Il processo di granulazione combina una o più particelle di polvere e forma un granello che consentirà la compressione entro i limiti richiesti. È il processo di raccolta delle particelle insieme creando legami tra di loro. I legami si formano per compressione o utilizzando un legante. La granulazione è ampiamente utilizzata nell’industria farmaceutica, per la produzione di compresse e pellet. In questo modo è possibile un processo prevedibile e ripetibile e si possono produrre granuli di qualità costante.
La granulazione viene effettuata per vari motivi, uno dei quali è quello di prevenire la segregazione dei costituenti della miscela di polvere. La segregazione è dovuta a differenze nelle dimensioni o nella densità dei componenti del mix. Normalmente, le particelle più piccole e/o più dense tendono a concentrarsi alla base del contenitore con quelle più grandi e/o meno dense sulla parte superiore. Una granulazione ideale conterrà tutti i costituenti della miscela nella proporzione corretta in ciascun granello e la segregazione dei granuli non si verificherà.
Molte polveri, a causa delle loro piccole dimensioni, forma irregolare o caratteristiche superficiali, sono coesive e non scorrono bene. I granuli prodotti da un tale sistema coesivo saranno più grandi e più isodiametrici (approssimativamente sferici), entrambi fattori che contribuiscono a migliorare le proprietà del flusso.
Alcune polveri sono difficili da compattare anche se nella miscela è incluso un adesivo facilmente compattabile, ma i granuli delle stesse polveri sono spesso più facilmente compattati. Ciò è associata con la distribuzione dell’adesivo all’interno del granello ed è una funzione del metodo impiegato per produrre il granello.
Ad esempio, se si dovessero fare compresse da zucchero semolato contro zucchero a velo, lo zucchero a velo sarebbe difficile da comprimere in una compressa e lo zucchero semolato sarebbe facile da comprimere. Le piccole particelle di zucchero a velo hanno scarse caratteristiche di flusso e compressione. Queste piccole particelle dovrebbero essere compresse molto lentamente per un lungo periodo di tempo per fare una tavoletta utile. A meno che lo zucchero a velo non sia granulato, non potrebbe essere trasformato in modo efficiente in una compressa con buone caratteristiche della compressa come il contenuto uniforme o la durezza costante.
Sono impiegati due tipi di tecnologie di granulazione: granulazione a umido e granulazione a secco.
Granulazionemodifica
Nella granulazione a umido, i granuli sono formati dall’aggiunta di un liquido di granulazione su un letto di polvere che è sotto l’influenza di una girante (in un granulatore ad alto taglio), viti (in un granulatore a doppia vite) o aria (in un granulatore a letto fluido). L’agitazione risultante nel sistema insieme alla bagnatura dei componenti all’interno della formulazione provoca l’aggregazione delle particelle di polvere primarie per produrre granuli bagnati. Il liquido di granulazione (fluido) contiene un solvente o un materiale di supporto che deve essere volatile in modo che possa essere rimosso mediante essiccazione e, a seconda dell’applicazione prevista, non tossico. I liquidi tipici includono acqua, etanolo e isopropanolo da soli o in combinazione. La soluzione liquida può essere a base acquosa o a base solvente. Le soluzioni acquose hanno il vantaggio di essere più sicure da trattare rispetto ad altri solventi.
L’acqua miscelata nelle polveri può formare legami tra particelle di polvere abbastanza forti da bloccarle insieme. Tuttavia, una volta che l’acqua si asciuga, le polveri possono cadere a pezzi. Pertanto, l’acqua potrebbe non essere abbastanza forte da creare e mantenere un legame.Il legame delle particelle insieme all’uso del liquido è una combinazione di forze capillari e aggrappanti fino a stabilire un legame più permanente.
Possono esistere stati di saturazione liquida nei granuli; lo stato pendolare è quando le molecole sono tenute insieme da ponti liquidi nei punti di contatto. Lo stato capillare si verifica una volta che il granello è completamente saturo. Riempire tutti i vuoti con liquido, mentre il liquido superficiale viene tirato indietro nei pori. Alterazione dello stato funicolare che collega il pendolare e capillare dove i vuoti non sono completamente saturi di liquido. Aiuto liquido nel legame sulle particelle che diventano in difficoltà in un tamburo tumbling. In tali casi, è necessaria una soluzione liquida che includa un legante (colla farmaceutica). Povidone, che è un pirrolidone polivinilico (PVP), è uno dei leganti farmaceutici più comunemente usati. Il PVP viene disciolto in acqua o solvente e aggiunto al processo. Quando PVP e un solvente / acqua sono mescolati con polveri, PVP forma un legame con le polveri durante il processo e il solvente / acqua evapora (asciuga). Una volta che il solvente/acqua è stato asciugato e le polveri hanno formato una massa più densamente tenuta, quindi la granulazione viene macinata. Questo processo provoca la formazione di granuli.
Il processo può essere molto semplice o molto complesso a seconda delle caratteristiche delle polveri, dell’obiettivo finale della produzione di compresse e dell’attrezzatura disponibile. Nel metodo tradizionale di granulazione a umido la massa umida viene forzata attraverso un setaccio per produrre granuli bagnati che vengono successivamente essiccati.
La granulazione a umido è tradizionalmente un processo batch nella produzione farmaceutica, tuttavia, le granulazioni a umido di tipo batch dovrebbero essere sostituite sempre più dalla granulazione a umido continua nell’industria farmaceutica in futuro. Il passaggio dalle tecnologie batch a quelle continue è stato raccomandato dalla Food and Drug Administration. Questa tecnologia di granulazione a umido continuo può essere eseguita su un estrusore bivite in cui materiali solidi e acqua possono essere alimentati in varie parti. Nell’espulsore i materiali sono mescolati e granulati dovuto l’intermesh delle viti, particolarmente agli elementi impastanti.
Granulazione a seccomodifica
Il processo di granulazione a secco viene utilizzato per formare granuli senza soluzione liquida perché il prodotto granulato può essere sensibile all’umidità e al calore. La formazione di granuli senza umidità richiede la compattazione e la densificazione delle polveri. In questo processo le particelle primarie di polvere vengono aggregate ad alta pressione. Un granulatore ondeggiante o un compattatore di rulli può essere utilizzato per la granulazione a secco.
La granulazione a secco può essere condotta in due processi; una compressa di grandi dimensioni (slug) viene prodotta in una pressa per tablettizzazione pesante o la polvere viene schiacciata tra due rulli controrotanti per produrre un foglio continuo o un nastro di materiale.
Quando una pressa per compresse viene utilizzata per la granulazione a secco, le polveri potrebbero non possedere abbastanza flusso naturale per alimentare il prodotto uniformemente nella cavità dello stampo, con conseguente densità variabile. Il compattatore del rullo (granulatore-compattatore) usa un sistema dell’coclea-alimentazione che consegnerà costantemente la polvere uniformemente fra due rulli di pressione. Le polveri sono compattate in un nastro o piccole palline tra questi rulli e fresate attraverso un mulino a basso taglio. Quando il prodotto è compattato correttamente, può essere passato attraverso un mulino e una miscela finale prima della compressione della compressa.
I processi tipici di compattazione dei rulli consistono nei seguenti passaggi: convogliare il materiale in polvere nell’area di compattazione, normalmente con un alimentatore a vite, polvere compatta tra due rulli controrotanti con forze applicate, mulino risultante compatto alla distribuzione granulometrica desiderata. La particella compattata del rullo è tipicamente densa, con i profili taglienti.