Verfahren zur Herstellung eines tablettierfähigen Stoffes
In der Farbstoffindustrie, der Lebens- und Genussmittelindustrie sowie der pharmazeutischen Industrie stellt man Tabletten üblicherweise aus tablettierfähigem Granulat her, und zwar sowohl dann, wenn es sich bei den Tabletten um Endprodukte handelt, wie auch dann, wenn es sich um Zwischenprodukte handelt, die nachher zu Dragees weiter verarbeitet werden. Die Herstellung einwandfrei homogener und gut tablettierfähiger Granulate erfolgt derzeit auf folgende, etwas komplizierte Art und Weise:
Zuerst werden die einzelnen, gewichtsmässig genau bestimmten Bestandteile in meist trockenem Zustand in einem Mischer gut gemischt, wobei darauf zu achten ist, dass nicht durch ein zu lange dauerndes Mischen wieder eine Entmischung stattfindet. Dann wird das so erhaltene Gemisch in einem Mischgranulator angefeuchtet und geknetet.
Daraufhin bringt man die Masse in eine Granuliermaschine, in welcher die Granulation erfolgt. Das noch feuchte Granulat wird dann in einem Trockner, also in einem Trockenschrank oder einem Wirbelschichttrockner, getrocknet und kommt nachher in eine Mühle oder einen Oszillator, wo es zerkleinert, d. h. gebrochen wird. Nachher wird in einem Mischer eine äussere Phase beigemischt und zum Schluss werden die Granülen in einem Siebapparat entstaubt. Die Herstellung des Ausgangsmaterials für die Tablettierung ist also umständlich und entsprechend teuer, da die verschiedensten Operationen in den verschiedensten Apparaturen auszuführen sind.
Diese Nachteile werden nun mit der vorliegenden Erfindung behoben. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines tablettierfähigen, kein Arzneimittel darstellenden Stoffes, der sich ebenso gut tablettieren lässt, wie ein aus denselben Ausgangsmaterialien nach den vorstehend beschriebenen üblichen Verfahren hergestelltes Granulat. Dieses neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Ausgangsstoffe, also die zu verarbeitenden Substanzen, die Pulverform aufweisen, im Wirbelbett eines im Saugbetrieb arbeitenden Wirbelschichttrockners von oben mit einer Flüssigkeit besprüht und dann wieder trocknet. Wenn es sich um mehrere verschiedene Pulver handelt, wird man sie vor dem Besprühen im Wirbelbett mischen und, falls sie noch nicht Pulverform besitzen, wird man sie vorher zu Pulver trocknen.
Das Besprühen im Wirbelbett erfolgt zweckmässigerweise mit einer Zerstäuberdüse. Man erhält mit diesem erfindungsgemässen Verfahren genaugenommen zwar nicht ein Granulat sondern ein Agglomerat. Ein solches Agglomerat lässt sich, wie Versuche gezeigt haben, im allgemeinen noch besser tablettieren als ein Granulat. Des weitern ist es gleichmässiger in der Struktur und der Grösse und dadurch fliessfähiger, so dass sich die Tablettiermaschine mit einem Agglomerat rascher beschicken lässt als mit einem Granulat, und zudem sind die Gewichtsabweichungen vom Mittelwert der einzelnen Tabletten bei der Verwendung des erfin dungsgemäss hergestellten Agglomerates als Ausgangsform kleiner als bei der Verwendung von Granulaten aus denselben Ausgangsmaterialien.
Die Erfindung betrifft des weitern einen Wirbelschichttrockner zur Ausführung dieses erfindungsgemä ssen Verfahrens. Dieser Wirbelschichttrockner weist einen Materialbehälter, eine darüber angeordnete Expansionszone, einen über dieser angeordneten Filter, einen Lufterhitzer und eine Luftabsaugvorrichtung auf, die die im Lufterhitzer erwärmte Luft durch das verarbeitende Ausgangsmaterial hindurchsaugt, dieses, falls nötig, trocknet, und es in den Expansionsraum anhebt und dort ein Wirbelbett bildet. Der Trockner ist dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Filters eine nach unten gerichtete Sprühdüse zum Besprühen des Wirbelbettes mit einer Flüssigkeit angeordnet ist.
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung die Erfindung beispielsweise beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemässen Wirbelschichttrockner.
Mit 1 ist der hohle Apparatefuss bezeichnet, der eine kreisrunde Öffnung la aufweist. Diese Öffnung wird durch einen Hebering 2 begrenzt, der durch drei pneu matisch oder hydraulisch betätigbare Vorrichtungen 3, von denen in der Zeichnung nur zwei sichtbar sind, gehoben und abgesenkt werden kann. Der Ring 2 ist mit dem Apparatefuss 1 durch eine Manschette 4 aus flexiblem Material dicht verbunden. An den Apparatefuss 1 ist eine ebenfalls hohle Tragsäule 5 angesetzt, die oben eine in der Zeichnung nicht sichtbare Eintrittsöffnung für die Luft und im Innern einen Vorfilter 6 und einen Lufterhitzer 7 enthält, die beide jede an sich bekannte Konstruktion aufweisen können. Beim Lufterhitzer kann es sich also beispielsweise um einen elektrischen oder einen dampfbeschickten Lufterhitzer handeln.
Oben an der Tragsäule 5 ist ein ebenfalls hohler Oberteil 8 befestigt, der unten eine kreisrunde Öffnung 8a aufweist und ein Turbinenrad 9 enthält, welches durch einen Motor 10 angetrieben wird und Luft durch die Öffnung 8a einsaugt und diese durch den Kanal 8b zur Austrittsöffnung 8c fördert. Die Förderleistung lässt sich durch eine im Kanal angeordnete Luftklappe 11 verändern und die Menge der durch die Öffnung 8a angesogenen Luft kann nötigenfalls durch Öffnen eines Verschlusses 12 verringert werden.
Unterhalb der Öffnung 8a befindet sich der an die Öffnung dicht anschliessbare Filter 13, der an sich jede beliebige Konstruktion aufweisen kann. Unterhalb dieses Filters 13 befindet sich der durch einen Hohlzylinder 14 begrenzte Expansionsraum 15, der auch Entspannungszone genannt wird. Unterhalb dieser Entspannungszone ist der mit einem gelochten Boden versehene Materialbehälter 16 angeordnet, dessen Boden sich dicht auf den Hebering 2 aufsetzen lässt, so dass durch das Anheben dieses Ringes die Luftzuleitung 1, der Behälter 16, der Expansionsraum 15, der Filter 13 und der Oberteil 8 luftdicht miteinander verbunden werden.
Da der vertikale Verschiebeweg des Hohlzylinders 14 durch in der Zeichnung nicht dargestellte Führungsmittel so begrenzt ist, dass in der untersten Stellung des Heberinges 2 der Behälter 16 vom untern Rand des Zylinders 14 getrennt ist, kann der Behälter seitlich weggenommen werden; es ist besonders zweckmässig, den Behälter mit Füssen und Rollen zu versehen, die so bemessen sind, dass sie dann auf dem Boden aufstehen, wenn sich der Hebering 2 in der untersten Stellung befindet. Bei dieser Anordnung ist es auch möglich, bei abgesenktem Hebering 2 den Filter 13 seitlich aus der Apparatur herauszunehmen. Das wesentliche und erfinderische Merkmal des in der Zeichnung dargestellten Wirbelschichttrockners ist die mit 17 bezeichnete Sprühdüse, die über eine Leitung 18 mit einer Dosierpumpe 19 verbunden ist.
Diese Pumpe 19 fördert die Sprühflüssigkeit zur Zerstäuberdüse, bei der es sich in diesem Fall um eine Einstoffdüse handelt. Anstatt einer Einstoffdüse kann man natürlich auch eine Zweistoffdüse verwenden, also eine Düse, der durch eine Leitung ein Gas, also etwa Luft, unter Druck zugeführt wird, welches dann aus einer zweiten Leitung die Flüssigkeit nachzieht und diese beim Ausblasen zerstäubt.
Beim Herstellen eines tablettierfähigen Stoffes werden zuerst alle Bestandteile in den Materialbehälter 16 eingewogen. Nach Anheben des Heberinges 2 werden das Heizelement 6 und der Motor 10 eingeschaltet. Dadurch wird das pulverförmige Ausgangsmaterial in dem sich bildenden Luftstrom angehoben und es bildet sich im Expansionsraum 15 ein Wirbelbett, wo die einzelnen Bestandteile gemischt werden. Eine gute Durchmischung lässt sich sehr rasch und unter Umständen schon nach zwei Minuten erreichen.
Je nach der Anordnung und Ausgestaltung der Löcher im Behälterboden und allenfalls von zusätzlichen Lufteinlassöffnungen in der Behälterwand lässt sich ein Wirbelbett erzeugen, bei dem das zu behandelnde Gut im wesentlichen in den Randzonen des Behälters angehoben wird und in der Mittelzone wieder zurückfällt, oder ein Wirbelbett bei dem das zu behandelnde Gut im wesentlichen in der Mittelzone des Behälters angehoben wird und in der Randzone in den Behälter zurückfällt. Wichtig ist vor allem, dass sich das Wirbelbett über den ganzen Querschnitt des Expansionsraumes erstreckt und dass es einen solchen Abstand vom Filter 13 aufweist, dass zwischen dem Wirbelbett und dem Filter noch die nach unten gerichtete Sprühdüse 17 angeordnet sein kann.
Falls das Pulver oder ein einzelner Bestandteil beim Eindringen in den Behälter noch nicht ganz trocken ist, kann vor dem Mischen eine Trocknung vorgenommen werden. Nachdem die Bestandteile hinreichend gemischt sind, besprüht man das Wirbelbett von oben, beispielsweise während zehn Minuten mit der Granulierflüssigkeit und trocknet anschliessend das durch die Besprühung erhaltene Agglomerat. Es ist dazu nicht nötig, den Luftstrom abzustellen. Das Arbeitsgut verbleibt während des ganzen Arbeitsvorganges im Wirbelschichttrockner und wird ununterbrochen im Luftstrom gewirbelt, der beispielsweise eine Temperatur von 400 C haben kann. Nach Beendigung des Trocknungsvorganges ist das so erhaltene Agglomerat tablettierfähig. Selbstverständlich lassen sich die Behandlungszeiten und die Behandlungstemperaturen je nach dem Behandlungsgut variieren.
Process for the production of a substance suitable for tabletting
In the dyestuff industry, the food and beverage industry and the pharmaceutical industry, tablets are usually produced from granules that can be made into tablets, both when the tablets are end products and when they are intermediate products can be further processed into coated tablets. The production of perfectly homogeneous and easily tablettable granules is currently carried out in the following, somewhat complicated way:
First of all, the individual components, precisely determined in terms of weight, are mixed well in a mixer, mostly in a dry state, whereby care must be taken that mixing does not result in a separation again due to too long mixing. The mixture thus obtained is then moistened and kneaded in a mixer granulator.
The mass is then placed in a granulating machine, in which the granulation takes place. The still moist granulate is then dried in a dryer, i.e. in a drying cabinet or a fluidized bed dryer, and is then placed in a mill or an oscillator, where it is comminuted, i.e. H. is broken. Then an outer phase is added in a mixer and finally the granules are dedusted in a sieve. The production of the starting material for tableting is therefore laborious and correspondingly expensive, since the most varied operations have to be carried out in the most varied of apparatus.
These disadvantages are now overcome with the present invention. It relates to a process for the production of a tablettable substance which does not represent a drug and which can be tabletted just as well as a granulate produced from the same starting materials by the customary processes described above. This new method is characterized in that the starting materials, i.e. the substances to be processed, which are in powder form, are sprayed with a liquid from above in the fluidized bed of a fluidized bed dryer operating in suction mode and then dried again. If there are several different powders, they will be mixed in a fluidized bed before spraying and, if they are not yet in powder form, they will be dried to powder beforehand.
The spraying in the fluidized bed is expediently carried out with an atomizer nozzle. Strictly speaking, this method according to the invention does not give a granulate but an agglomerate. As tests have shown, such an agglomerate can generally be tabletted even better than granules. Furthermore, it is more uniform in structure and size and therefore more flowable, so that the tablet machine can be loaded more quickly with an agglomerate than with a granulate, and the weight deviations from the mean value of the individual tablets when using the agglomerate produced according to the invention are as Initial shape smaller than when using granules made from the same raw materials.
The invention further relates to a fluidized bed dryer for carrying out this process according to the invention. This fluidized bed dryer has a material container, an expansion zone arranged above it, a filter arranged above it, an air heater and an air suction device which sucks the air heated in the air heater through the processing starting material, dries it if necessary, and lifts it into the expansion space and there forms a fluidized bed. The dryer is characterized in that a downwardly directed spray nozzle for spraying the fluidized bed with a liquid is arranged below the filter.
The invention is described below, for example, with reference to the accompanying drawings. The single figure of the drawing shows a schematic representation of a vertical section through a fluidized bed dryer according to the invention.
1 with the hollow apparatus foot is referred to, which has a circular opening la. This opening is limited by a lifting ring 2, which can be raised and lowered by three pneumatically or hydraulically actuated devices 3, of which only two are visible in the drawing. The ring 2 is tightly connected to the apparatus base 1 by a sleeve 4 made of flexible material. A likewise hollow support column 5 is attached to the apparatus foot 1, which contains an inlet opening for the air, not visible in the drawing, and a prefilter 6 and an air heater 7 inside, both of which can have any known construction. The air heater can therefore be, for example, an electric or a steam-fed air heater.
At the top of the support column 5 is a likewise hollow upper part 8, which has a circular opening 8a at the bottom and contains a turbine wheel 9 which is driven by a motor 10 and sucks in air through the opening 8a and conveys it through the channel 8b to the outlet opening 8c . The delivery rate can be changed by an air flap 11 arranged in the duct and the amount of air sucked in through the opening 8a can be reduced, if necessary, by opening a closure 12.
Below the opening 8a there is the filter 13 which can be tightly connected to the opening and which can have any construction. Below this filter 13 there is the expansion space 15 delimited by a hollow cylinder 14, which is also called the relaxation zone. The material container 16 with a perforated base is arranged below this relaxation zone, the base of which can be placed tightly on the lifting ring 2, so that the air supply line 1, the container 16, the expansion space 15, the filter 13 and the upper part can be lifted by lifting this ring 8 are connected to each other airtight.
Since the vertical displacement path of the hollow cylinder 14 is limited by guide means not shown in the drawing that in the lowermost position of the lifting ring 2 the container 16 is separated from the lower edge of the cylinder 14, the container can be removed laterally; it is particularly useful to provide the container with feet and rollers that are dimensioned so that they then stand on the floor when the lifting ring 2 is in the lowest position. With this arrangement it is also possible to remove the filter 13 from the side of the apparatus with the lifting ring 2 lowered. The essential and inventive feature of the fluidized bed dryer shown in the drawing is the spray nozzle designated by 17, which is connected to a metering pump 19 via a line 18.
This pump 19 conveys the spray liquid to the atomizer nozzle, which in this case is a single-fluid nozzle. Instead of a single-fluid nozzle, you can of course also use a two-fluid nozzle, i.e. a nozzle to which a gas, e.g. air, is fed under pressure through a line, which then draws the liquid from a second line and atomizes it when blown out.
When producing a substance that can be tabletted, all components are first weighed into the material container 16. After lifting the lifting ring 2, the heating element 6 and the motor 10 are switched on. As a result, the powdery starting material is lifted in the air stream that is being formed and a fluidized bed is formed in the expansion space 15, where the individual components are mixed. Good mixing can be achieved very quickly and, under certain circumstances, after just two minutes.
Depending on the arrangement and configuration of the holes in the bottom of the container and possibly additional air inlet openings in the container wall, a fluidized bed can be created in which the material to be treated is essentially raised in the edge zones of the container and falls back again in the central zone, or a fluidized bed in the case the material to be treated is raised essentially in the central zone of the container and falls back into the container in the edge zone. It is particularly important that the fluidized bed extends over the entire cross section of the expansion space and that it is at such a distance from the filter 13 that the downwardly directed spray nozzle 17 can still be arranged between the fluidized bed and the filter.
If the powder or an individual component is not completely dry when it enters the container, it can be dried before mixing. After the constituents have been sufficiently mixed, the fluidized bed is sprayed from above, for example for ten minutes with the granulating liquid, and the agglomerate obtained by the spraying is then dried. It is not necessary to turn off the air flow. The work material remains in the fluidized bed dryer during the entire work process and is continuously swirled in the air stream, which can have a temperature of 400 C, for example. After completion of the drying process, the agglomerate obtained in this way can be tabletted. Of course, the treatment times and the treatment temperatures can be varied depending on the item to be treated.