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技術裝備
一種更快更高效的干燥顆粒生產工藝
發布時間: 2018-11-12     來源: 制藥業

 傳統的濕法制粒是最常用的片劑生產方法——這是一種非常可靠的方法,幾乎可用于所有類型和劑量的藥物。濕法制粒能夠改善粉末混合物的流動性和可壓性,幾乎任何片劑形狀都可以制成,并且適用于幾乎所有的活性成分。

Twinpro將高剪切制粒和流化床干燥的批次生產工藝結合在一臺緊湊型機器中


在制藥行業,一套傳統的制粒生產線包含了一系列工藝:用水或其他粘合劑進行高剪切濕法制粒,濕整粒和流化床干燥,之后添加潤滑劑進行最終的壓片。常用的輔料有填充劑、粘合劑,崩解劑和潤滑劑。有時還可以加入穩定劑和著色劑,這些輔料包括微晶纖維素(MCC),乳糖和淀粉等。目前這一系列工藝需要三個系統維持運行,需要占用生產區域中的大量空間,并且通常安裝在兩個獨立的房間中。

操作人員的決定性考量

在片劑等口服固體制劑的生產過程中,制粒是一步重要的工藝。它確保了所生產的固體顆粒具有良好的流動性。
為縮短整體工藝時間并提高工藝效率,Glatt公司開發了一種全新的批次生產工藝——Twinpro將高剪切制粒和流化床干燥工藝結合在了一起。


Glatt公司新技術和產品設計項目經理Christian Knopf:“我們開發Twinpro的目標是在同一臺機器上實現高剪切制粒和隨后的干燥工藝。”

結合了兩種批次生產工藝的全新制藥工藝

贏得了制藥技術類別Achema創新獎的全新Twinpro批次生產工藝,將混合、制粒、切碎,干燥工藝相結合在了一起。為此,鍋體中容納了可閉合的底盤、攪拌槳,切刀和噴嘴的結構。頂噴和切線噴的噴嘴配置可用于噴入制粒所需的粘合劑液體,實現傳統的高剪切制粒中的噴液步驟。容器的幾何形狀和攪拌槳的位置設計基于VG系列高剪切制粒機,同時配置了雙切刀用于制粒步驟,取代了制粒和干燥之間的濕整粒步驟。

 

經典的批次制粒生產線由制粒機,濕整粒機和流化床組成

進行干燥時,將底盤降低,即可將用于干燥的空氣導入產品中。因此,產品在制粒完成后可在同一容器中直接干燥,而無需在獨立工藝之間的產品轉移,從而顯著節約了工藝時間。

“這種工藝融合使我們能夠省去濕整粒和產品轉移,從而減少了一個工藝步驟。”新技術與產品設計項目經理Christian Knopf解釋道。與傳統的批次制粒生產線相比,Twinpro通過將機器單元的數量從三個減少到一個,工藝時間減少了約20%。而且,設備安裝和廠房建造費用也隨之減少了。“通過兩種工藝的結合,創造了一個全新的批次生產工藝。這是一種全新的技術,可以取代傳統的制粒生產線。”Knopf解釋道。

 

Twinpro采用Z型攪拌槳和雙切刀高剪切制粒產生致密顆粒,隨后降低底盤,干燥空氣通過環形間隙流入鍋體

新工藝的實現得益于以下幾個設計點,驅動Z型攪拌槳的新型Quantum Q Drive直驅電機在所有轉速下都能提供同樣的高扭矩,設計緊湊,不會阻礙從下方進入鍋體的干燥空氣。此外,新開發的雙切刀與Z型攪拌槳相結合,兩個相向旋轉的切刀可以切割產生均勻的顆粒,可以省去濕整粒的步驟。“單機的設計增加了產量,并確保了產品質量可重現。”Knopf解釋說。

對于制劑人員來說,選擇設備時,要考慮的一個重要方面是從先前使用技術的工藝可轉移性。“設備幾何形狀的變化可能導致產品性質的變化。因此,Twinpro的一個重要的開發目標是維持成熟的批量大小和容器幾何形狀,即同樣的攪拌槳和切刀轉速,一致的噴液速率和噴液系統。”Christian Knopf補充道:“這保證了工藝可以從先前使用的技術進行轉移。”

與VG Pro系列的高剪切制粒機一樣,Twinpro使用噴嘴與Z型攪拌槳生產濕顆粒。將雙切刀與攪拌槳協同作用,可形成具有均勻粒徑分布的顆粒。當制粒過程完成時,將底盤降低打開兩個環形間隙,干燥空氣通過該間隙流入設備。“外部和中心環形間隙之間的相互作用使設備可以獲得與傳統流化床相同的風量。”Friese解釋說。氣流的分布非常好,所以新設備的干燥時間與經典流化床工藝相當。此外,空氣密封還可以防止產品進入環形間隙。

Twinpro的另一個優點是全密閉的結構,密閉等級可高達OEB 6。由于與產品接觸的面積較少,清潔變得更容易。該系統還可以擴展到包含全自動和可驗證的清潔。“特別是CIP在密閉工藝中越來越受歡迎,因為清潔過程是完全自動化和可重復的,并且在任何時候機器都不必敞開。”Knopf解釋道。

與Glatt生產的流化床一樣,封閉式Twinpro裝置可承受高達12bar的耐壓沖擊,因此可提供可靠的粉塵防爆保護和安全的溶劑應用(混合物)。“由于制粒和干燥現在是一個持續不間斷的過程,設備整體設計符合人體工程學并在安裝方面創造了更大的自由度。布局更容易規劃。”Christian Knopf表示,這是新系統的另一個特點。


Twinpro設計為使用與傳統高剪切制粒機相同的容器幾何形狀,轉速和噴液速率,干燥需要的風量也相同


 

總結

Twinpro為傳統的批次制粒生產線提供了有效的替代方案,Glatt因全新的制粒批次生產工藝贏得了Achema創新獎。Glatt技術部門提供新工藝的技術測試,其他批次和連續工藝的技術測試也可同時進行。

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