Грануляция и сушка в псевдоожиженном слое

Грануляция в псевдоожиженном слое (ПС) позволяет совместить операции смешивания, грануляции, сушки и опудривания в одном аппарате. Поэтому способ грануляции в ПС все чаще применяется в современной фармацевтической промышленности.
Процесс заключается в смешивании порошкообразных ингредиентов во взвешенном слое с последующим их увлажнением гранулирующей жидкостью при продолжающемся перемешивании.
Псевдоожиженный слой образуется, когда направленный вверх воздух поднимает слой твердых частиц, который начинает «кипеть» подобно жидкости. Слой находится в состоянии псевдоожижения. Силы, действующие на частицы, пребывающие в состоянии псевдоожижения, находятся в равновесии. Частицы в псевдоожиженном слое смешиваются настолько эффективно, что температура по всей высоте псевдоожиженного слоя остается постоянной. Общая конструкция аппарата псевдоожиженного слоя, в котором происходит смешивание таблеточных смесей, грануляция и сушка. Процесс в аппарате ПС состоит из четырех стадий:

1. Смешивание — первая технологическая операция, влияющая на качество гранулята. Равномерность смешивания зависит от аэродинамического режима работы аппарата, соотношения компонентов в смеси, формы и плотности частиц.
2. На стадии добавления гранулирующей жидкости происходит комкование частичек гранулируемой массы за счет склеивающих сил как самой жидкости, так и раствора, образующегося при смачивании этой жидкостью поверхностного слоя обрабатываемого материала.
3. На стадии сушки комки превращаются в твердые агломераты, частично разрушающиеся в результате трения между собой и со стенками аппарата. Процесс гранулирования в псевдоожиженном слое происходит одновременно с сушкой получаемых гранул горячим воздухом. Сушка готового гранулята проводится до оптимального значения влажности.
4. Опудривание высушенного гранулята происходит в том же аппарате. Полученные высушенные гранулы могут иметь шероховатую поверхность, что затрудняет в дальнейшем их высыпание из загрузочной воронки в матрицу таблеточной машины в процессе таблетирования. Кроме этого, гранулы могут прилипать к матрице и пуансонам таблетпресса, что может вызвать как нарушение веса, так и появление некоторых дефектов в таблетках. Чтобы избежать этих нежелательных явлений прибегают к операции «опудривания» гранулята. Эта операция осуществляется свободным нанесением тонкоизмельченных веществ на поверхность гранул в периодическом режиме. Путем опудривания в таблеточную массу вводят скользящие и разрыхляющие вещества.

Образование и рост гранул в псевдоожиженном слое происходит за счет двух физических процессов: комкования при смачивании и слипания с последующей агломерацией. Качество гранул и их фракционный состав зависят от многих факторов, определяющих ход процесса грануляции, основными из которых являются скорость ожижающего газа, состав и скорость подачи гранулирующей жидкости, а также температура в слое.
Существует две гипотезы о механизме образования гранул в псевдоожиженном слое:

• центрами грануляции в мелкодисперсном порошке являются капельки гранулирующей жидкости;
• центрами грануляции являются частицы определенной величины, внесенные в дисперсный состав порошка.

В обоих случаях предусматривается наличие мелкодисперсного порошка, находящегося в псевдоожиженном состоянии, и гранулирующей жидкости, распыленной до необходимой степени дисперсности.
Гранулирующая жидкость распыляется с помощью форсунок, являющихся очень важной частью любого совмещенного оборудования грануляции и сушки в псевдоожиженном слое. В производстве используются форсунки различных типов.
Различают: одножидкостные форсунки, в которых распыляется только жидкость и требуется высокое давление; двухжидкостные, в которых происходит смешивание и распыление жидкости с воздухом, причем смешивание осуществляется во внешней среде (форсунки с внешним смешиванием) или внутри форсунки (форсунки с внутренним смешиванием).
В зависимости от типа форсунки применяют разные режимы распыления. Тот или иной тип форсунки используется при различных давлениях смеси и в зависимости от консистенции конечного продукта.