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Aufrufe: 743 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 20.02.2024 Herkunft: Website
Die Trockengranulierung ist eine in der pharmazeutischen Industrie weit verbreitete Trockengranulationstechnologie, die hauptsächlich zur Bildung grober Partikel aus Pulvermischungen vor der Tablettenkomprimierung oder Kapselfüllung eingesetzt wird. Diese Technik erweist sich als besonders effektiv bei Materialien mit schlechter Fließfähigkeit oder wenn erhebliche Unterschiede in der Partikelgröße zwischen den Formulierungskomponenten bestehen, wodurch eine Materialentmischung wirksam verhindert wird.
Bei der Trockengranulierung gelangt die Pulvermischung über einen Trichter in den Spalt zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen. Die Walzen verdichten das Pulver zu dichten Bändern, die dann zu Granulat der gewünschten Größe gemahlen werden. Dieses Granulat weist eine hervorragende Fließfähigkeit auf und gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung in Tablettenpressen oder Kapselfüllern. Dabei beeinflussen mehrere kritische Prozessparameter maßgeblich die Endproduktqualität:
Die Zufuhrgeschwindigkeit bezieht sich auf die Geschwindigkeit, mit der Pulver aus dem Trichter in die Klemmzone zwischen den Walzen gelangt. Zu hohe Zufuhrgeschwindigkeiten können zu Verstopfungen im Kompaktor führen, wohingegen unzureichende Zufuhrgeschwindigkeiten zu ungleichmäßiger Dicke des Blattmaterials und zu Qualitätsverlusten führen können. Daher ist die Optimierung der Zufuhrgeschwindigkeit von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass eine angemessene Menge an Mischung in die Verdichtungszone gelangt.
Der Verdichtungsdruck wird durch den Spalt zwischen den Walzen bestimmt. Zu viel oder zu wenig Druck führt dazu, dass die Platte versagt oder zu brüchig wird und bricht. Zu geringer oder zu hoher Druck führt zum Stillstand des Verdichters und verringert die Prozesseffizienz.
Die Walzengeschwindigkeit bestimmt zusammen mit anderen Parametern die Verweilzeit der Mischung in der Verdichtungszone. Die Optimierung der Walzengeschwindigkeit gewährleistet eine qualitativ hochwertige und konsistente Blattproduktion. Diese drei Parameter (Vorschubgeschwindigkeit, Verdichtungsdruck und Walzengeschwindigkeit) erfordern eine koordinierte Optimierung, um die Prozesseffizienz sicherzustellen und hochwertige, für die Weiterverarbeitung geeignete Bleche zu produzieren.
Im Rahmen des Quality by Design (QbD) ermöglicht das experimentelle Design die Festlegung akzeptabler Bereiche für jeden Parameter. Eine schlechte Kontrolle während der Trockengranulierung kann kritische Qualitätsmerkmale (z. B. Tablettenhärte, Tabletten-/Kapselgewicht, Tablettenbröckeligkeit oder Auflösungsrate) beeinträchtigen. Eine unzureichende Kontrolle könnte zu einer übermäßig feinen Pulverbildung beim Mahlen komprimierter Tabletten führen, die Fließfähigkeit beeinträchtigen und zu Gewichtsunterschieden oder sogar Problemen mit der Gleichmäßigkeit des Inhalts führen. Die Dichte und Porosität von Tabletten wirken sich nicht nur auf die Weiterverarbeitung aus, sondern beeinflussen auch direkt die Qualitätsmerkmale des Endprodukts, insbesondere die Auflösungsraten. Bei der Implementierung von Process Analytical Technology (PAT) stellt die Online-Dichtemessung die Konsistenz im Betrieb der Trockengranulierungseinheit sicher und reduziert nachgelagerte Abfälle und Produktausfälle. Zu den gängigen Messmethoden gehört die Messung der Skelettdichte (Skeletal Density) mittels Gasverdrängung. Nach dem Wiegen der Probe wird diese in einen mit Inertgas gefüllten Probenbecher mit bekanntem Volumen gegeben und das Volumen durch Messung von Gasdruckänderungen berechnet, um die Skelettdichte zu bestimmen.
Die Umschlagdichte wird mit speziellen Instrumenten gemessen. Bei diesem Verfahren werden Blattmaterialien in ein hochflüssiges, quasi-flüssiges Medium eingebracht, wobei mithilfe von Verschiebungsmessungen die Hüllendichte berechnet wird. In Kombination mit Daten zur Skelettdichte und Probenmasse ermöglicht dies eine genaue Bestimmung der Porenfraktion. Durch die Echtzeitüberwachung der Materialdichte und -porosität können Wissenschaftler und Fertigungsunterstützungsteams sicherer die Produktkonsistenz und -qualität gewährleisten. Schwankungen dieser Parameter (sowohl innerhalb als auch zwischen Chargen) können auf mögliche Probleme mit Rohstoffen oder Prozessparametern hinweisen. Im Rahmen der Prozessautomatisierungstechnologie (PAT) hilft dieses Online-Überwachungssystem, Abweichungen in Produktionsprozessen frühzeitig zu erkennen und ermöglicht so rechtzeitige Korrekturmaßnahmen, um fehlerhafte Produkte zu verhindern und Zeit und Kosten zu sparen.
Die Trockengranulierung spielt in der pharmazeutischen Herstellung eine entscheidende Rolle, insbesondere bei der Verarbeitung von Materialien mit schlechter Fließfähigkeit. Durch die Optimierung kritischer Parameter wie Vorschubgeschwindigkeit, Verdichtungsdruck und Walzengeschwindigkeit in Kombination mit der „Quality by Design“-Philosophie können hochwertige Tablettenprodukte sichergestellt und so die Qualität des Endprodukts garantiert werden. Durch Online-Dichte- und Porositätsmessungen können Prozessdesigner den Prozess in Echtzeit überwachen und anpassen und so Produktkonsistenz und Prozesseffizienz sicherstellen.
