Qual é o processo de granulação seca?

Granulação seca , muitas vezes referido como Granulação de compactação ou lesma , é uma operação de unidade crítica nas indústrias farmacêuticas, químicas e alimentares. É um método preferido para criar grânulos sem o uso de um aglutinante líquido, touneo-o particularmente adequado para ingredientes farmacêuticos ativos sensíveis à umidade e sensíveis ao calor (APIs) e excipientes. Esse processo aborda os desafios associados à granulação úmida, como tempos de secagem extensos e potencial degradação de materiais sensíveis.

Princípios de granulação seca

O princípio fundamental por trás da granulação seca é o compactação de partículas de pó sob alta pressão para formar uma massa densificada, que é então moída em grânulos. Esse processo depende das propriedades de ligação inerentes aos próprios materiais ou ao uso de ligantes secos. O objetivo é aumentar a densidade em massa, melhorar a fluxo, reduzir a poeira e impedir a segregação de componentes em uma mistura de pó, aumentando a processabilidade do material para operações subsequentes, como tablets ou encapsulamento.

As etapas do processo

A granulação seca normalmente envolve dois estágios principais:

1. Compactação em pó

Esse estágio inicial envolve a compactação das partículas primárias de pó em uma massa compacta e coerente. Existem duas técnicas principais para alcançar isso:

• Slugging: Neste método, a mistura de pó é alimentada em uma grande prensa de comprimidos pesados, que produz comprimidos grandes e mal formados, conhecidos como "lesmas". A pressão aplicada durante o slugging força as partículas de pó em contato próximo, levando à formação de ligações fortes, principalmente através de forças interparticuladas (por exemplo, forças de van der Waals, intertravamento mecânico). O tamanho e a dureza dessas lesmas são cruciais para a etapa de moagem subsequente.

• Compactação de rolo: Este é o método mais comumente usado e eficiente. Na compactação do rolo, a mistura de pó é alimentada entre dois rolos contra-rotativos que exercem alta pressão, compactando o material em uma fita ou folha contínua e densa. A diferença entre os rolos, a velocidade do rolo e a força de compactação são parâmetros críticos que influenciam a densidade e a força da fita. O material densificado sai dos rolos como uma folha quebradiça, pronta para o próximo estágio.

2. Milling (redução de tamanho)

Uma vez formados os compactos (lesmas ou fitas), eles são submetidos a um moagem or granulação etapa. Isso envolve quebrar o material densificado em grânulos de uma faixa de tamanho desejada. Vários tipos de moinhos podem ser usados, incluindo:

• Fitzmills (Mills Cominuting): Essas usinas usam lâminas rotativas para reduzir o material compactado. O tamanho da tela no moinho determina o limite superior do tamanho do grânulo.

• Granuladores oscilantes: Essas máquinas usam uma barra oscilante para empurrar o material através de uma tela.

• Mills cônicos (fábricas de tela cônica): Eles são frequentemente preferidos por sua ação mais suave, o que pode levar a uma distribuição mais estreita de tamanho de partícula e menos geração fina.

O processo de moagem é crucial para alcançar as propriedades de fluxo desejadas e a uniformidade do conteúdo da mistura final. O objetivo é criar grânulos que são fortes o suficiente para suportar o manuseio, mas não tão difíceis que impeçam a compactação subsequente nos comprimidos.

Vantagens de granulação seca

• Adequação para materiais sensíveis à umidade e calor: Como nenhum solvente ou água são usados, a granulação seca é ideal para APIs que se degradam na presença de umidade ou temperaturas elevadas.

• Tempo e custo de processamento reduzido: A eliminação da etapa de secagem reduz significativamente o tempo de processamento, o consumo de energia e os custos associados.

• Menos etapas de processamento: Comparado à granulação úmida, a granulação seca envolve menos etapas, simplificando o processo geral de fabricação.

• Estabilidade aprimorada: Para certas formulações, a ausência de água pode levar a uma maior estabilidade do produto.

• Bom para drogas em baixa dose: A granulação seca pode ajudar a melhorar a uniformidade do conteúdo para formulações com baixas concentrações de API, criando partículas maiores e mais homogêneas.

Desvantagens e considerações

Embora ofereça inúmeros benefícios, a granulação seca também tem algumas limitações:

• Geração de poeira: A compactação inicial e as etapas de moagem subsequentes podem gerar uma quantidade significativa de poeira fina, exigindo sistemas de coleta de poeira apropriados e potencialmente levando à perda de material.

• Controle de distribuição de tamanho de partícula limitado: Pode ser um desafio obter uma distribuição de tamanho de partícula muito estreita com granulação seca em comparação com a granulação úmida.

• Dependência das propriedades do material: O sucesso da granulação seco depende fortemente das propriedades inerentes à compactação e fluxo das matérias -primas. Materiais com baixa compressibilidade podem não ser adequados.

• Desgaste do equipamento: As altas pressões envolvidas, particularmente na compactação do rolo, podem levar ao aumento do desgaste no equipamento.

• Grânulos de menor densidade: Os grânulos produzidos por granulação seca às vezes podem ser menos densos do que os produzidos pela granulação úmida, o que pode afetar as características do comprimido.

Parâmetros críticos do processo

Vários parâmetros são críticos para o sucesso do processo de granulação seca:

• Compactação de rolo:

  • Força de compactação: Afeta diretamente a densidade e a força da fita/lesma. Muito baixo, e os compactos serão friáveis; Muito alto, e o material pode ser super-compactado, levando a uma comprimidos de baixa.

  • Velocidade de rolo: Afeta o tempo de permanência do material entre os rolos e, portanto, o grau de compactação.

  • Largura do intervalo: Controla a espessura da fita, influenciando a densidade geral e a eficiência de moagem a jusante.

  • Velocidade do parafuso do alimentador: Garante uma alimentação consistente e controlada de pó na zona de compactação.

• Moagem:

  • Velocidade da fábrica: Influencia a intensidade da redução de tamanho.

  • Tamanho da tela: Determina o tamanho máximo de grânulos.

  • Configuração do rotor: O tipo de rotor (por exemplo, facas para a frente, martelos para a frente) pode afetar a morfologia dos grânulos e a geração de multas.

Conclusão

Granulação seca, abrangendo técnicas como Granulação de compactação de rolos and granulação slugging , continua sendo um método vital e cada vez mais popular para produzir grânulos em várias indústrias. Sua capacidade de processar materiais sensíveis à umidade e calor sem a necessidade de ligantes líquidos ou secagem extensa o torna uma ferramenta inestimável na fabricação moderna. Compreender seus princípios, vantagens, desvantagens e parâmetros críticos do processo é essencial para otimizar formulações e garantir a produção de formas de dosagem robustas de alta qualidade. À medida que o desenvolvimento farmacêutico continua a se concentrar em moléculas sensíveis e complexas, a importância de processos eficientes e adaptáveis, como a granulação seca, continuarão a crescer.