleichmäßig zwischen den Walzen verteilt wird, was zu gleichmäßigen Bändern und Granulaten führt. Schwankungen in der Zufuhrgeschwindigkeit können zu Abweichungen in der Banddicke führen, was wiederum zu einer ungleichmäßigen Granulatgröße führt.
• Walzenspalt: Der Abstand zwischen den Walzen, auch Walzenspalt genannt, bestimmt die Dicke der verdichteten Bänder. Ein kleinerer Spalt erzeugt dünnere Bänder, während ein größerer Spalt dickere Bänder erzeugt. Das Einstellen des Walzenspalts ist ein entscheidender Schritt bei der Kontrolle der Granulatgröße und -dichte.
• Pulvereigenschaften: Die physikalischen Eigenschaften des Pulvers, wie Partikelgröße, Feuchtigkeitsgehalt und Fließfähigkeit, können den Verdichtungsprozess erheblich beeinflussen. Pulver mit schlechter Fließfähigkeit können zusätzliche Verarbeitungsschritte erfordern, wie z. B. das Vormischen mit Hilfsstoffen, um ihre Handhabungseigenschaften zu verbessern.

Eine sorgfältige Kontrolle dieser Parameter ist unerlässlich, um Granulate mit den gewünschten Eigenschaften wie Fließfähigkeit, Kompressibilität und gleichmäßiger Partikelgrößenverteilung herzustellen. Hersteller verlassen sich häufig auf fortschrittliche Kontrollsysteme und Echtzeitüberwachung, um Konsistenz und Produktqualität während der Walzenverdichtung sicherzustellen.

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Ressourcen

• Granulation
• Walzenkompaktierung, Granulierung und Kapselung von Produkten …
• Detaillierte Erklärung des Walzenverdichterprozesses