Granulador de lecho fluido FL: granulación y secado

El granulador de lecho fluido FL realiza la mezcla, la granulación y el secado en una única cámara cerrada, motivo por el cual también se denomina granulador de una sola etapa. El aire caliente filtrado fluidiza el polvo mientras se pulveriza una solución aglutinante desde arriba, formando gránulos uniformes, porosos y de buena fluidez que se secan en el mismo lugar.

Nueve modelos cubren de 12 a 1500 L de volumen de contenedor, desde lotes de desarrollo de 1.5 kg hasta lotes de producción de 750 kg.

Una cámara, tres operaciones

En una línea convencional de granulación húmeda el producto se desplaza entre máquinas: mezclar, granular, trasvasar, secar y trasvasar de nuevo. Cada trasvase cuesta tiempo, genera polvo y provoca pérdidas de material.

El granulador de lecho fluido reúne todo eso en un solo recipiente cerrado:

1. Mezcla. El aire fluidiza la carga de polvo formando un lecho en circulación: los componentes se mezclan antes de añadir líquido.
2. Granulación. Se pulveriza una solución aglutinante desde arriba sobre las partículas fluidizadas. Las gotas unen partículas mediante puentes, los puentes se solidifican a medida que avanza el secado y los gránulos crecen.
3. Secado. Cesa la pulverización; la fluidización continúa hasta que los gránulos alcanzan la humedad objetivo.
4. Descarga desde la misma cámara.

El rendimiento de material es ≥99 % porque el producto no abandona el recipiente entre etapas. El proceso es cerrado y de bajo nivel de polvo, algo relevante para la producción bajo GMP y para principios activos que no deben quedar expuestos.

Por qué la pulverización superior forma gránulos

La boquilla se sitúa sobre el lecho y pulveriza hacia abajo, contra el aire ascendente. Las gotas y las partículas se desplazan una hacia la otra, y una gota recorre un trayecto relativamente largo antes de alcanzar una partícula, perdiendo parte del disolvente por el camino.

Ese secado parcial es lo que hace posible la granulación. Una gota que llega parcialmente seca resulta pegajosa en lugar de fluida, por lo que une partículas mediante puentes en vez de extenderse sobre ellas. Repetido por todo el lecho, se forman puentes líquidos que se solidifican y las partículas crecen hasta convertirse en aglomerados porosos.

Esos poros explican por qué los gránulos de lecho fluido se comprimen bien: un gránulo poroso se deforma y se entrelaza bajo compresión, mientras que uno denso ofrece resistencia. Cuando el producto se destina a comprimidos, la diferencia es considerable.

Ese mismo trayecto a contracorriente perjudica el recubrimiento pelicular: una gota que se seca antes de llegar no puede extenderse formando una película continua. Para recubrir, la boquilla pasa a la parte inferior. La comparación completa está en pulverización superior frente a inferior (Wurster).

La variable que decide el lote

Todo en la granulación en lecho fluido se reduce a un equilibrio: velocidad de pulverización frente a velocidad de secado.

• Si se pulveriza más rápido de lo que el lecho puede secar, la humedad se acumula. El lecho se vuelve pesado, la fluidización se colapsa y el lote queda como una masa húmeda sobre la placa distribuidora.
• Si se seca de forma demasiado agresiva, las gotas se evaporan antes de poder unir partículas. Los gránulos siguen siendo finos y no crecen.

La temperatura de producto es el indicador práctico de que el equilibrio se mantiene. Se sitúa entre la temperatura del aire de entrada y la temperatura de bulbo húmedo del aire de salida, y una deriva señala el desplazamiento del equilibrio antes de que el lecho lo evidencie.

La temperatura de entrada, el caudal de aire, la velocidad de pulverización, la presión de atomización y la altura de boquilla influyen todos en ese equilibrio. Los parámetros se establecen mediante ensayos sobre la formulación real; los valores de otro producto son un punto de partida para el desarrollo, no una receta.

Características

• Mezcla, granulación y secado en una sola operación cerrada
• Gránulos uniformes, porosos y de buena fluidez con buena compresibilidad
• Funcionamiento cerrado, conforme a GMP y con bajo nivel de polvo
• Rendimiento de material ≥99 %
• Proceso rápido y con ahorro de mano de obra
• Control automático de la temperatura del aire y de la velocidad de pulverización
• Temperatura regulable desde temperatura ambiente hasta 120 °C
• Insertos intercambiables: la misma unidad base admite configuraciones de pulverización superior, Wurster y rotor tangencial

Especificaciones técnicas

Común a todos los modelos: presión de vapor 0.3–0.6 MPa · temperatura regulable desde ambiente hasta 120 °C · tiempo de operación 45–90 min según el material · rendimiento de material ≥99 % · nivel sonoro ≤75 dB(A) con el ventilador instalado separado de la unidad principal.

Cada modelo tiene un lote mínimo y uno máximo porque lo que llena el contenedor es el volumen, no el peso. Un polvo de baja densidad aparente alcanza el volumen de trabajo con una carga mucho menor que uno denso, y el lecho necesita espacio libre por encima de la carga para expandirse y circular. Confirme el valor con su propio material.

El tiempo de operación se indica como rango por la misma razón: una formulación que granula y seca con rapidez termina cerca de los 45 minutos; una que exige un perfil más suave se acerca a los 90.

Aplicaciones

Gránulos para comprimidos y cápsulas en las industrias farmacéutica, alimentaria y química, sobre todo cuando los gránulos se van a comprimir y la compresibilidad resulta determinante, o cuando reunir granulación y secado en una sola máquina simplifica la línea.

¿Lecho fluido o alto cizallamiento?

Elija lecho fluido cuando la compresibilidad importe más que la densidad, cuando el material sea sensible al cizallamiento, cuando la contención de polvo sea relevante o cuando una máquina en lugar de dos convenga a la línea.

Elija alto cizallamiento cuando el comprimido necesite gránulos densos y resistentes, cuando la carga de principio activo sea alta o cuando el tiempo de ciclo determine la producción.

Considere una vía en seco si la formulación es sensible a la humedad o al calor. Un compactador de rodillos granula sin líquido ni calor.

Selección del modelo

Solicitar una configuración

Envíenos la formulación, la densidad aparente, el rango de tamaño de lote, la sensibilidad térmica y el proceso posterior. Dimensionaremos el FL para su proceso y le asesoraremos sobre la configuración del inserto; y si una vía de alto cizallamiento o en seco conviene mejor al producto, se lo diremos.