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流化床技术中重要的影响因素有哪些?

时间:2022-10-31 19:41来源:媒体投稿 作者:Doctor001 点击:
思沃作为DIOSNA产品授权代理商,为客户提供制粒方面的设备、实验、技术及试机等服务。 DIOSNA是制粒技术方面的专家,为制药、化工、化妆品、保 健品和香料行业提供从实验室到生产规模的定制化解决方案。非常多的颗粒和粉末制造商依赖于DIOSNA灵活的、客户定

思沃作为DIOSNA产品授权代理商,为客户提供制粒方面的设备、实验、技术及试机等服务。

DIOSNA是制粒技术方面的专家,为制药、化工、化妆品、保 & 健品和香料行业提供从实验室到生产规模的定制化解决方案。非常多的颗粒和粉末制造商依赖于DIOSNA灵活的、客户定制化的解决方案。

流化床系统有着许多不同的优点——良好的传热、高效的干燥以及充分的混合。这些都得益于在流化过程中颗粒能够进行自由运动,以此增大与工艺空气和制粒液体的接触表面积。不过,要充分发挥流化床的优势,在实际操作过程中还需要选择合适的方法,并注意一些重要参数带来的影响。

 

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流化床系统有着许多不同的优点——良好的传热、高效的干燥以及充分的混合。这些都得益于在流化过程中颗粒能够进行自由运动,以此增大与工艺空气和制粒液体的接触表面积。不过,要充分发挥流化床的优势,在实际操作过程中还需要选择合适的方法,并注意一些重要参数带来的影响。

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Diosna Processlab 中的流化床系统

 

流化床系统的关键组件有流化床处理器、工艺空气处理系统以及废气处理系统等。为使工艺尽可能实现精准控制,在系统开发时还可以重点关注气流的优化、高效的进料和排料等概念。这将有助于实现更高的产量、更快速的工艺,并确保产品质量的可重复性。

那么流化床又是如何工作的呢?为了使产品流态化,工艺气流会直接从下方通过分配板。从分配板流出的切向气流可使产品进行均匀的运动,确保能源的有效利用;而在后续的喷雾过程中,这也将使产品的质量更为均匀。在工艺空气离开系统之前,集成过滤系统还会对其进行净化。对此,有多种不同的方案可供选择,包括单室过滤器系统、双室过滤器系统和筒式过滤器系统。

根据实际情况,还可以通过设置静态冗余备用过滤器、可清洁过滤系统或带有溶剂回收的循环操作来处理下游废气。

 

流化工艺决定了颗粒的形状

在流化床工艺中,采用不同的操作方法会对得到的颗粒以及工艺产生影响。例如,喷雾造粒可以通过顶部喷雾系统或切向喷雾系统来实现,而底部喷雾方法用于微丸或微片包衣。每一种方法都有各自的优缺点。顶部喷雾法可以生产出更细且多孔的颗粒,但生成的颗粒形状不太规则。而且由于存在 “胡须效应”(即产品会粘附在喷嘴上),顶部喷雾法还需要更高的喷雾压力(至少为0.75 bar)。但是,与底部喷雾法相比,这种方法对粉末流动特性的要求很低,这抵消掉了它的缺点。此外,底部喷雾法产生的颗粒较大。

切向喷雾法的优点之一是减少了制粒工艺所需的时间。在切向喷雾法中,制粒液通过二元喷嘴加入,该二元喷嘴与物料容器壁的底部相切。结果,制粒溶液可以被喷射到粉末颗粒以高速度移动的区域(由于产品是循环运动的,这也是具有长干燥路径的区域)。因此,切向喷雾法的干燥过程效率得到了大幅提高,喷雾速率也比其他两种方法要高(高出 30%),喷雾时间也更短。此外,切向喷雾法对于过度润湿的颗粒并不敏感。在生产过程中,为了达到特定的目标粒度,切向喷雾法往往需要使用更少量的制粒液体。切向喷雾法也有助于生产较粗的颗粒;在干燥过程中,可以通过调节喷嘴的压力(液滴大小)来得到所需的颗粒状态,如当喷嘴压力较低时就会得到更粗的颗粒。

 

流化床处理器细节

 

影响流化工艺的参数

此外,还有许多其他因素也是制药企业在生产时应纳入考虑的,因为它们在流化工艺中也有着重要的影响。例如,设备应是抗冲击压力的,并且应用了经过认证的安全概念;工艺应以可重现和自动化的方式进行,并且要求进行设置的时间很短。

在生产高活性物质时,系统不仅应符合特殊的密闭标准,还需要纳入从WIP(在位清洗)到CIP(在线清洁) 的全面清洁概念。另外,配有在线质量控制系统,如集成的过程分析技术(PAT)系统,以及符合GAMP 5标准也都是对系统的基本要求。

也有许多会对流化工艺产生影响的参数。如进气温度——该温度越高,颗粒越细;如果降低进气温度,那么在相同的喷雾速率下,系统就会生产出更粗的颗粒。相反,空气湿度越高,产生的颗粒便会越粗,并且干燥的时间也会越长。

喷嘴的位置也对流化工艺起着决定性的作用。在顶部喷雾法中,极 佳的喷嘴高度应保证喷雾能够覆盖整个流化床床面。如果喷嘴离流化床太近,那么虽然床面可以被完全润湿,但这却会导致产生的颗粒更粗。反之,如果喷嘴的位置太高,那么粘合剂在接触粉末颗粒之前就会干燥(由于喷雾干燥效应),产生的结块就会更细。

喷嘴的尺寸也是一个重要的影响参数。根据众所周知的一条行业通则——雾化气压越高,雾滴尺寸便越细,由此可以得知,当喷嘴尺寸越大时,产生的液滴也会越大(在相同压力下)。

Diosna 公司的流化床处理器

 

提高生产的安全性和可靠性

通过上文所述可以看出,影响流化工艺的因素非常多,所以需要大量经验来维持流化床工艺在各个方面的平衡,以确保产品的性能可以得到优化。技术的安全性和可靠性固然重要,但整个流程的保障工作也不可忽视。只有当气流、进料与排料概念以及制粒过程相互间都完美协调时,才能确保产量的提高、工艺的提速以及产品质量的可重复性。这就是 Diosna 为CAP 流化床处理器提供多种可选组件的原因。这些组件包括制粒液体容器、清洁站、整粒机、升降柱以及真空输送系统。设备的所有组件都可以集成到整体控制系统中,并发挥关键的作用。Diosna 在公认的标准系统的基础上,为CAP 流化床处理器内部开发了必要的硬件和软件解决方案。使用的软件均符合 21 CFR Part 11的要求,并为批量数据采集和记录提供了广泛的选项,而且也采用了PAT技术。还有一点非常重要:Diosna为软件设计了直观的用户指南和阶段性的配方创建系统,可确保系统安全可靠地运行,并使整个流化床工艺在各个方面都保持完美的平衡。

(责任编辑:Doctor001)
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