Вы здесь: Дом » Почему мы » Новости » Новости о продуктах » Как оптимизировать грануляцию в псевдоожиженном слое

Как оптимизировать грануляцию в псевдоожиженном слое

Просмотры:75     Автор:Pедактор сайта     Время публикации: 2023-06-02      Происхождение:Работает


Грануляция в псевдоожиженном слое: введение

Вам интересно, как работает грануляция в псевдоожиженном слое?и каково применение грануляторов с псевдоожиженным слоем. Сегодня я расскажу вам:


Грануляция в псевдоожиженном слое производства Hywell


Вы также можете посетить нашу страницу грануляторов с псевдоожиженным слоем здесь, где вы можете запросить ценовое предложение, а также прочитать о процессорах с псевдоожиженным слоем.


Сушка — ключевой процесс в химической, пищевой и фармацевтической промышленности.Он требует отопления, что делает его капиталоемким и энергоемким.Сушка может составлять 60-70% от общей стоимости продукции.


Грануляторы-сушилки с псевдоожиженным слоем широко применяются для сушки гранул и порошков при производстве твердых лекарственных препаратов.Hywell производит очень качественные сушилки для кроватей по конкурентоспособным заводским ценам.


Введение в грануляцию в псевдоожиженном слое

Фармацевтическое производство требует четкого контроля за производством твердых лекарственных форм.Грануляция, процесс превращения мелких частиц порошка в более крупные гранулы, играет решающую роль в достижении однородности, сыпучести и стабильности конечного продукта.Гранулирование в псевдоожиженном слое предлагает эффективный и универсальный метод достижения этих целей.Грануляция включает сухую грануляцию и влажная грануляция.Мокрая грануляция включает в себя различные виды машин, такие как распылительные грануляторы с псевдоожиженным слоем, корзинные грануляторы, качающиеся грануляторы(колеблющиеся грануляторы), и грануляторы-смесители с высокими сдвиговыми усилиями.



Гранулирование в псевдоожиженном слое можно классифицировать как процесс с одним резервуаром, поскольку порошок можно смешивать, гранулировать и сушить в одной установке, что облегчает транспортировку продукта и минимизирует перекрестное загрязнение.Кроме того, псевдоожиженный слой также усиливает тепло- и массоперенос между псевдоожижающим воздухом и твердыми частицами, что приводит к равномерному распределению температуры внутри слоя продукта и относительно короткому времени обработки.По сравнению с грануляцией с высоким усилием сдвига технология псевдоожиженного слоя обычно дает частицы с более узким гранулометрическим составом и без частиц слишком крупного размера.Это уменьшает ненужную множественную грануляцию и ускоряет сушку.


Сообщается, что грануляция в псевдоожиженном слое более пористая, менее плотная и более сжимаемая, чем грануляция, полученная влажным гранулированием с высоким усилием сдвига.Оптимальный диапазон размеров частиц для псевдоожижения составляет от 50 до 2000 мкм.Средний размер частиц должен составлять от 50 до 5000 мкм, чтобы избежать чрезмерного образования каналов и пробкового течения.Поскольку мелкий порошок имеет очень большую площадь поверхности, адгезионная связь увеличивается и приводит к агрегации;поэтому, чтобы избежать чрезмерной утечки мелкого порошка, обычно выбирают сверхплотные и неподходящие мешки для сбора, которые могут вызвать дисбаланс псевдоожижения.Для мелких частиц размером менее 50 мкм и частиц, которые не могут быть псевдоожижены, слой порошка необходимо обрабатывать механическими граблями и другими методами, что увеличивает затраты на оборудование, очистку и техническое обслуживание.Критический размер, при котором традиционные фармацевтические порошки не могут дискретно обрабатываться в традиционном псевдоожиженном слое, составляет около 20 мкм.Согласно блок-схеме Гелдарта, ниже этого предела устойчивый поток без каких-либо задержек затруднен.


Обработка порошковых смесей, содержащих компоненты различной плотности, является еще одной проблемой, поскольку различия в псевдоожижении различных компонентов рецептуры могут привести к разделению слоев и неравномерному смешиванию.Помимо этих свойств порошка, способность капель связующего вещества распространяться в слое порошка также имеет решающее значение во время грануляции в псевдоожиженном слое.Следовательно, грануляция при псевдоожижении сильно зависит от явлений диффузии жидкости.Очевидно, что грануляция в псевдоожиженном слое представляет собой сложный процесс.Помимо факторов, связанных с материалом, таких как природа и характеристики ингредиентов в рецептуре, на результаты также влияют технологические факторы, связанные со стадиями грануляции и сушки.



Процесс грануляции в псевдоожиженном слое


1. Как происходит псевдоожижение?


Принцип работы псевдоожиженного слоя основан на теоретической основе: если газу разрешено течь через слой сыпучих твердых веществ со скоростью, большей, чем скорость осаждения гранул, и меньшей, чем скорость пневматической транспортировки, и равной минимальной скорости псевдоожижения (Umf ), твердая часть будет подвешена при движении вверх. Поток газа оказывает сопротивление, достаточно высокое, чтобы преодолеть нисходящую силу тяжести.Сопротивление – это сила трения газа о гранулы;сопротивление, оказываемое гранулами на газ, одинаково по величине и противоположно по направлению.

По мере увеличения скорости воздушного потока вязкое сопротивление отдельных гранул в насадочном слое увеличивается, увеличивая перепад давления в слое (ΔP).До определенного момента сила сопротивления, испытываемая отдельными гранулами, равна их кажущемуся весу;затем объем кровати начинает расширяться.Отдельные гранулы больше не контактируют с соседними гранулами, а поддерживаются жидкостью, и начинается псевдоожижение.Для очень вязких порошков первичные гранулы могут быть связаны силами Ван-дер-Ваальса и могут псевдоожижаться в агломерированные гранулы.

Поэтому, когда гранула становится более псевдоожиженной, это влияет на локальную скорость газа вокруг нее из-за сил сопротивления.Для гранул неправильной формы эффект сопротивления более значителен.При скорости псевдоожижения выше минимальной любой дополнительный введенный газ должен проходить через слой в виде пузырьков.Силы Ван-дер-Ваальса играют доминирующую роль в процессах обработки порошка и псевдоожижения, но электростатические силы также оказывают сильное влияние на ход процесса.Другими потенциальными силами являются жидкие и твердые мосты.Возможными взаимодействиями с межзеренными силами являются взаимодействия гранула-гранула, гранула-камера и гранула-газ.Два метода, минимальная скорость псевдоожижения Umf и классификация Гелдарта, широко известны своей способностью прогнозировать и характеризовать поведение твердых тел при псевдоожижении.


2. Тип псевдоожиженного слоя



В псевдоожиженном слое можно наблюдать различные структуры псевдоожиженного слоя в зависимости от скорости псевдоожижения, плотности продукта, формы и веса продукта в ванне.Плотность напрямую изменяет чистую гравитационную силу, действующую на гранулу, и, следовательно, минимальное сопротивление или скорость, необходимые для подъема гранулы.Форма не только меняет соотношение между силой сопротивления и скоростью, но также изменяет характеристики заполнения неподвижного слоя и связанных с ним пустот и скорости жидкости через них.

Рассчитанная скорость газа (Umf) по всему поперечному сечению слоя называется минимальной или начальной скоростью псевдоожижения.Во время первоначального псевдоожижения слой принимает жидкую форму и является самоуравновешенным, текучим и передающим гидростатические силы (предметы с меньшей плотностью плавают на поверхности слоя).При низких скоростях газа слой гранул фактически представляет собой насадочный слой, и падение давления пропорционально поверхностной скорости.По мере увеличения скорости газа достигается точка, в которой поведение слоя меняется от фиксированных гранул к взвешенным гранулам.В начальной точке псевдоожижения перепад давления на слое будет очень близок к весу гранул, деленному на площадь поперечного сечения слоя.Во время начального процесса псевдоожижения гранулы расположены очень близко друг к другу и не имеют реального движения;Для достижения равномерного перемешивания необходимо обеспечить энергичное перемешивание за счет увеличения скорости газа через различные распределители газового потока.

Когда скорость потока газа превышает минимальную точку псевдоожижения, псевдоожиженный слой выглядит так, как будто газ быстро поднимается и взрывается на поверхности.Пузырьки образуются очень близко ко дну слоя и очень близко к распределителю воздушного потока, поэтому конструкция распределителя воздушного потока оказывает большое влияние на характеристики псевдоожиженного слоя.Увеличение скорости поверхностного псевдоожижения выше минимальной скорости псевдоожижения приводит к образованию «пузырей», возникающих в слое.Расширение слоя происходит главным образом за счет пространства, занятого пузырьками, и скорость газа на поверхности существенно возрастает.Когда эти маленькие пузырьки поднимаются со дна, они имеют тенденцию сливаться вместе.Это создает более крупные и меньшие пузырьки, чем пузырьки возле распределителя воздушного потока.В кипящем слое перемешивание обусловлено не только вертикальным перемещением и схлопыванием пузырьков на поверхности слоя, но и боковым перемещением пузырьков, вызванным взаимодействием и слиянием соседних пузырьков.

Когда концентрация твердых веществ по всему слою не является однородной и колеблется с течением времени, этот тип псевдоожижения называется агрегатным псевдоожижением.

Слаговый слой представляет собой псевдоожиженный слой, в котором пузырьки воздуха занимают все сечение контейнера с продуктом и делят слой на несколько слоев.



3. Контролируйте скорость воздушного потока



Контроль скорости воздушного потока имеет решающее значение для эффективного использования псевдоожиженного слоя для сушки, гранулирования и нанесения покрытия.Только когда гранулы суспендируются в потоке воздуха во время процесса обработки, псевдоожиженный слой может достичь преимуществ быстрого тепло- и массопереноса.Чтобы добиться надлежащего псевдоожижения продукта, необходимо учитывать следующие факторы:


01. Вес продукта (размер партии).

02. Размер, форма и плотность гранул.

03. Характеристики текучести порошка.

04. Связь между мощностью псевдоожиженного слоя и объемом воздуха, а также положением вентилятора и положением блока псевдоожижения.

05. Минимальная и максимальная рекомендуемая емкость кастрюли.


Регулирование скорости воздушного потока сначала может быть достигнуто с помощью выбранного распределителя воздушного потока.Выбор распределителя зависит от таких факторов, как тип материала и размер его гранул, плотность, форма, количество, объем воздуха вентилятора и расположение системы.Выбор распределителя и дальнейшие инструкции приведены в главе 3. Тип и геометрия распределителя оказывают существенное влияние на минимальное значение скорости псевдоожижения.Увеличение диаметра пор диафрагменного распределителя уменьшит минимальную скорость псевдоожижения (закадровый голос: Интересно, вы понимаете это предложение? Суть в том, что, когда объем воздуха остается неизменным, площадь вентиляционного распределителя того же размера увеличивает диафрагму диафрагма, что эквивалентно увеличению площади вентиляции, поэтому скорость снижается).


Преимущества грануляции в псевдоожиженном слое

Гранулирование в псевдоожиженном слое имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами грануляции.Во-первых, это позволяет превосходно контролировать свойства гранул, такие как размер, форма и плотность.Этот контроль обеспечивает однородность и воспроизводимость конечного продукта.Кроме того, псевдоожиженное состояние обеспечивает эффективный перенос тепла и массы, что приводит к сокращению времени высыхания.Этот процесс также легко масштабируется, что позволяет легко перейти от лабораторного производства к коммерческому производству.


Недостатки грануляции в псевдоожиженном слое

Хотя гранулирование в псевдоожиженном слое имеет многочисленные преимущества, оно не лишено ограничений.Одной из проблем является возможность истирания частиц, что приводит к образованию мелкой пыли.Эту проблему можно решить за счет использования соответствующего оборудования и оптимизации процесса.Еще одним недостатком является ограниченная пригодность для материалов, чувствительных к влаге, поскольку процесс сушки предполагает применение тепла.Правильное понимание материалов и параметров процесса имеет решающее значение для преодоления этих проблем.


Факторы, влияющие на грануляцию в псевдоожиженном слое

На успех грануляции в псевдоожиженном слое влияют несколько факторов.Эти факторы необходимо тщательно учитывать и оптимизировать для достижения желаемых свойств гранул.Ключевые факторы включают в себя:

  1. Свойства порошка

    Свойства порошковых материалов, такие как размер частиц, форма и характеристики поверхности, играют значительную роль в поведении в псевдоожиженном состоянии и формировании гранул.Мелкие порошки с когезионными свойствами могут потребовать дополнительных мер для обеспечения надлежащего псевдоожижения.

  2. Связующее решение

    Выбор раствора связующего и его концентрации существенно влияют на эффективность связывания и прочность гранул.В зависимости от желаемых характеристик гранул можно использовать различные связующие, такие как полимеры или клеи.

  3. Параметры процесса

    На образование гранул влияют различные параметры процесса, включая скорость потока воздуха, температуру на входе, скорость распыления и высоту слоя.Эти параметры необходимо оптимизировать для достижения желаемого размера, формы и однородности гранул.

  4. Проектирование оборудования

    Конструкция и конфигурация гранулятора с псевдоожиженным слоем, включая форму и размер технологической камеры, систему распределения воздуха и систему распыления, влияют на общую эффективность процесса и качество гранул.


Оборудование, используемое при грануляции в псевдоожиженном слое

Гранулирование в псевдоожиженном слое требует специального оборудования для достижения оптимальных результатов.Ключевым компонентом является гранулятор с псевдоожиженным слоем, который состоит из технологической камеры, системы распределения воздуха и системы распыления.Камера обработки обеспечивает псевдоожижение частиц порошка и образование гранул.Система распределения воздуха обеспечивает равномерный поток воздуха по всей камере, обеспечивая надлежащее псевдоожижение.Система распыления, обычно оснащенная форсунками высокого давления, обеспечивает точное и контролируемое распыление раствора связующего.Кроме того, для завершения процесса необходимо оборудование для сушки и просеивания гранул.


Применение грануляции в псевдоожиженном слое

Гранулирование в псевдоожиженном слое находит широкое применение в фармацевтической промышленности.Некоторые из распространенных приложений включают в себя:

  1. Таблетированная форма

    Гранулирование в псевдоожиженном слое широко используется при производстве гранул для приготовления таблеток.Однородность размера и формы гранул, достигаемая в результате этого процесса, обеспечивает постоянное содержание лекарственного средства в каждой таблетке, что приводит к созданию надежных лекарственных форм.

  2. Составы с контролируемым высвобождением

    Способность включать функциональные покрытия делает грануляцию в псевдоожиженном слое подходящей для разработки составов с контролируемым высвобождением.Путем нанесения энтеросолюбильных покрытий или других специализированных покрытий высвобождение лекарственного средства можно адаптировать к конкретным требованиям, например, высвобождение в зависимости от pH или времени.

  3. Составы для прямого прессования

    Гранулирование в псевдоожиженном слое также используется при производстве гранул, пригодных для прямого прессования.Гранулы прямого прессования обладают превосходными свойствами сыпучести и сжимаемости, что делает их идеальными для высокоскоростного производства таблеток.

  4. Многокомпонентные составы

    Сложные составы, содержащие несколько активных фармацевтических ингредиентов (АФИ) и вспомогательных веществ, можно успешно гранулировать с использованием грануляции в псевдоожиженном слое.Этот процесс обеспечивает равномерное смешивание всех компонентов, в результате чего получаются однородные гранулы.

  5. Модифицированные профили выпуска лекарств

    Грануляция в псевдоожиженном слое позволяет производить гранулы с модифицированным профилем высвобождения лекарственного средства.Регулируя параметры процесса и характеристики связующего, можно добиться устойчивого или расширенного высвобождения лекарственного средства, обеспечивая контролируемую доставку лекарственного средства.


Сравнение грануляции в псевдоожиженном слое с другими методами грануляции

Грануляция в псевдоожиженном слое имеет ряд преимуществ по сравнению с альтернативными методами грануляции.По сравнению с влажной грануляцией, которая предполагает использование больших объемов жидких связующих, грануляция в псевдоожиженном слое требует меньшего количества раствора связующего, что приводит к сокращению времени сушки и энергопотребления.Методы сухой грануляции, такие как валковое уплотнение, требуют дополнительных шагов для получения гранул, что делает грануляцию в псевдоожиженном слое более простым и быстрым процессом.Кроме того, грануляция в псевдоожиженном слое позволяет точно контролировать свойства гранул, что приводит к повышению однородности продукта.


Устранение неполадок при грануляции в псевдоожиженном слое

Хотя гранулирование в псевдоожиженном слое является надежным и универсальным процессом, во время работы могут возникнуть определенные проблемы.Одной из распространенных проблем является образование агломератов или гранул слишком большого размера, что может привести к неравномерному распределению частиц по размерам и плохой сыпучести.Эту проблему можно решить, регулируя скорость распыления, концентрацию связующего или скорость потока воздуха, чтобы обеспечить правильный рост гранул.Другой потенциальной проблемой является возникновение засоров форсунок из-за выпадения в осадок раствора связующего.Регулярная очистка и техническое обслуживание системы распыления могут помочь предотвратить эту проблему.Крайне важно отслеживать и оптимизировать параметры процесса для устранения неполадок и решения любых потенциальных проблем.


Тематические исследования и истории успеха грануляции в псевдоожиженном слое

Многие фармацевтические компании успешно внедрили гранулирование в псевдоожиженном слое в свои производственные процессы, что привело к повышению качества и эффективности продукции.Тематические исследования и истории успеха подчеркивают разнообразные применения и преимущества этого метода.Например, компания X, ведущий фармацевтический производитель, использовала грануляцию в псевдоожиженном слое для разработки препарата с контролируемым высвобождением широко назначаемого сердечно-сосудистого препарата.Полученные гранулы продемонстрировали превосходную однородность содержимого, расширенный профиль высвобождения лекарственного средства и повышенную приверженность пациентов лечению.Аналогичным образом, компания Y использовала грануляцию в псевдоожиженном слое для производства гранул, подвергающихся непосредственному прессованию, для сложной многокомпонентной рецептуры, достигая превосходных свойств текучести и совместимости с таблетками.


Будущие тенденции и достижения в области грануляции в псевдоожиженном слое

Гранулирование в псевдоожиженном слое — это постоянно развивающаяся область, и несколько тенденций и достижений определяют ее будущее.Некоторые из ключевых тенденций включают в себя:

  1. Новые связующие и вспомогательные вещества

    Исследователи активно изучают новые связующие и вспомогательные вещества с улучшенными связывающими свойствами, характеристиками контролируемого высвобождения и расширенной функциональностью.Эти достижения позволят еще больше оптимизировать свойства гранул и расширить диапазон применения грануляции в псевдоожиженном слое.

  2. Процессно-аналитическая технология (PAT)

    Интеграция передовых инструментов PAT в системы грануляции в псевдоожиженном слое позволяет осуществлять мониторинг и контроль критических параметров процесса в режиме реального времени.Такой подход, основанный на данных, улучшает понимание процесса, облегчает его оптимизацию и обеспечивает стабильное качество продукции.

  3. Интеллектуальное управление процессами

    Включение алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения в системы грануляции в псевдоожиженном слое имеет огромный потенциал.Системы на базе искусственного интеллекта могут анализировать сложные данные процесса, выявлять закономерности и оптимизировать параметры процесса в режиме реального времени, что приводит к повышению эффективности, сокращению отходов и улучшению качества продукции.

  4. Непрерывное производство

    Непрерывное производство набирает популярность в фармацевтической промышленности благодаря своей эффективности и экономичности.Грануляцию в псевдоожиженном слое можно легко интегрировать в производственные платформы непрерывного действия, обеспечивая непрерывное производство гранул стабильного качества и снижая вариативность процесса.

  5. Sустойчивое развитие и «зеленое» производство

    Поскольку внимание к устойчивому развитию возрастает, предпринимаются усилия, чтобы сделать процессы грануляции более экологически чистыми.Это включает в себя использование экологически чистых связующих, энергоэффективных методов сушки и минимизацию образования отходов.Гранулирование в псевдоожиженном слое, обеспечивающее эффективную сушку и снижение требований к связующему веществу, хорошо согласуется с принципами экологически чистого производства.

В заключение можно сказать, что грануляция в псевдоожиженном слое является высокоэффективным и универсальным методом в фармацевтическом производстве.Его способность производить однородные гранулы с контролируемыми свойствами делает его привлекательным выбором для различных твердых лекарственных форм.Благодаря постоянным исследованиям и достижениям в области новых связующих, аналитики процессов и интеллектуального управления процессами, грануляция в псевдоожиженном слое готова к дальнейшим улучшениям и будет продолжать играть решающую роль в формировании будущего фармацевтического производства.


Заключение

Гранулирование в псевдоожиженном слое является высокоэффективным и универсальным методом в фармацевтическом производстве.Его способность производить однородные гранулы с контролируемыми свойствами сделала его предпочтительным выбором для различных твердых лекарственных форм.Преимущества грануляции в псевдоожиженном слое, такие как точный контроль свойств гранул, эффективная сушка и масштабируемость, способствуют повышению качества продукции, эффективности производства и удовлетворенности пациентов.Несмотря на некоторые ограничения, правильное понимание параметров процесса и выбор оборудования могут помочь преодолеть проблемы и оптимизировать процесс грануляции.Ожидается, что благодаря постоянным исследованиям и достижениям грануляция в псевдоожиженном слое сыграет решающую роль в формировании будущего фармацевтического производства.


Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли использовать гранулирование в псевдоожиженном слое для материалов, чувствительных к влаге?

Да, гранулирование в псевдоожиженном слое можно использовать для материалов, чувствительных к влаге.Однако необходимо тщательно продумать процесс сушки и оптимизировать параметры, чтобы свести к минимуму воздействие влаги и потенциальную деградацию.

2. Подходит ли грануляция в псевдоожиженном слое для крупномасштабного производства?

Абсолютно.Грануляция в псевдоожиженном слое легко масштабируется и может быть легко переведена из лабораторного масштаба в коммерческое производство при наличии надлежащего оборудования и оптимизации процесса.

3. Каковы преимущества грануляции в псевдоожиженном слое перед влажной грануляцией?

Для грануляции в псевдоожиженном слое требуется меньшее количество связующего раствора, что приводит к сокращению времени сушки и энергопотребления по сравнению с влажной грануляцией.Он также обеспечивает точный контроль свойств гранул и улучшенную однородность продукта.

4. Можно ли комбинировать гранулирование в псевдоожиженном слое с другими производственными процессами?

Да, гранулирование в псевдоожиженном слое может быть интегрировано с другими процессами, такими как нанесение покрытия, сушка и таблетирование, что позволяет оптимизировать производственный процесс и повысить производительность продукта.

5. Каковы будущие перспективы грануляции в псевдоожиженном слое?

Будущее грануляции в псевдоожиженном слое выглядит многообещающим благодаря постоянному развитию новых связующих, инструментов PAT и интеллектуального управления процессами.Эти разработки позволят еще больше повысить эффективность процессов, качество продукции и оптимизацию фармацевтического производства.


Проконсультируйтесь со своим экспертом по машинному оборудованию Hywell

Мы помогаем вам избежать ловушек, чтобы обеспечить качество и ценность ваших потребностей, вовремя и в рамках бюджета.

Продукты

Почему мы

Кейс-шоу

Связаться с нами
+86-13382828213
0519-85786231
Индустриальный парк Уган, Чанчжоу
© АВТОРСКОЕ ПРАВО 2023 HYWELL MACHINERY ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ.