Panduan Lengkap Mesin Pengisi Tabung
10 Produsen Mesin Softgel Teratas di Dunia (2024)
Granulator Fluidized Bed: Proses, Prinsip Kerja, Jenis, Tujuan, dan Parameter Pengaturan
Granulator tempat tidur terfluidisasi adalah peralatan pemrosesan farmasi yang digunakan untuk mengubah bubuk menjadi butiran melalui proses yang disebutgranulasi yang dipimpin. Granulasi meningkatkan sifat-sifat serbuk dengan meningkatkan ukuran partikel, meningkatkan daya alir, dan mengurangi pembentukan debu.
Tinjauan Umum Manfaat dan Aplikasi Fluid Bed
Dalam granulator fluidized bed, aliran udara dimasukkan dari bawah bed serbuk untuk mengangkat dan mengaduk partikel padat. Proses fluidisasi ini mengubah serbuk padat menjadi keadaan seperti cairan untuk pemrosesan yang lebih seragam dan efisien. Larutan pengikat cair (misalnya air, pelarut) kemudian disemprotkan ke bubuk yang telah terfluidisasi untuk mendorong pertumbuhan butiran saat partikel-partikel saling menempel menjadi massa yang lebih besar.
Skema prinsip granulator lapisan fluida
Tempat tidur terfluidisasi memberikan kemampuan pencampuran dan kontrol suhu yang sangat baik. Fitur-fitur ini memungkinkan penyesuaian parameter proses seperti laju aliran udara, laju semprotan, suhu udara masuk dan kelembapan untuk menghasilkan butiran dengan sifat yang diinginkan. Variasi desain yang umum meliputi penyemprotan atas, penyemprotan bawah, dan penyemprotan tangensial untuk mengoptimalkan fluidisasi dan penyemprotan.
Teknologi fluidized bed juga dapat diintegrasikan dengan berbagai operasi pemrosesan sekunder tambahan seperti penggilingan, pelapisan, pengeringan tergantung pada kebutuhan. Fleksibilitas ini menjadikan granulasi fluid bed sebagai salah satu teknologi yang paling berguna di banyak industri termasuk farmasi, makanan, kimia, pupuk, dan banyak lagi.
Menjelaskan Proses Granulasi Fluid Bed
Proses lapisan fluida melibatkan beberapa tahap utama:
1. Pemberian pakan bubuk
Bahan awal, biasanya berupa bubuk pembawa inert yang dicampur dengan partikel atau bahan obat aktif, dimasukkan ke dalam ruang granulator dari atas. Bubuk harus mengalir bebas agar dapat terfluidisasi dengan baik.
2. Fluidisasi dan pemanasan awal
Aliran udara dimasukkan dari bawah untuk mengangkat partikel ke atas. Saat kecepatan udara meningkat, tercapai titik di mana gaya hambat sama dengan berat partikel, dan lapisan menjadi tersuspensi dan berperilaku seperti cairan. Lapisan dipanaskan terlebih dahulu hingga mencapai suhu operasi selama waktu ini.
3. Semprotan cair
Setelah lapisan mencapai keadaan dan suhu terfluidisasi, larutan cair disemprotkan ke partikel terfluidisasi melalui nosel. Cairan ini mengandung bahan pengikat atau agen granulasi. Saat tetesan menyentuh permukaan partikel, cairan menyebar dan mengikat partikel menjadi gumpalan yang lebih besar.
4. Massa basah
Saat cairan ditambahkan lebih banyak, butiran-butiran yang lebih besar dan tidak teratur mulai terbentuk. Pada saturasi cairan yang tepat, butiran-butiran yang hampir bulat dan terbentuk dengan baik akan terbentuk.
5. Pengeringan dan pendinginan
Udara masuk yang dipanaskan atau kumparan pemanas terpisah menghilangkan kelembapan dari butiran basah untuk mengeraskannya. Fase pendinginan membawa butiran ke suhu pembuangan yang sesuai.
6. Penyaringan
Butiran akhir dilewatkan melalui saringan atau penggilingan getar untuk mencapai persyaratan distribusi ukuran. Material berukuran besar didaur ulang untuk diproses lebih lanjut atau digiling.
Apa perbedaan antara pengeringan semprot dan granulasi lapisan fluida?
Perbedaan utamanya adalah pengeringan semprot merupakan proses satu langkah yang mengeringkan cairan atau bubur menjadi bubuk dalam satu langkah berkesinambungan sedangkan granulasi lapisan fluida mengubah bubuk menjadi gumpalan granula dalam beberapa langkah batch.
Dalam pengeringan semprot, cairan umpan diatomisasi melalui nosel ke dalam ruang pengering panas. Tetesan air mengalami penguapan cepat untuk menghasilkan partikel kering padat dalam satu langkah.
Dalam fluid bed, bahan awal yang sudah berbentuk bubuk difluidisasi untuk penambahan cairan pengikat dan granulasi basah berikutnya. Tahap pengeringan terpisah mengubah butiran basah menjadi produk akhir yang mengeras. Langkah penyaringan/penggilingan tambahan selanjutnya memodifikasi distribusi ukuran partikel.
Jadi lapisan fluida melibatkan pembentukan butiran dan mekanika pertumbuhan pada beberapa fase sedangkan pengeringan semprot hanya berfokus pada kinetika laju pengeringan partikel cepat dalam satu tahap.
Apa saja parameter untuk granulasi lapisan fluida?
Selanjutnya, Anda perlu mengetahui tentang proses granulasi fluid bed. Parameter proses umum yang dapat disesuaikan dalam granulasi fluid bed meliputi:
- Laju aliran udara: Aliran udara yang lebih tinggi mengintensifkan fluidisasi dan pencampuran tetapi dapat mengganggu pertumbuhan jika turbulensinya berlebihan. Kisaran tipikal adalah 10-100 m3/jam/m2.
- Suhu udara masuk: Biasanya 40-80°C. Suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk meningkatkan pengeringan, tetapi mungkin dibatasi oleh sensitivitas bahan pengikat atau bahan aktif.
- Kecepatan semprotan cairan: Biasanya, 5-100 g/menit. Penyemprotan cepat menghasilkan butiran halus sementara laju lambat menyebabkan kejenuhan dan pertumbuhan tak terkendali menjadi gumpalan besar.
- Tekanan udara atomisasi: 2-6 bar. Menghasilkan tetesan halus untuk distribusi yang lebih baik. Tekanan yang lebih tinggi meningkatkan kualitas atomisasi.
- Konfigurasi nosel: Pilihan semprotan atas, semprotan bawah, semprotan tangensial tergantung pada pola aliran yang diinginkan. Beberapa nosel dapat digunakan.
- Cairan granulasi: Air, pelarut, atau larutan berair. Viskositas dan pengikat memengaruhi mekanisme pertumbuhan butiran.
- Kelembaban tempat tidur: Mempengaruhi laju pengeringan. Dikendalikan melalui kondisi udara masuk atau tahap pengeringan terpisah.
- Penyaringan/penggilingan: Distribusi ukuran partikel akhir dikontrol melalui langkah-langkah pemrosesan sekunder tambahan.
Apa Tujuan Mesin Granulator?
Tujuan utama granulator dalam pemrosesan farmasi meliputi:
- Meningkatkan sifat aliran bubuk: Granulasi mengubah serbuk kohesif halus menjadi bahan granular yang mengalir bebas dengan meningkatkan ukuran partikel rata-rata dan mengurangi luas permukaan. Hal ini memungkinkan penanganan dan pemrosesan bahan yang lebih mudah selama proses produksi.
- Aktifkan pencampuran seragam: Pencampuran zat obat dan eksipien lebih efektif dan homogen dalam fluidized bed sehingga menghasilkan dosis yang konsisten dalam tablet atau kapsul akhir. Segregasi diminimalkan.
- Mengurangi tingkat debu: Butiran memiliki emisi debu yang lebih rendah dibandingkan dengan bubuk halus yang meningkatkan keamanan, pengendalian lingkungan, pencegahan kehilangan dan kualitas.
- Mengembangkan karakteristik partikel: Sifat kekerasan, kepadatan dan ukuran granula disesuaikan selama pemrosesan agar sesuai dengan proses hilir seperti pembuatan tablet, pengisian kapsul serta profil pelepasan obat akhir.
- Meningkatkan stabilitas: Obat yang rentan terhadap kelembaban, udara, atau ketidakcocokan dengan bahan lain dapat distabilkan di dalam struktur butiran yang stabil. Masa simpannya pun lebih lama.
Dengan demikian, granulator memungkinkan fleksibilitas dan kontrol yang cukup besar atas atribut kualitas penting dari produk farmasi.
Apa Fungsi Granulator Fluid Bed?
Granulator lapisan fluida memiliki beberapa fungsi pemrosesan farmasi yang penting:
- Menghasilkan struktur butiran yang terbentuk dengan baik: Kondisi terfluidisasi menghasilkan tumbukan partikel yang lembut dan sering sehingga memungkinkan pertumbuhan butiran yang baik dengan saturasi cairan yang tepat dan meminimalkan pembesaran ukuran yang berlebihan.
- Mempromosikan pengeringan yang seragam dan efisien: Penghilangan kelembapan yang cepat dimungkinkan oleh laju perpindahan panas yang tinggi antara antarmuka udara-partikel. Suhu yang seragam mencegah pengeringan berlebih secara lokal.
- Izinkan operasi berkelanjutan: Tempat tidur terfluidisasi melakukan beberapa operasi seperti pengumpanan bubuk, granulasi, pengeringan dan pembuangan dalam kondisi stabil sehingga memaksimalkan produktivitas.
- Aktifkan kontrol presisi atas variabel proses: Parameter penting seperti suhu, aliran udara, laju semprotan, dll. dapat diukur dan dikontrol secara akurat untuk menghasilkan kualitas butiran yang konsisten.
- Memberikan kontak bubuk-cairan yang baik: Fluidisasi memastikan semua permukaan serbuk terpapar semprotan untuk agregasi yang efektif. Tidak ada daerah yang stagnan tidak seperti mixer mekanis.
- Izinkan peningkatan atau penurunan skala yang fleksibel: Pola aliran dan efisiensi proses relatif konsisten di berbagai ukuran bejana, sehingga penskalaan disederhanakan dibandingkan dengan teknologi lain.
Seperti yang Anda lihat, unggun terfluidisasi adalah unit serbaguna dan serbaguna yang digunakan untuk pengeringan sensitif, granulasi, dan operasi desain partikel di bawah efisiensi dan kontrol proses yang optimal.
Jenis-jenis Granulator Fluid Bed
Ada beberapa variasi umum sistem granulator fluid bed yang digunakan dalam produksi industri. Mari kita bahas lebih dalam dan lihat berbagai jenis granulator fluid bed yang dapat Anda temukan di luar sana.
Tempat Tidur Cairan Semprot Atas
Granulator Tempat Tidur Cairan Semprot Atas
Desain yang paling banyak digunakan di mana cairan semprot dimasukkan melalui nosel atomisasi di bagian atas ruang granulator di atas bubuk yang terfluidisasi. Desain ini menawarkan:
- Desain vertikal sederhana dan hemat biaya yang cocok untuk sebagian besar aplikasi
- Dispersi cairan seragam ke bawah pada partikel terfluidisasi
- Risiko minimal pengeringan semprot dan pembentukan kerak
- Sebagian besar berbentuk bulat dan butiran terbentuk dengan baik
Kelemahannya meliputi pengendapan cairan kental pada permukaan partikel dan lapisan butiran yang saling tumpang tindih tidak rata.
Tempat Tidur Cairan Semprot Bawah
Granulator Fluid Bed dengan Botton
Di sini cairan disemprotkan ke pancuran partikel terfluidisasi yang bergerak ke atas melalui nosel pengabut di dasar ruang. Ini menawarkan:
- Mengurangi pembasahan berlebih dibandingkan dengan semprotan atas
- Distribusi waktu tinggal yang sempit
- Lebih kecil kemungkinan terjadinya nukleasi tak terkendali menjadi partikel halus
- Lebih banyak porositas dan efisiensi pengeringan yang lebih baik
Keterbatasannya adalah kurangnya pengendalian semprotan ke atas pada pancuran partikel yang mengalir ke bawah.
Tempat Tidur Cairan Semprot Tangensial
Gradulator Tempat Tidur Fluida Semprot Tangensial
Nozel terletak di bagian tengah granulator dan bersudut tangensial terhadap aliran udara radial untuk interaksi momentum partikel-cairan yang berputar. Manfaatnya meliputi distribusi semprotan yang sangat seragam dan atribut produk antara antara varian atas dan bawah. Pencampuran berputar menghasilkan butiran bulat. Potensi peningkatan skala yang terbatas dan kompleksitas operasional merupakan tantangan utama.
Kombinasi seperti konfigurasi atas-bawah, atas-tangensial, atau tangensial-bawah juga digunakan. Secara keseluruhan, variasi dan kemampuan penyesuaian lapisan fluida merupakan manfaat penting yang memungkinkan tercapainya spesifikasi granul yang diinginkan dalam produksi farmasi.
Membawa pergi
Granulasi fluidized bed merupakan operasi rekayasa partikel yang penting dalam produksi farmasi. Proses ini mengubah serbuk menjadi butiran bulat dengan sifat stabilitas, struktur, aliran, dan ukuran yang disesuaikan yang menentukan pemrosesan hilir serta kinerja produk akhir.
Tempat tidur terfluidisasi memungkinkan beberapa operasi penting - pencampuran, penggumpalan, penghilangan kelembaban - dilakukan dalam satu pengaturan terpadu, berkelanjutan, dan efisien di bawah kendali variabel presisi. Dengan integrasi fleksibel dengan langkah-langkah pemrosesan sekunder seperti penggilingan dan pelapisan, teknologi lapisan fluida menawarkan keuntungan yang tak tertandingi di berbagai aplikasi dalam pembuatan obat-obatan berkualitas tinggi.
Artikel Terkait:
- Granulasi dan Pemrosesan Lapisan Fluida dalam Manufaktur Farmasi. (2024, SEP, 19).UPM Pharmaceuticals. https://www.upm-inc.com/fluidized-bed-granulation-in-pharmaceutical-manufacturing
- Memahami Granulasi Fluidized-Bed. (14 September 2024). Farmasi. https://www.pharmtech.com/view/understanding-the-value-of-excipient-grade
- Granulasi Lapisan Terfluidisasi: Teknik yang Menjanjikan. J. Int. Jurnal Farmasi dan Sci. Rev. Res., 64(2), September - Oktober 2020. https://globalresearchonline.net/journalcontents/v64-2/22.pdf