Гранулятор кипящего слоя FL — одностадийное гранулирование

Гранулятор кипящего слоя FL выполняет смешивание, гранулирование и сушку в одной закрытой камере — поэтому его также называют одностадийным гранулятором. Порошок переводится во взвешенное состояние фильтрованным горячим воздухом, сверху распыляется раствор связующего, и формируются однородные пористые сыпучие гранулы, которые тут же высушиваются.

Девять моделей охватывают рабочий объём от 12 до 1500 л — от опытных загрузок 1,5 кг до производственных 750 кг.

Одна камера, три операции

В обычной линии влажного гранулирования продукт перемещается между машинами: смешивание, гранулирование, перегрузка, сушка, снова перегрузка. Каждая перегрузка отнимает время, образует пыль и приводит к потерям материала.

Гранулятор псевдоожиженного слоя объединяет всё это в одном закрытом аппарате:

1. Смешивание. Воздух переводит порошковую загрузку в циркулирующий слой — компоненты перемешиваются до подачи жидкости.
2. Гранулирование. Раствор связующего распыляется сверху на псевдоожиженные частицы. Капли образуют мостики между частицами, мостики затвердевают по мере сушки, и гранулы растут.
3. Сушка. Распыление прекращается; псевдоожижение продолжается, пока гранулы не достигнут заданной влажности.
4. Выгрузка из той же камеры.

Выход материала составляет ≥99 %, поскольку между операциями продукт не покидает аппарат. Процесс закрытый и малопылящий, что важно для производства по GMP и для работы с активными веществами, контакт с которыми нежелателен.

Почему верхнее распыление формирует гранулы

Форсунка расположена над слоем и распыляет вниз, навстречу восходящему воздуху. Капли и частицы движутся навстречу друг другу, и капля проходит сравнительно длинный путь до встречи с частицей, теряя по дороге часть растворителя.

Именно это подсыхание и обеспечивает гранулирование. Долетевшая подсохшая капля липкая, а не жидкая, поэтому она связывает частицы мостиком, а не растекается по ним. Многократно повторяясь по всему слою, жидкие мостики образуются, затвердевают, и частицы вырастают в пористые агломераты.

Эти поры и объясняют, почему гранулы из псевдоожиженного слоя хорошо прессуются: пористая гранула при прессовании деформируется и сцепляется с соседними, тогда как плотная сопротивляется. Если продукт предназначен для таблетирования, это существенно.

Тот же встречный путь мешает нанесению плёночного покрытия — капля, высохшая до посадки на частицу, не может растечься в сплошную плёнку. Для покрытия форсунку переносят вниз. Полное сравнение — в статье верхнее и нижнее распыление (Вурстер).

Параметр, определяющий исход серии

Всё в гранулировании в псевдоожиженном слое сводится к одному балансу: скорость распыления против скорости сушки.

• Распыление быстрее, чем слой успевает сохнуть, — влага накапливается. Слой тяжелеет, псевдоожижение разрушается, и серия теряется в виде влажной массы на газораспределительной решётке.
• Слишком интенсивная сушка — капли испаряются, не успев связать частицы. Гранулы остаются мелкими и не растут.

Температура продукта — практический индикатор того, что баланс сохраняется. Она лежит между температурой приточного воздуха и температурой мокрого термометра на вытяжке, и её дрейф сигнализирует о смещении баланса раньше, чем это станет заметно по слою.

Температура притока, объём воздуха, скорость распыления, давление распыла и высота форсунки — всё это влияет на баланс. Режимы подбираются испытаниями на фактическом составе; значения от другого продукта — отправная точка для разработки, а не готовая пропись.

Особенности

• Смешивание, гранулирование и сушка за одну закрытую операцию
• Однородные пористые сыпучие гранулы с хорошей прессуемостью
• Закрытый процесс, соответствие требованиям GMP, низкое пылеобразование
• Выход материала ≥99 %
• Высокая производительность, экономия трудозатрат
• Автоматическое управление температурой воздуха и скоростью распыления
• Температура регулируется от температуры окружающей среды до 120 °C
• Сменные вставки — один базовый аппарат принимает конфигурации с верхним распылением, Вурстера и тангенциальную роторную

Технические характеристики

Общее для всех моделей: давление пара 0,3–0,6 МПа · температура регулируется от окружающей среды до 120 °C · время цикла 45–90 мин в зависимости от материала · выход материала ≥99 % · уровень шума ≤75 дБ(А) при установке вентилятора отдельно от основного аппарата.

У каждой модели указаны минимальная и максимальная загрузка, потому что ёмкость заполняет объём, а не масса. Порошок с низкой насыпной плотностью достигает рабочего объёма при существенно меньшей массе, чем плотный, и слою нужен запас высоты над загрузкой для расширения и циркуляции. Уточняйте значение по вашему материалу.

Время цикла указано диапазоном по той же причине: состав, который быстро гранулируется и сохнет, укладывается в 45 минут, а требующий более щадящего режима — ближе к 90.

Области применения

Гранулы для таблетирования и капсулирования в фармацевтической, пищевой и химической промышленности — особенно там, где гранулы будут прессоваться и важна прессуемость, или где объединение гранулирования и сушки в одной машине упрощает линию.

Псевдоожиженный слой или высокоскоростное смешивание?

Псевдоожиженный слой выбирают там, где прессуемость важнее плотности, где материал чувствителен к сдвиговым нагрузкам, где важна локализация пыли или где одна машина вместо двух лучше вписывается в линию.

Высокоскоростное гранулирование выбирают там, где таблетке нужны прочные плотные гранулы, где высока дозировка действующего вещества или где время цикла определяет производительность.

Рассмотрите сухой способ, если состав чувствителен к влаге или нагреву. Гранулятор сухого вальцевого уплотнения гранулирует вообще без жидкости и нагрева.

Подбор модели

Запросить конфигурацию

Пришлите состав, насыпную плотность, диапазон размеров серии, термочувствительность и описание последующей операции. Мы подберём FL под ваш процесс и посоветуем конфигурацию вставки — а если продукту больше подойдёт высокоскоростное или сухое гранулирование, скажем об этом прямо.