Tecnologia di granulazione per applicazioni farmaceutiche Granulatori ad alta azione di taglio Gral™

Sia che la richiesta del cliente riguardi la miscelazione o la granulazione ad alta azione di taglio, GEA ha una soluzione per ogni esigenza di lavorazione, e può aiutare nella scelta della tecnologia più idonea in base all'applicazione farmaceutica.

La gamma di granulatori ad alta azione di taglio dall'alto di GEA offre processori multifunzionali, idonei sia per la dispersione ad alta velocità di polveri secche, che la granulazione in soluzione acquosa o in solvente e la pellettizazione di prodotti effervescenti e di sostanze fuse. Con la gamma Gral™, GEA ha proposto soluzioni pionieristiche nel campo dei granulatori ad alta azione di taglio dall'alto. Sono disponibili due versioni di granulatori ad alta azione di taglio dall'alto: Gral™ e UltimaGral™.

Progettazione esclusiva dei processi

La chiave per il successo è rappresentata dalla progettazione esclusiva dei contenitori e degli attrezzi di miscelazione. La posizione angolata delle lame di miscelazione combinata al fondo arrotondato del contenitore garantisce il tipico movimento a spirale per un flusso ottimale del prodotto durante la granulazione. Sono disponibili vari sistemi di nebulizzazione di liquidi leganti adatti a esigenze di processo diverse. Il tamburo e le lame di miscelazione sono sagomati e montati in modo che tra essi il gioco sia minimo, aumentando al massimo la resa senza surriscaldare localmente il prodotto. Durante un ciclo di scarico, la forza centrifuga creata dalla rotazione del braccio di miscelazione spingerà naturalmente il prodotto verso una valvola di scarico laterale regolata in modo adeguato, senza compattazione dei granuli umidi. In tal modo è possibile un dosaggio accurato dei granuli finiti inviati a un'unità calibratrice collegata all'uscita GEA Pharma è il partner perfetto per lo sviluppo di un processo di granulazione dalla formulazione fino alla produzione industriale. Con capacità da 10 a 1200 litri, la gamma (Ultima)Gral™ può far fronte a qualsiasi esigenza, dalle attività di sviluppo alla produzione di lotti clinici per le prove di scale-up, fino alla produzione su larga scala per i prodotti commercializzati.

Funzionamento semplice

Molte caratteristiche di (Ultima)Gral™ assicurano la facilità di funzionamento dell'apparecchiatura. Il caricamento delle polveri può essere eseguito per gravità. Nel coperchio del tamburo è incorporata una finestra o è visionabile un video di ispezione per il monitoraggio visivo del processo. L'altezza dell'uscita dal tamburo consente lo scarico aperto nel contenitore dell'essiccatore o un collegamento in linea con un'unità calibratrice o un'unità di trasferimento a depressione per il trasporto coperto dei granuli umidi all'essiccatore a letto fluido. I comandi e l'automazione del processo sono disponibili mediante PLC e pannello di comando, con controllo opzionale delle ricette. 

Facilità di pulizia, sicurezza e manutenzione

La progettazione con azionamento dall'alto assicura l'assenza di contatto tra le guarnizioni dell'albero e il prodotto. Le guarnizioni dell'albero sono a secco e montate in una cartuccia, eliminando la possibilità di contaminazione incrociata e consentendo una facile pulizia e ispezione. La struttura è estremamente robusta e richiede pochissima manutenzione. Tutte le parti meccaniche ed elettriche sono facilmente accessibili dall'area tecnica posizionata dietro la macchina. Nella sala la macchina può essere completamente chiusa e indipendente oppure, in alternativa, essere montata a parete. È realizzata in conformità ai requisiti di sicurezza più restrittivi e può essere equipaggiata per la granulazione con solventi organici.

 

Confronto tra Gral e UltimaGral

GralUltimaGral
Contenitore, agitatore, macinatore, tutte le parti in contatto con il prodottoUGUALIUGUALI
Contenitore di processo rimovibileSINO
Valvola di scarico a stantuffo (un movimento)SINO
Valvola di scarico a battente (2 movimenti)NOSI
Cabinato esterno per una maggiore conformità agli standard GMPNOSI
Resistente all'urto di pressioneNOSI
CIPNOSI
WIPSISI
Misurazione della coppiaSISI
Inertizzazione con azotoSISI
Carico sotto vuotoSISI
Mulino a umido integratoSISI
Stretta integrazione con letto fluidoSISI

Capacità di produzione

Dimensioni Gral™ / UltimaGral™1025751503004006009001200
Volume del tamburo (litri)7,927771533034006149001166
Peso tipico del lotto a 0,6 g/ml (kg)3113060120160240350480

Progetto personalizzato dell'impianto

Utilizzando componenti standard, GEA può progettare impianti di granulazione ad alta azioni di taglio per l'industria farmaceutica caratterizzati sia da grande semplicità che da elevata flessibilità. Le opzioni di processo, i sistemi di controllo e le unità di preparazione dei liquidi scelti dal cliente sono combinati per soddisfare esattamente i requisiti di processo. Questo approccio assicura che le attività di qualificazione e validazione siano ridotte al minimo.

Configurazione a parete

L'installazione a parete offre l'opzione migliore in termini di pulizia, manutenzione e protezione antideflagrante. Tale configurazione fornisce una separazione ermetica tra spazio tecnico e GMP grazie alla stessa posizione della macchina. Essa offre un accurato sistema di contenimento comprendente
la separazione di aree a rischio di esplosione, fornendo una conformità ai più recenti requisiti, come quelli previsti dalle norme ATEX. Mantenendo i componenti tecnici all'esterno della sala di processo, la pulizia dell'apparecchiatura è più facile da eseguire. La manutenzione è effettuata al di fuori dell'area tecnica, riducendo quindi la necessità di intervento nell'area GMP da parte di un tecnico manutentore. Ciò contribuisce alla riduzione dei tempi di fermo dell'impianto e del rischio di contaminazione. In base alle norme ATEX, tale progetto consente di classificare l'area tecnica come sicura.

Carico

In base alla configurazione dell'area di produzione, sono disponibili varie opzioni di carico delle polveri. Quando la sala di processo è sufficientemente alta è possibile eseguire il carico per gravità, utilizzando una colonna di sollevamento per elevare l'IBC (contenitore per il trasporto alla rinfusa) sulla sommità dell'(Ultima)Gral™. In alternativa, se si preferisce un'installazione multipiano, il carico per gravità può essere eseguito con l'IBC posizionato su una stazione di collegamento sul pavimento al di sopra della macchina. In aree con limitazioni di altezza può essere tuttavia utilizzato il carico sotto vuoto. In tal caso il prodotto è collocato in un IBC posizionato sul pavimento in prossimità della macchina e aspirato nel contenitore di processo.

Testata mobile

L'(Ultima)Gral™ può essere equipaggiato con una "testata mobile" per aumentarne la flessibilità. Tale caratteristica consente all'operatore di abbassare il tamburo chiuso per una migliore accessibilità e facilità di carico. Lo stesso tamburo può anche essere elevato per eseguire lo scarico senza produrre polvere. Questa opzione è estremamente utile in aree di processo con vincoli di altezza.

 

Aggiunta di soluzione legante

In un processo di granulazione a umido, la fase di aggiunta del legante rappresenta una delle fasi critiche che determinano la qualità del prodotto. È disponibile una gamma di sistemi di aggiunta del legante che consentono di ottenere gocce di liquido di dimensioni ottimali. Questo assicura, per differenti viscosità, una distribuzione uniforme nell'intera massa di polvere. Il liquido è trasferito nel tamburo di miscelazione mediante una pompa peristaltica o un recipiente in pressione, mentre la relativa velocità e quantità sono controllate da un sistema a perdita di peso o da un misuratore di portata massica.

Design per una facile pulizia e manutenzione

La conformità agli standard di produzione dipende da un sistema di pulizia efficiente ed efficace. L'automazione del processo di pulizia ne assicura la ripetibilità, consente la validazione e riduce al minimo i tempi di fermo macchina. Riconoscendo il ruolo fondamentale delle procedure Clean-in-place automatizzate nell'attuale industria farmaceutica avanzata di lavorazione delle polveri, GEA ha sviluppato un approccio esclusivo al CIP. 

CIP e WIP

(Ultima)Gral™ può essere fornito con un'ampia gamma di opzioni washing-in-place e cleaning-in-place completamente automatizzate. Queste includono ugelli nebulizzatori idonei alla pulizia altamente efficace del sistema di alimentazione e del sistema di filtrazione dei prodotti, del contenitore di granulazione, del coperchio e della valvola di scarico (per esempio, ugelli nebulizzatori retraibili per il coperchio). Nel sistema di pulizia possono essere incorporate anche le apparecchiature a valle, per esempio un mulino.

Facile manutenzione

Il design con installazione a parete di (Ultima)Gral™ assicura la facile esecuzione degli interventi tecnici senza dover accedere all'area di processo e arrecare disturbo all'ambiente pulito. È anche possibile il facile accesso alle linee di servizio nascoste mediante portelli sigillati presenti nell'involucro della macchina.

Introdotto per la prima volta nel 1975, il miscelatore-granulatore ad alta azione di taglio Gral™ è un ottimo esempio dell'esperienza di GEA nella produzione di apparecchiature di alta qualità per l'industria farmaceutica.

Questa apparecchiatura altamente affidabile per l'industria farmaceutica è stata progressivamente migliorata nel corso degli anni, e rappresenta ancora oggi uno dei miscelatori ad alta azione di taglio più richiesti nel mercato. GEA offre oggi una gamma all'avanguardia di apparecchiature Gral™, con un'ampia scelta di capacità del tamburo per soddisfare qualsiasi esigenza produttiva. L'unità è realizzata in conformità agli attuali standard cGMP, ed è nota alle aziende di tutto il mondo per la sua elevata qualità, robustezza e affidabilità, e per la ridotta necessità di manutenzione.

Caratteristiche standard

  • Miscelatore e macinatore con azionamento dall'alto Assenza di guarnizioni a diretto contatto con il prodotto 
  • Design esclusivo del tamburo per una granulazione ottimale 
  • Apertura totale di scarico per facilitare lo scarico di prodotti difficili 
  • Macchina indipendente o con installazione a parete (solo per modelli da 75 l o superiori) 
  • Facilità di lavaggio sul posto 
  • Conforme agli standard GMP 
  • Struttura a tamburo rimovibile: per la facile rimozione del tamburo è disponibile un carrello
  • Macinatore e miscelatore a due velocità 
  • Sistema di protezione con dispositivo di blocco totale 
  • Facile accesso per gli interventi di manutenzione
 

Caratteristiche opzionali

  • Testata mobile 
  • Design antideflagrante 
  • Sistemi WIP automatizzati 
  • Sistemi di automazione e controllo PC/PLC 
  • Determinazione del punto finale della granulazione mediante misurazione della coppia 
  • Miscelatore e macinatore con motori a velocità variabile 
  • Tamburo rivestito / isolato 
  • Monitoraggio video del processo 
  • Stretto collegamento con l'unità di vagliatura a umido 
  • Contenimento totale attraverso le valvole split a monte e a valle 
  • Sistemi di addizione dei liquidi (pompa peristaltica / recipiente in pressione / misuratore della portata massica) 
  • Sistema di carico Fill-O-Matic (sotto vuoto) o per gravità 
  • Documentazione di validazione e assistenza conformi agli standard GAMP 

Utilizzando componenti standard collaudati della gamma Gral™, GEA può fornire semplicità e flessibilità nella progettazione degli impianti grazie al sistema UltimaGral™.

Le opzioni di processo, i sistemi di controllo e le unità di preparazione dei liquidi scelti dal cliente sono combinati per soddisfare esattamente i requisiti di processo. Questo approccio assicura che le attività di qualificazione e validazione siano ridotte al minimo.

Caratteristiche principali

Progettati per ottenere un'elevata funzionalità a scala industriale, sono disponibili attrezzi di miscelazione speciali per applicazioni specifiche e tamburi rivestiti per il controllo di temperatura durante il processo. E poiché la forma del contenitore, gli attrezzi di miscelazione e i parametri di processo sono esattamente uguali, tutte le lavorazioni eseguite sulla gamma Gral™ possono essere immediatamente trasferite sui granulatori UltimaGral™ e UltimaPro™ single-pot senza modificare alcun parametro.

Con capacità del tamburo da 10 a 1200 l (contenuto utile del tamburo fino a 2/3 della capacità lorda), la gamma UltimaGral™ può far fronte a qualsiasi esigenza successiva alla fase di formulazione. Dalla produzione di lotti clinici per le prove di scale-up alla produzione su larga scala per i prodotti commercializzati, la scalabilità costituisce l'elemento chiave di successo del sistema. Le caratteristiche più importanti di questo progetto sono rappresentate dal miscelatore e dal macinatore ad azionamento dall'alto, dal design ottimizzato per garantire la facilità di pulizia e la conformità agli standard GMP, e dall'installazione a parete delle macchine di dimensioni più grandi.

Servizi nascosti

Il design di UltimaGral™ assicura che le linee e i tubi della macchina per i servizi (acqua, elettricità, impianti idraulici, ecc.) siano nascosti nell'involucro della macchina. Si crea così uno spazio di lavoro ordinato e si evita che i tubi corrano all'interno dell'area di processo.
 

Caratteristiche supplementari

  • Facile procedura wash-in-place (WIP)
  • Conforme agli standard GMP
  • Contenimento totale del prodotto
  • Macinatore e agitatore a velocità variabile
  • Pannello di controllo operatore sulla macchina
  • Sistemi di automazione e controllo PC/PLC
  • Scarico controllato del prodotto
  • Rilevamento automatico del punto finale con software PROCOLL
  • Design antideflagrante
  • Unità di riscaldamento e raffreddamento
  • Sistema di carico Fill-O-Matic (sotto vuoto) o per gravità
  • Omologazione di tipo EC per sistemi integrati resistenti agli urti di pressione e per i granulatori ad alta azione di taglio resistenti agli urti di pressione fino a 16 bar

La nostra gamma completa di apparecchiature di processo è progettata tenendo presente l'integrazione dei sistemi.

Un approccio modulare consente ai clienti di scegliere i moduli standard di processo per rispondere alle esigenze di progetto.

Integrazione di essiccatori a letto fluido

L'integrazione di un miscelatore ad alta azione di taglio con un processore a letto fluido rappresenta la configurazione più comunemente utilizzata a scala industriale per la produzione di granuli farmaceutici. Il sistema consente la completa integrazione con le apparecchiature a monte e a valle, e include anche un mulino a umido tra il granulatore e l'essiccatore.

Con i moderni sistemi di controllo, è facile caricare, miscelare e granulare un secondo lotto nel granulatore ad alta azione di taglio essiccando contemporaneamente il lotto precedente nel letto fluido prima dello scarico.

Tutte le apparecchiature possono essere lavate sul posto con un unico processo automatico.

Maggiore sicurezza per i programmi di granulazione ed essiccazione integrati

L'esecuzione di accurate prove di sicurezza conferma gli effetti dell'incremento di pressione e identifica i limiti di sicurezza del design per i sistemi integrati. GEA, in collaborazione con FSA, il centro specialista in materia di sicurezza con sede in Germania, ha eseguito un ampio programma di prove che ha comportato l'esecuzione di oltre 100 esplosioni. I risultati di questa ricerca hanno dimostrato che in caso di esplosione durante l'operazione di trasferimento in una sistema integrato in cui un granulatore è direttamente collegato a un essiccatore a letto fluido senza valvola di isolamento delle esplosioni, le pressioni dovute alle esplosioni secondarie nel granulatore possono essere significativamente maggiori rispetto a quelle del letto fluido. Queste prove hanno consentito a GEA di acquisire la completa omologazione di tipo EC per una gamma di sistemi integrati resistenti agli urti di pressione e per i granulatori ad alta azione di taglio resistenti agli urti di pressione fino a 16 bar.

 

Integrazione di sistemi di contenimento

Nella maggior parte dei processi di produzione, gli API (principi attivi) sono all'interno di macchine o contenitori con un certo grado di ermeticità. Il maggior rischio di fuga di materiale nell'ambiente esiste ogni volta che è necessario realizzare o interrompere un collegamento fra i componenti del sistema, quando occorre prelevare un campione e infine, ma non meno importante, quando le macchine devono essere pulite al termine del ciclo di produzione.

Indipendentemente dal fatto che il granulatore ad alta azione di taglio sia un'unità singola o integrata nell'apparecchiatura di essiccazione, è possibile incorporare nella linea di processo varie caratteristiche per assicurare il completo contenimento durante il ciclo di lavorazione: 

  • Per le procedure di carico e scarico possono essere montate valvole di contenimento Buck® nel sistema di alimentazione dei prodotti e nella valvola di scarico. 
  • Contenimento flessibile con sistema monouso Hicoflex® 
  • In un sistema integrato perfettamente contenuto, il trasferimento di prodotti ha luogo utilizzando un sistema di trasferimento sottovuoto. 

Una valvola di campionamento che consente all'operatore di prelevare campioni durante il processo senza dover arrestare la macchina, aprire il tamburo o anche aprire un portello nel coperchio, può essere integrato nel contenitore di processo e adattato a differenti livelli di contenimento. Il contenitore di campioni è completamente isolato, consentendo il trasporto del campione al laboratorio QC senza alcuna esposizione all'atmosfera.