Der Granulationsprozess kombiniert ein oder mehrere Pulverpartikel und bildet ein Granulat, das die Tablettierung innerhalb der erforderlichen Grenzen ermöglicht. Es ist der Prozess des Sammelns von Partikeln, indem Bindungen zwischen ihnen hergestellt werden. Bindungen werden durch Kompression oder unter Verwendung eines Bindemittels gebildet. Granulation wird weitgehend in der pharmazeutischen Industrie, für die Herstellung von Tabletten und Pellets verwendet. Auf diese Weise ist ein vorhersehbarer und wiederholbarer Prozess möglich und Granulate von gleichbleibender Qualität können hergestellt werden.
Die Granulierung wird aus verschiedenen Gründen durchgeführt, von denen einer darin besteht, die Trennung der Bestandteile der Pulvermischung zu verhindern. Segregation ist auf Unterschiede in der Größe oder Dichte der Komponenten der Mischung zurückzuführen. Normalerweise neigen die kleineren und/ oder dichteren Partikel dazu, sich am Boden des Behälters mit den größeren und / oder weniger dichten an der Oberseite zu konzentrieren. Eine ideale Granulierung enthält alle Bestandteile der Mischung im richtigen Verhältnis in jedem Granulat und eine Segregation des Granulats tritt nicht auf.
Viele Pulver sind aufgrund ihrer geringen Größe, unregelmäßigen Form oder Oberflächeneigenschaften kohäsiv und fließen nicht gut. Granulate, die aus einem solchen kohäsiven System hergestellt werden, sind größer und isodiametrischer (ungefähr kugelförmig), was zu verbesserten Fließeigenschaften beiträgt.
Einige Pulver sind schwierig zu verdichten, selbst wenn ein leicht verdichtbarer Klebstoff in der Mischung enthalten ist, aber Granulate derselben Pulver sind oft leichter zu verdichten. Dies hängt mit der Verteilung des Klebstoffs innerhalb des Granulats zusammen und ist eine Funktion des Verfahrens zur Herstellung des Granulats.
Wenn man zum Beispiel Tabletten aus Kristallzucker im Vergleich zu Puderzucker herstellen würde, wäre es schwierig, Puderzucker zu einer Tablette zu komprimieren, und Kristallzucker wäre leicht zu komprimieren. Die kleinen Partikel des Puderzuckers haben schlechte Fluss- und Kompressionseigenschaften. Diese kleinen Partikel müssten über einen langen Zeitraum sehr langsam komprimiert werden, um eine lohnende Tablette herzustellen. Wenn der Puderzucker nicht granuliert wird, kann er nicht effizient zu einer Tablette verarbeitet werden, die gute Tabletteneigenschaften wie einen gleichmäßigen Gehalt oder eine gleichbleibende Härte aufweist.
Es werden zwei Arten von Granulationstechnologien eingesetzt: Nassgranulation und Trockengranulation.
Nassgranulierungbearbeiten
Bei der Nassgranulierung wird Granulat durch Zugabe einer Granulierflüssigkeit auf ein Pulverbett gebildet, das unter dem Einfluss eines Impellers (in einem Hochschergranulator), Schnecken (in einem Doppelschneckengranulator) oder Luft (in einem Wirbelschichtgranulator) steht. Die im System resultierende Bewegung zusammen mit der Benetzung der Komponenten innerhalb der Formulierung führt zur Aggregation der primären Pulverpartikel zu nassen Granulaten. Die Granulationsflüssigkeit (Fluid) enthält ein Lösungs- oder Trägermaterial, das flüchtig sein muss, damit es durch Trocknung entfernt werden kann, und je nach Verwendungszweck ungiftig sein muss. Typische Flüssigkeiten sind Wasser, Ethanol und Isopropanol entweder allein oder in Kombination. Die flüssige Lösung kann entweder wässrig oder lösungsmittelbasiert sein. Wässrige Lösungen haben den Vorteil, dass sie sicherer zu handhaben sind als andere Lösungsmittel.
In die Pulver eingemischtes Wasser kann Bindungen zwischen Pulverpartikeln bilden, die stark genug sind, um sie miteinander zu verbinden. Sobald das Wasser jedoch trocknet, können die Pulver auseinanderfallen. Daher ist Wasser möglicherweise nicht stark genug, um eine Bindung herzustellen und zu halten.Die Bindung der Partikel zusammen mit der Verwendung von Flüssigkeit ist eine Kombination von kapillaren und Haftkräften, bis eine dauerhaftere Bindung hergestellt ist.
Zustände der Flüssigkeitssättigung in Granulaten können existieren; pendelzustand ist, wenn die Moleküle durch Flüssigkeitsbrücken an den Kontaktpunkten zusammengehalten werden. Der Kapillarzustand tritt auf, sobald das Granulat vollständig gesättigt ist. Füllen alle hohlräume mit flüssigkeit, während oberfläche flüssigkeit ist gezogen unten zurück in poren. Zustandsänderung der Standseilbahn, die das Pendel und die Kapillare verbindet, wo Hohlräume nicht vollständig mit Flüssigkeit gesättigt sind. Flüssige Unterstützung bei der Bindung an die Partikel, die in einer Taumeltrommel beunruhigt werden. In solchen Fällen ist eine flüssige Lösung erforderlich, die ein Bindemittel (pharmazeutischer Klebstoff) enthält. Povidon, ein Polyvinylpyrrolidon (PVP), ist eines der am häufigsten verwendeten pharmazeutischen Bindemittel. PVP wird in Wasser oder Lösungsmittel gelöst und dem Verfahren zugesetzt. Wenn PVP und ein Lösungsmittel / Wasser mit Pulvern gemischt werden, bildet PVP während des Prozesses eine Bindung mit den Pulvern, und das Lösungsmittel / Wasser verdampft (trocknet). Sobald das Lösungsmittel / Wasser getrocknet ist und die Pulver eine dichter gehaltene Masse gebildet haben, wird die Granulation gemahlen. Dieser Prozess führt zur Bildung von Granulaten.
Der Prozess kann sehr einfach oder sehr komplex sein, abhängig von den Eigenschaften der Pulver, dem Endziel der Tablettenherstellung und der verfügbaren Ausrüstung. Bei der traditionellen Nassgranulierung wird die feuchte Masse durch ein Sieb gepresst, um nasses Granulat zu erzeugen, das anschließend getrocknet wird.
Die Nassgranulation ist traditionell ein Batch-Verfahren in der pharmazeutischen Produktion, jedoch ist vorgesehen, dass die Batch-Nassgranulation in der pharmazeutischen Industrie in Zukunft immer mehr durch kontinuierliche Nassgranulation ersetzt wird. Die Umstellung von Batch- auf kontinuierliche Technologien wurde von der Food and Drug Administration empfohlen. Diese kontinuierliche Nassgranulationstechnologie kann auf einem Doppelschneckenextruder durchgeführt werden, in den Feststoffe und Wasser an verschiedenen Stellen eingespeist werden können. Im Extruder werden die Materialien aufgrund des Ineinandergreifens der Schnecken, insbesondere an den Knetelementen, gemischt und granuliert.
Trockengranulationbearbeiten
Das Trockengranulationsverfahren wird verwendet, um Granulate ohne flüssige Lösung zu bilden, da das granulierte Produkt empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Hitze sein kann. Um Granulate ohne Feuchtigkeit zu bilden, müssen die Pulver verdichtet und verdichtet werden. Bei diesem Verfahren werden die primären Pulverpartikel unter hohem Druck aggregiert. Für die Trockengranulierung kann ein Schwankgranulator oder ein Walzenverdichter verwendet werden.
Die Trockengranulierung kann in zwei Verfahren durchgeführt werden; Entweder wird eine große Tablette (Slug) in einer Hochleistungs-Tablettenpresse hergestellt oder das Pulver wird zwischen zwei gegenläufigen Walzen gepresst, um eine kontinuierliche Folie oder ein Band aus Material zu erzeugen.
Wenn eine Tablettenpresse zur Trockengranulierung verwendet wird, besitzen die Pulver möglicherweise nicht genügend natürlichen Fluss, um das Produkt gleichmäßig in den Düsenhohlraum zuzuführen, was zu einer unterschiedlichen Dichte führt. Der Walzenverdichter (Granulator-Verdichter) verwendet ein Schneckenfördersystem, das das Pulver gleichmäßig zwischen zwei Andruckwalzen fördert. Die Pulver werden zwischen diesen Walzen zu einem Band oder kleinen Pellets verdichtet und durch eine scherarme Mühle gemahlen. Wenn das Produkt richtig verdichtet ist, kann es vor der Tablettenkompression durch eine Mühle und eine endgültige Mischung geleitet werden.
Typische Walzenverdichtungsverfahren bestehen aus den folgenden Schritten: Fördern von pulverförmigem Material zum Verdichtungsbereich, normalerweise mit einer Schneckenförderer, Verdichten von Pulver zwischen zwei gegenläufigen Walzen mit aufgebrachten Kräften, Mahlen des resultierenden kompakten auf die gewünschte Partikelgrößenverteilung. Walze verdichtete Partikel sind in der Regel dicht, mit scharfkantigen Profilen.