Granulazione spray: come funziona e quando sceglierla rispetto all'essiccazione spray

La granulazione spray nebulizza un liquido su particelle mantenute in movimento in una corrente di aria calda, così il liquido asciuga sulla superficie delle particelle e il granulo cresce. In un granulatore spray a letto fluidizzato le particelle sono un supporto o una polvere seme, e il liquido nebulizzato è il materiale attivo o il legante. Il prodotto è un granulo, più grande e denso della polvere essiccata a spray, che scorre bene, produce poca polvere e si dissolve in modo prevedibile.

L'essiccazione spray e la granulazione spray nebulizzano entrambe un liquido in aria calda ed entrambe terminano con un solido secco, quindi è facile confonderle. La differenza sta in ciò su cui cade il liquido. In un essiccatore spray asciuga in caduta libera come gocce separate ed esce come polvere fine. In un granulatore spray cade su particelle già presenti nel letto e vi si accumula. Questa sola differenza cambia la dimensione delle particelle, il profilo di temperatura e le formulazioni adatte a ciascun processo. Questa guida spiega entrambi, mostra dove si collocano e vi offre un modo per scegliere.

Contesto rapido: tre percorsi dal liquido al solido

Per il percorso in caduta libera, vedere il funzionamento dell'essiccazione spray. Per il meccanismo del letto fluidizzato, compresa la differenza tra granulatore ed essiccatore, vedere granulatore a letto fluidizzato vs essiccatore a letto fluidizzato. Per la granulazione a umido dopo la miscelazione, vedere granulazione per via umida vs granulazione a secco.

Come funziona la granulazione spray a letto fluidizzato

1. 1.Formare il letto. Il supporto o la polvere seme viene caricato nel recipiente. L'aria soffiata verso l'alto attraverso una piastra forata solleva e fa circolare le particelle, che si comportano come un liquido in ebollizione.
2. 2.Nebulizzare il liquido. Un ugello nebulizza il liquido, come un estratto, una soluzione o un legante, sul letto in movimento. Esistono configurazioni di spruzzo dall'alto, dal basso e tangenziale, e la scelta influenza la struttura del granulo.
3. 3.Bagnare, aderire e crescere. Le gocce bagnano la superficie delle particelle. Le particelle si urtano e si rivestono oppure si uniscono, formando granuli più grandi.
4. 4.Asciugare nello stesso letto. L'aria calda evapora il liquido mentre lo spruzzo continua. Un equilibrio tra portata di spruzzo e velocità di essiccazione evita che il letto diventi troppo umido o troppo secco.
5. 5.Raffreddare e scaricare. I granuli vengono raffreddati nel recipiente e scaricati all'umidità obiettivo.

Miscelazione, essiccazione e raffreddamento avvengono in un'unica unità, senza una fase di trasferimento separata.

L'approccio di SINOTHERMO basato sul supporto: il granulatore spray PGL

Il granulatore spray a letto fluidizzato di SINOTHERMO (serie PGL) è progettato per formulazioni composte in gran parte da supporto con una proporzione minore di attivo liquido:

• Ingresso: materiali di supporto in forma di polvere e materiale principale in forma liquida.
• Metodo: il supporto forma il letto fluidizzato e agisce da particelle seme. Il materiale principale, tipicamente un estratto liquido e una parte minore del lotto, viene nebulizzato dall'alto e si unisce alle particelle di supporto al bordo del letto.
• Uscita: granuli solidi di dimensione media con umidità del 3-5 per cento.
• Tipo di processo: granulazione a umido a letto fluidizzato spray, con miscelazione, essiccazione e raffreddamento nello stesso letto.
• Punto di forza: l'approccio a bassa temperatura, sostenuto dal supporto, è adatto a estratti liquidi termosensibili e ad altri materiali principali che si degraderebbero a temperatura più alta.

Per altre esigenze di granulazione, SINOTHERMO costruisce anche il granulatore a letto fluidizzato e un granulatore-rivestitore di tipo Wurster. La categoria dei granulatori a letto fluidizzato elenca la gamma.

Granulazione spray vs essiccazione spray: come scegliere

Scegliete l'essiccazione spray quando il liquido è il prodotto, volete una polvere fine, avete bisogno di produzione continua ad alta produttività e il prodotto tollera le temperature di processo.

Scegliete la granulazione spray quando volete un granulo scorrevole anziché una polvere fine, la formulazione è in gran parte eccipiente o supporto, l'attivo è un estratto liquido termosensibile, oppure la fase successiva (riempimento di capsule, compressione, riempimento di bustine) richiede scorrevolezza e poca polvere.

Considerate entrambe in sequenza quando una polvere essiccata a spray deve diventare un granulo per la movimentazione. Un essiccatore spray seguito da una fase di granulazione è comune per i prodotti che si dissolvono male come polvere fine.

Applicazioni

• Estratti erboristici e botanici. Estratto liquido nebulizzato su un supporto come maltodestrina, amido o un eccipiente, che produce un granulo scorrevole e che non si impacca. Vedere anche essiccazione spray di estratti erboristici e vegetali, che tratta il percorso dell'essiccatore spray per le stesse alimentazioni.
• Granuli farmaceutici. Formulazioni ad alto contenuto di eccipienti in cui un attivo liquido viene nebulizzato su un letto di supporto.
• Aromi e ingredienti alimentari. Aroma o estratto liquido granulato su un supporto di grado alimentare.
• Attivi cosmetici. Attivi liquidi granulati su un supporto in polvere per una formulazione stabile.
• Materiali di origine biologica. Materiali liquidi che richiedono granulazione a bassa temperatura con l'ausilio di un supporto.

Variabili di processo che controllano la qualità del granulo

La crescita del granulo dipende da un equilibrio tra bagnatura ed essiccazione. Se il letto diventa troppo umido, le particelle si incollano in grumi e la fluidizzazione fallisce. Se è troppo secco, le gocce asciugano prima di cadere e formano fini. La maggior parte della risoluzione dei problemi nella granulazione spray consiste nel ripristinare questo equilibrio.

Leggere una formulazione: verso quale percorso indirizza?

Prendete due formulazioni di esempio per vedere come funziona la decisione nella pratica. Le cifre sono illustrative, non dati di prodotto.

Formulazione A: un estratto erboristico in cui il 15 per cento del peso del prodotto finale è costituito da solidi attivi e l'85 per cento da eccipiente. L'attivo è un estratto liquido, appiccicoso e termosensibile. Il cliente riempie capsule e bustine e ha bisogno di un granulo che scorra senza polvere. L'estratto è una piccola parte del lotto e il resto è supporto, esattamente la situazione per cui è progettato un granulatore spray a supporto. Essiccare a spray il solo estratto darebbe una polvere fine appiccicosa e igroscopica che dovrebbe poi essere miscelata con eccipienti e probabilmente granulata comunque.

Formulazione B: un aroma idrosolubile con il 90 per cento di solidi attivi, venduto come polvere scorrevole. Il liquido è il prodotto, il volume è alto e una granulometria fine è accettabile. Non c'è un letto di supporto su cui costruire, quindi la granulazione spray non ha nulla da cui crescere. Un essiccatore spray, con un supporto come la maltodestrina aggiunto all'alimentazione se necessario, è il processo giusto.

Lo schema è semplice. Un'alta proporzione di supporto o eccipiente indirizza verso la granulazione. Un'alta proporzione di attivo nel liquido indirizza verso l'essiccazione spray. I casi limite, come una formulazione fatta per metà di supporto, sono quelli in cui una prova ripaga il suo costo.

Note sul scale-up

La granulazione spray scala con la dimensione del lotto. Un letto pilota fornisce obiettivi di portata di spruzzo, temperatura del prodotto e umidità dell'aria in uscita, che poi si portano in un recipiente più grande. Tre punti aiutano il trasferimento.

1. 1.Mantenete il rapporto tra portata di spruzzo e portata d'aria, non la portata di spruzzo assoluta. Un letto più grande riceve proporzionalmente più liquido, ma l'equilibrio tra bagnatura ed essiccazione deve reggere.
2. 2.Riproducete la disposizione degli ugelli. Un risultato con spruzzo dall'alto non si trasferisce a un'unità con spruzzo dal basso.
3. 3.Verificate la fluidizzazione al diametro maggiore. Zone morte e canalizzazioni compaiono in modo diverso in un letto più grande. Registrate come si muove il letto durante la prova pilota.

Per l'alternativa continua, un essiccatore spray in scala di produzione si dimensiona in base all'evaporazione d'acqua. Il metodo è in dimensionamento dell'essiccatore spray.

Errori comuni da evitare

Specificare un essiccatore a letto fluidizzato quando serve la granulazione. Un essiccatore non ha un sistema di spruzzo. Verificate che l'offerta includa ugelli, pompa e controlli di spruzzo. Vedere granulatore a letto fluidizzato vs essiccatore a letto fluidizzato.

Trattarlo come un processo da polvere fine. La granulazione fa granuli. Se il vostro prodotto deve essere una polvere fine, usate un essiccatore spray.

Ignorare la scelta del supporto. Il supporto decide scorrevolezza, dissoluzione e compatibilità con l'attivo. Testatelo in una prova.

Impostare la portata di spruzzo a sensazione. Usate una portata di spruzzo misurata rispetto alla temperatura del prodotto o all'umidità dell'aria in uscita e registratela per il scale-up.

Saltare la prova. Dimensione, resistenza e dissoluzione del granulo dipendono dalla formulazione. Una prova pilota con il vostro supporto e il vostro liquido mostra cosa otterrete. Il nostro laboratorio di prova collauda granulatori oltre che essiccatori e riporta granulometria, resistenza, scorrevolezza e dissoluzione; il lavoro è un servizio a pagamento.

Conclusione

La granulazione spray costruisce granuli su un supporto a partire da un liquido nebulizzato ed è il percorso giusto quando volete scorrevolezza, poca polvere e un trattamento delicato di un attivo liquido in una formulazione ricca di supporto. L'essiccazione spray è il percorso giusto quando volete polvere fine, produttività continua e il liquido stesso è il prodotto. Se non siete sicuri, provate entrambe sul vostro materiale.

Prossimo passo: Richiedete una prova pilota con il vostro liquido e il vostro supporto. La prova pilota è un servizio a pagamento e il rapporto confronta le proprietà del granulo o della polvere, così potete scegliere il processo su risultati misurati.

Domande frequenti

Che cos'è la granulazione spray?

La granulazione spray nebulizza un liquido su particelle mantenute in movimento in aria calda, di solito in un letto fluidizzato. Il liquido asciuga sulle particelle e costruisce granuli. Il risultato è un granulo denso, scorrevole e con poca polvere.

Qual è la differenza tra granulazione spray ed essiccazione spray?

Nell'essiccazione spray il liquido asciuga in caduta libera come gocce separate e diventa polvere fine. Nella granulazione spray il liquido cade su particelle in un letto e vi si accumula, quindi il prodotto è un granulo più grande e denso.

Che cos'è un granulatore spray a letto fluidizzato?

Un recipiente a letto fluidizzato con un sistema di spruzzo. Il supporto o la polvere seme è sospeso in aria calda ascendente, un liquido viene nebulizzato su di esso e i granuli crescono e asciugano nello stesso letto. Il modello PGL di SINOTHERMO usa un letto di supporto con un estratto liquido nebulizzato.

Che umidità hanno i granuli?

Il granulatore spray a letto fluidizzato di SINOTHERMO fornisce granuli con umidità del 3-5 per cento, a seconda delle impostazioni di processo.

Quali prodotti sono adatti alla granulazione spray?

Estratti erboristici e botanici liquidi su supporti, formulazioni farmaceutiche ad alto contenuto di eccipienti, aromi alimentari, attivi cosmetici e liquidi di origine biologica che richiedono granulazione a bassa temperatura.

Posso usare invece un essiccatore spray?

Se volete una polvere fine e il vostro prodotto tollera il processo, sì. Se serve un granulo con buona scorrevolezza e poca polvere, o la formulazione è in gran parte supporto, la granulazione spray è di solito più adatta. Una prova sul vostro materiale lo confermerà.

Come scopro quale processo è adatto al mio prodotto?

Eseguite una prova. La prova pilota è un servizio a pagamento e potete richiederla tramite la nostra pagina di contatto. Confrontiamo le proprietà della polvere o del granulo di ciascun percorso.