Granulare (proces)

Granularea este un proces tehnologic în care particulele unei pulberi (înțelese ca materie granulară ) sunt aduse una la cealaltă pentru formarea particulelor cu un diametru mai mare numite granule . Procesul este adesea utilizat în domeniul farmaceutic pentru prepararea granulatelor care vor fi destinate utilizării directe sau pentru prelucrarea ulterioară pentru prepararea altor forme farmaceutice, cum ar fi capsulele sau tabletele .

Caracteristicile generale ale granulatelor

Comparativ cu pulberea din care derivă, un granulat are o serie de caracteristici care îl fac optim pentru anumite tipuri de prelucrare. Dimensiunea mai mare a particulelor îmbunătățește proprietățile sale de curgere și compactabilitate, iar agregarea unei pulberi în granule previne fenomenele tipice de segregare și dispersare a pulberilor fine . Un granulat este, de asemenea, mai puțin sensibil la modificările de umiditate a mediului decât pulberea, simplificând astfel transportul și depozitarea materialului.

Granulare umedă

Prin definiție, un granulat se obține întotdeauna pornind de la o pulbere omogenă inițială. Pulberea, prin tehnici și procese specifice efectuate cu mașini adecvate, va fi procesată pentru a obține un granulat cât mai omogen și cu caracteristicile dorite. Principalele procese de granulare umedă sunt umectarea , granularea efectivă și uscarea finală a granulatului. Dacă este necesar, granulatul uscat poate fi supus screeningului pentru a obține un material format din particule aparținând aceleiași clase dimensionale.

Umed

Proba de pulbere este supusă amestecării cu adăugarea progresivă a unei soluții pe bază de apă și / sau etanol care poate conține o substanță granulantă sau liantă (în general polimeri precum PVP , PEG , derivați de celuloză sau substanțe ceroase de diferite tipuri) în măsură să formează legături interparticule pentru formarea a ceea ce se numește aluat . Cantitatea de soluție de liant adăugată amestecului trebuie să fie suficientă pentru a face particulele de pulbere să adere una la cealaltă, interpunându-se între ele, formând straturi lichide foarte subțiri de adeziune imobilă ( film ). În funcție de gradul de umiditate al amestecului, pot fi identificate patru etape de distribuție a solventului între particule:

În ordinea crescătoare a adăugării solventului: 1) etapa pendulului, 2) etapa funiculară, 3) etapa capilară, 4) etapa cadere. Gradul de umiditate care caracterizează fiecare etapă este o funcție a naturii pulberii și a soluției de liant și, prin urmare, este dificil de prezis, deoarece numărul de variabile care trebuie luate în considerare este considerabil. Etapa optimă pentru care umezirea este considerată finalizată este etapa capilară ; o umectare mai mică nu ar da granule suficient de aderate, în timp ce o udare excesivă ar interfera chiar și cu aderența particulelor, dând, de asemenea, în acest caz, granule neaderate corespunzător. Gradul optim de umiditate poate fi determinat în funcție de forța de răsucire necesară oricărei mașini pentru a amesteca aluatul: la atingerea etapei 3) mixerul va face "mai greu" amestecarea aluatului și, în consecință, rezistența va crește. , în timp ce în etapa 4) cu cât mixerul va fi mai diluat va face „mai puțin efort” și, prin urmare, forța de torsiune va scădea din nou.

Granulare

Procesul de granulare ( screening umed ) se realizează direct pe amestecul umed și implică utilizarea unor echipamente numite granulatoare ^[1] . Folosind un proces mecanic, materialul este redus în granule cât mai omogene posibil.

Uscare

Substanțele parțial solubilizate în lichidul de granulare în timpul uscării se vor redistribui și se vor depune pe cele mai supercifiale părți ale granulei.

În faza finală granulatul este uscat. Evaporarea umidității reziduale din granule este necesară pentru a stabiliza materialul prin încetinirea degradării constituenților și posibila formare a mucegaiului și bacteriilor . În mod obișnuit, solventul este îndepărtat prin aplicarea căldurii în camerele de circulație a aerului, sub vid sau într- un pat fluidizat . În timpul acestui proces este posibil să se producă fenomenul migrației solutului ; acest lucru se întâmplă dacă unele substanțe prezente în interiorul granulei sunt parțial solubilizate de solventul de granulare. Deoarece vaporizarea este un fenomen de suprafață, în timpul uscării lichidul din interiorul granulelor individuale va fi progresiv „împins” prin capilaritate spre exterior, trăgând cu el particulele trecute în soluție care se vor depune în straturi mai superficiale ale granulei modificând compoziția sa internă și făcându-l astfel neomogen. Pentru a depăși acest fenomen de perturbare, pot fi utilizate precauții generale, cum ar fi utilizarea cantității minime necesare de lichid în prepararea amestecului, utilizarea solvenților cu vâscozitate ridicată, accelerarea procesului de uscare, prepararea granulelor mici dimensiunea și utilizarea uscării în vid cu microunde , deoarece pare a fi cea mai eficientă metodă de reducere a migrației.

Granulare uscată

De asemenea, este denumit „pretensionare” sau „compactare”, deoarece după amestecare produsul este comprimat în compacte folosind compactoare. Procesul industrial presupune împingerea amestecului de pulbere, provenit dintr-o pâlnie de alimentare, printr-un sistem cu șurub (vierme), care servește și pentru a-l deera. Din melc pulberea este trecută prin doi cilindri care se rotesc în direcția opusă și care o comprimă, transformând-o într-o foaie subțire. Foile obținute sunt apoi cernute fin și zdrobite. Mai mult, pentru a face procesul de aglomerare mai eficient, pot fi adăugați excipienți, cum ar fi, de exemplu, lactoză , zaharoză sau polimeri, care îndeplinesc funcția de lianți uscați.

Legăturile dintre particule sunt formate din:

punți solide (datorită efectului forțelor de frecare dintre ele în timpul comprimării, responsabile de înmuiere și topire parțială a amestecului rezultat);
forțe atractive de tip van der Waals (formate prin apropierea de suprafețele particulelor datorită compactării în sine).