DE2341504C3

DE2341504C3 - Verfahren zum Wirbelschichtsprühgran ulieren

Info

Publication number: DE2341504C3
Application number: DE19732341504
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Barnickel; Joerg Schwaeble; Winfried Sigl
Original assignee: Dr Karl Thomae GmbH
Current assignee: Glatt GmbH
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1978-10-12
Also published as: CH600943A5; JPS5093875A; GB1460069A; FR2240759A1; DE2341504A1; IT1018897B; DE2341504B2; FR2240759B1

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Schnell-Verfahren zum Wirbelschicht-Sprühgranulieren.

Nach dem herkömmlichen Wirbelschicht-Sprühgranulierverfahren warden pharmazeutische Zubereitungen als einheitliche Granulate aus pulverförmigen Materialien unterschiedlicher Zahl, Korngröße, Schüttdichte und spezifischer Gewichte hergestellt

Hierzu befinden sich die Materialien in einem geschlossenen Behälter auf einem Siebboden, welcher von unten mit Luft mit Hilfe eines Gebläses durchströmt wird. Dieser Luftstrom wird so reguliert, daß die Materialien in einem Fließbett gehalten werden, wobei eine Durchmischung der Einzelkomponenten erfolgt. Anschließend oder gleichzeitig wird durch eine Düse eine Flüssigkeit, die meistens ein Bindemittel enthält, in die Wirbelschicht gesprüht Dabei können Pulveranteile von der Flüssigkeit gelöst werden, so daß sie anschließend als Bindemittel wirken. Bei der Vereinigung von Flüssigkeitstropfen mit Pulverteilchen vermögen diese mit weiteren Pulverteilchen aufgrund von Flüssigkeitsbrücken zu haften. Nach dem Verdampfen der Flüssigkeit infolge des hohen Luftdurchsatzes bzw. zur Beschleunigung, durch Anwärmen des Luftstroms, bilden sich durch Kristallisation der gelösten Stoffe oder durch erhärtende Bindemittel Festkörperbrücken zwischen den Pulverteilchen. Im Gegensatz zur konventionellen Granuliertechnik, bei der Granulatkörner durch Zerkleinern von größeren Agglomeraten entstehen, erfolgt also die Grahulatbildung beim Wirbelschicht-Sprühgranulier-Verfahren durch eine kontinuierliche Kornvergrößerung.

Beim Wirbelschicht-Sprühgranulier-Verfahren

nimmt die Korngröße der Einzelpartikeln unter anderem um so stärker zu, je feuchter die Masse während des Sprühvorganges gehalten wird, d.h. je schneller die Granulierflüssigkeit eingesprüht wird. Bei entsprechender Reduzierung der Sprühzeit entstehen schneeballgroße Agglomerate, die beim anschließenden Trocknungsvorgang nur an der Außenfläche abtrocknen, während sie im Innern feuchte Kerne bilden, so daß die Gesamtmasse ungleichmäßig getrocknet wird. Bei noch stärkerer Reduzierung der Sprühzeit bildet die gesamte Masse auf dem Siebboden einen feuchten, zusammenhängenden Kuchen, bei dem der Luftstrom durch Risse und Kanäle dringt, der sich jedoch durch den Luftstrom allein nicht mehr anheben läßt. Deshalb ist die Geschwindigkeit beim Wirbelschicht-Sprühgranulier-Verfahren je nach Granulatqualität entsprechend begrenzt.

Bekannt ist des weiteren ein Wirbelschichtsprühgra-

nulierverfahren in Verbindung mit einer Windsichtung des Granulats, welches zu einem Granulat definierter Korngröße führt (vgl. DE-OS 22 31445), Ein sehr großer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Zufuhr an Granulierflüssigkeit, wie bei allen üblichen Sprühgranulierverfahren, nur langsam erfolgen kann, da ansonsten eine starke Agglomeration eintritt; das vorbekannte Verfahren ist also kein Granulierschnellverfahren, Ein weiterer Nachteil ist bei dem vorbekannten Wirbelschichtsprühgranulierverfahren -darin zu erblicken, daß es aufgrund der Windsichtung und der Rückführung von grobkörnigem Granulat in das Wirbelbett zu einem Aufbau eines Granulats gleicher Korngröße kommt, wobei ein solches Granulat für

is verschiedene Zwecke, z. B. zum Verpressen von Tabletten, ungeeignet ist Im übrigen läßt sich nach diesem Granulierverfahren nur ein Monoprodukt granulieren, da es auf Grund der beabsichtigten Windsichtung bei Vorhandensein von mehreren Komponenten verschiedener Dichten zu einer Anrexhung oder Verarmung bestimmter Komponenten im Wirbelbett kommen muß.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Granulierschnellverfahrens zum Aufbau eines Granulats mit einem bestimmten Anteil an Grob- und Feinteilen bzw. mit einem ausgewogenen Teilchengrößenspektrum.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wirbelschicht-Sprühgranulieren, bei dem man mit Hilfe eines Gebläses von unten Luft durch die über einem Siebboden befindliche Wirbelschicht bläst, durch eine Düse Flüssigkeit in die Wirbelschicht sprüht und das Granulat mittels eines Zerstörers, der innerhalb der Wirbelschicht untergebracht ist, zerschlägt, wobei bei sehr kurzer Einsprühzeit ein sehr rascher Granulataufbau erreicht wird und der Granulataufbau bei jeder gewünschten Korngröße gestoppt werden kann, also eine Produktion an übergroßem Korn verhindert wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstörer, der aus mehreren auf einer Achse angebrachten Schlagarmen oder Schlagmessern besteht, mit. einer Geschwindigkeit von 1000 bis 4000 Umdrehungen pro Minute betrieben wird.

Der Zerstörer bewirkt einen gezielten Granulatab-

bau. Wie weiter oben erwähnt, besteht die Wirkungsweise der Wirbelschicht-Sprühgranulier-Technik in einer kontinuierlichen Kornvergrößerung. Diesem Kornaufbau wirkt aber der Zerstörer entgegen. Erst dadurch wird es möglich, daß die eingesprühte Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit stärker erhöht werden kann, ohne daß es zur Bildung großer Agglomerate mit ungleichmäßiger Feuchtigkeitsverteilung oder zu einem Festsitzen der gesamten Masse kommt Auf diese Weise kann die gesamte Granulierzeit einschließlich Trocknung um 30 bis 70% verkürzt werden. Die erzeugten Granulate besitzen gleich gute bis bessere technologische und galenische Eigenschaften. Nach dem erfindungsgemäßen Wirbelschicht-Sprühgranulier-Schnellverfahren wird im Gegensatz

zum bisher bekannten Wirbelschicht-Sprühgranulier-Verfahren, dessen Wirkungsweise in einem kontinuierlichen Kornaufbau besteht, das gebildete Korn wieder teilweise zerschlagen, das Korn baut sich dann erneut auf, so daß es zu einem Gleichgewicht zwischen

μ Kornaufbau und Kornabbau kommt. Dieses Gleichgewicht läßt sich sehr leicht beeinflussen zum Beispiel durch die Steuerung des Wirbelbettes, durch die Steuerung der Lufttemperatur, durch die Steuerung der

Bedüsung und/oder durch Regelung der Drehzahl des Zerstörers,

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bleiben alle Vorteile der Wirbelsehieht-Sprühgranulier-Technjk gegerüber der konventionllen Granuliertechnik, wie Arbeiten im geschlossenen System, schnelleres Arbeiten, Wegfall von Zwischenarbeitsstufen, erhalten oder es werden diese verbessert Darüber hinaus ergeben sich aber eine Reihe von zunächst nicht beabsichtigten Vorteilen.

Es ist bekannt, daß bei Pulvermischungen mit sehr unterschiedlichen Schüttvolumina Schwierigkeiten beim Wirbelschicht-Sprühgranulieren bestehen, weil beim langsamen Einspriihen genügend Zeit für eine Windsichtung bleibt, d. h. es erfolgt eine Entmischung, bevor die Pulvermischung mit der Granulierflüssigkeit benetzt ist Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt dieser Effekt praktisch nicht auf, weil die gesamte Flüssigkeit in sehr kurzer Zeit eingesprüht wird.

Es ist weiterhin bekannt daß Substanzen, die sich leicht elektrostatisch aufladen, nur unter extremen Bedingungen oder überhaupt nicht im Wirbelschicht-Sprühgranulator granuliert werden können, da sich die Substanzen sehr schnell an der Behälterwand absetzen und/oder trockene bis taubeneigroße Pulverkugeln bilden, die beim anschließenden Trocknungsprozeß oder dem dann notwendigen Siebvorgang wieder zu Staub zerfallen. Auch dieser Nachteil kann durch das sehr schnelle Benetzen bzw. durch das Zerschlagen der Kugeln nahezu völlig ausgeschaltet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, Granulate im Wirbelschicht-Sprühgranulator herzustellen, die nach dem bisherigen Verfahren nicht herstellbar waren.

Als Zerstörer dienen auf einer Achse angebrachte Schlagarme oder mehrere, senkrecht zur Achse nebeneinander angeordnete Schlagmesser. Die Schlagarme sind vorteilhafterweise so gewinkelt, daß sie an der Befestigungsstelle schräg bis senkrecht, im abgewinkelten Teil schräg bis parallel zur Achse stehen. Es können 2 oder mehrere solcher Schlagarme auf der Achse angebracht sein, die dann, zur Vermeidung einer Unwucht, in entsprechenden Winkeln zueinander stehen.

Das Ende der Achse mit den Schlagarmen bzw. den Schlagmessern befindet sich innerhalb des Pulverbehälters über dem Siebboden in einer solchen Höhe, daß der Zerstörer im Ruhezustand der Anlage von der Pulverfüllung bedeckt ist. Das andere Ende der Achse geht durch die Wand des Pulverbehälters hindurch und ist mit dem Antriebsaggregat z. B, durch eine Kupplung verbunden. Der Zerstörer wird vorzugsweise in Bodennähe des Pulverbehälters bzw, dicht über dem Siebboden desselben angebracht, damit seine Wirkung am Boden bzw. vom Boden her einsetzt. Das Antriebsaggregat bewegt den Zerstörer mit 1000 bis 4000 Umdrehungen in der Minute. In eingeschaltetem Zustand führen die Arme eine kreisende Bewegung aus und zerschlagen auf diese Weise das Granulat, das durch den Luftstrom an sie herangetragen wird.

Die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Schnellverfahrens zum Wirbelschicht-Sprühgranulieren war aus folgenden Gründen nicht vorhersehbar:

Es ist bekannt daß durch den Einbau von Hindernissen in die Wirbelschicht das Wirbelbett erheblich gestört wird. Es kann unter Umständen eine so große Windschattenwirkung auftreten, daß die Durchwirbelung innerhalb großer Bezirke fast völlig erlischt. Dieser Effekt kann durch den Zerstörer der beschriebenen Art insofern erheblich verstärkt werden, His der Zerstörer während seiner Tätigkeit im Wirbelbett eine Zone geringerer Dichte erzeugt, so daß der Luftstrom diese Stelle bevorzugt passiert während an anderen Stellen die feuchten Massen weniger stark durchwirbelt werden. Auf diese Weise kann es allmählich zu einer Lochbildung um den Zerstörer kommen, durch welches der Luftstrom ohne jede Wirbelwirkung dringt während sich an anderer Stelle die feuchten Granulatmassen völlig absetzten.

Der durch den Zerstörer bewirkte Abbau des Granulates steht in krassem Widerspruch zum Wirbelschicht-Sprühgranulier-Verfahren. Es war nun völlig überraschend, daß sich diese Gleichgewichtseinstellung zwischen Abbau und Aufbau des Granulats in solch einfacher Weise völlig einwandfrei beherrschen läßt

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei an Hand einer Zeichnung in beispielhafter Weise beschrieben.

In der Zeichnung ist 1 das Sprühgehäuse, welches auf dem Pulverbehälter 2 aufsitzt. 3 ist der Zerstörer mit abgewinkelten Flügelarmen, die auf der Antriebswelle 9 montiert sind, 4 ist der Siebboden, 5 das Wirbelbett, 6 die Sprühdüse, 7 der Sprühkegel und 8 der Luftkanal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum WirbelschichtsprOhgranulieren, wobei man mit Hilfe eines Gebläses von unten Luft durch die über einem Siebboden befindliche Wirbelschicht bläst, durch eine Düse Flüssigkeit in die Wirbelschicht sprüht und das Granulat mittels eines Zerstörers, der innerhalb der Wirbelschicht untergebracht ist, zerschlägt, dadurchgekennzeichnet, daß der Zerstörer, der aus mehreren auf einer Achse angebrachten Schlagannen oder Schlagmessern besteht, mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 4000 Umdrehungen pro Minute betrieben wird.