De ConsiGma™-coater is een revolutionaire, nieuwe hoogwaardige tabletcoatingtechnologie die nauwkeurig gecontroleerde hoeveelheden coatingmateriaal aanbrengt op tabletten.

Tabletten coaten volgens het watervalprincipe

GEA kan als gevestigd leverancier van traditionele coatingsystemen voor deeltjes, poeders, korrels, kristallen, pellets en tabletten, apparatuur leveren voor alle normaal gebruikte coatingtechnologieën en kan u ook helpen om het proces te kiezen dat het beste aansluit op uw behoeften. Coating is een belangrijk proces dat veel wordt toegepast in de farmaceutische industrie voor het aanbrengen van niet-functionele of functionele omhullingen (esthetische, beschermende of afgifteregulerende polymeerfilms) en voor het aanbrengen van actieve farmaceutische bestanddelen (API’s) op nonpareils (toedieningsvormen met meerdere deeltjes). Dit proces wordt toegepast voor smaakmaskering, om de kleur van producten te veranderen of te voorzien in de fysieke bescherming ervan, en/of om het afgifteprofiel te wijzigen. 

Behalve efficiënte API-laagvormingstechnieken voor multi-partikelsystemen heeft de farmaceutische industrie inherent behoefte aan nauwkeurige coating van objecten met een lengte van 3–30 mm (de meestvoorkomende afmetingen voor afzonderlijke vaste toedieningsvormen) met API’s. Dit zijn onder meer tabletten voor orale toediening en andere toedieningsmethoden (bijvoorbeeld implantatie in het menselijk lichaam). Bestaande coatingmethoden voor deze grootten zijn beperkt in snelheid en nauwkeurigheid/uniformiteit, in het bijzonder voor de afzetting van API’s met lage doseringen op afzonderlijke tabletten. Verder zijn de huidige machines die worden gebruikt voor het coaten van tabletten in de farmaceutische industrie gedurende de laatste 50 jaar in essentie onveranderd gebleven. Dat wil zeggen, tot op vandaag.

De ConsiGma™-coater van GEA is een revolutionaire, nieuwe hoogwaardige tabletcoatingtechnologie die nauwkeurig gecontroleerde hoeveelheden coatingmateriaal aanbrengt op tabletten - ook als ze hygroscopisch of bros zijn. Deze coater, specifiek ontworpen als integraal onderdeel van het ConsiGma™ continue high-shear granulatie- en droogsysteem, is in staat om kleine hoeveelheden tabletten te coaten op zeer hoge snelheid, met een verbeterde hitte- en massaoverdracht, waarbij hij veel minder coatingmateriaal gebruikt dan traditionele technologieën. 

Dit nieuwe type coater betekent een paradigmaverschuiving in het coaten van tabletten doordat hij tabletten onderwerpt aan een watervalbeweging, waardoor de vloeistof met grotere snelheid kan worden aangebracht (m.a.w. de coating wordt sneller opgebouwd) dan in traditionele pancoaters. De functionaliteit van maagsapresistente coatings, bijvoorbeeld, is in sterke mate afhankelijk van de gewichtstoename en de uniformiteit van de coating. In traditionele pancoaters resulteert een hoge aanbrengsnelheid van de coating vaak in een slechte uniformiteit, zodat er een grotere gewichtstoename nodig is om maagsapresistentie te bereiken. Omdat deze 'standaard' praktijk voor het coaten van tabletten inconsistent en niet foutloos is, levert hij vaak een niet-homogeen product op. Doordat de tabletten in zeer grote draaiende trommels worden geladen en aan warme of hete lucht worden blootgesteld om te drogen, kunnen de tabletranden worden weggeschuurd, kunnen inkepingen worden gevuld met coatingmateriaal, en worden randen en hoeken mogelijk niet met dezelfde dikte gecoat als de oppervlakken van de tabletten.

De onnauwkeurigheid van de afzetting van coatingmateriaal beperkt het gebruik van coatings voor gereguleerde afgifte. In een laboratoriumsetting moeten enkele kilo’s tabletten per keer worden gecoat, wat de research en ontwikkeling (R&D) van een vaste toedieningsvorm duur en moeilijk maakt. Daarnaast kunnen sterk hygroscopische tabletten niet worden gecoat met de huidige technologie en kunnen platte of onregelmatig gevormde kernen niet consistent worden gecoat. De ConsiGma™-coater van GEA is uw oplossing voor deze problemen.

Baanbrekende technologie

Gebaseerd op de mogelijkheden voor kleine batches van de SUPERCELL™ Coating Technology (SCT), lost de ConsiGma™-coater van GEA al deze problemen effectief op. In een klein, eenvoudig en modulair ontwerp, dat specifiek bedoeld is voor productie op laboratoriumschaal, wordt een batch tabletten van 1,5–3,0 kg met behulp van radiale luchtmessen via een centrifugaal proces aangezet om een stabiele 'waterval' zonder zwaartekracht te vormen in een geperforeerde, op hoge snelheid draaiende trommel. Een doelmatigere droging wordt bereikt door de coatingsuspensie in een 'waterval' van tabletten te sproeien.

Het proces van de ConsiGma™-coater is afhankelijk van het vermogen van de machine om een tablettenring te vormen die aan de geperforeerde binnenwand van het wiel blijft kleven en deze tabletten zover te brengen dat ze een waterval vormen onder invloed van radiale luchtmessen. Deze waterval moet dan worden gehandhaafd gedurende het hele coatingproces. Voor de meeste tabletten is dit eenvoudig te bereiken; de snelheden, versnellingscriteria, de mesdruk en -tijden kunnen vooraf worden ingesteld. Als het proces eenmaal is opgestart, zijn er geen verdere modulaties nodig. Het proces wordt getoond op Afbeelding 1 en wordt hieronder beschreven.

  • Vullen: Het lege wiel wordt via een luik gevuld met tabletten (Afbeelding 1a).
  • Ringvorming: Er wordt een ring van tabletten gevormd door het wiel snel te laten accelereren tot hoge snelheid (Afbeelding 2a).
  • Ringverdeling: De ring wordt verdeeld door het wiel langzaam te vertragen tot coatsnelheid onder een matige luchtmesdruk.
  • Watervalvorming (en voorverhitting): Door de luchtmesdruk te verhogen ontstaat er een tablettencascade; de tabletten worden ontstoft, ontbraamd en voorverhit (Afbeelding 1c).
  • Coaten (en drogen): Tijdens de watervalbeweging op volle kracht wordt een coatingsuspensie op de tabletten 'in vlucht' gesproeid, die drogen onder invloed van verhitte proceslucht. Het sproeidebiet kan tijdens het coatingproces worden gewijzigd om de snelheid te verhogen of het uiteindelijke uiterlijk te verbeteren. Aan het einde van het sproeien droogt eventueel resterend oplosmiddel op tijdens een korte vertraging (Afbeelding 1d). Nadat de waterval is gevormd, wordt het coatingproces gestart en blijft het tot het einde draaien zonder de waterval te onderbreken of zonder schijnbare noodzaak om de snelheid aan te passen.
  • Legen van de trommel: Door de druk van de luchtmessen te verlagen wordt opnieuw een ring gevormd; de ring stort in door het wiel geleidelijk aan tot stilstand te brengen en de tabletten worden afgevoerd via het luik.

Afbeelding 1: Stadia van tabletbeweging in de ConsiGma™-coater.

  1. Geladen batch.
  2. Tablettenring (110–250 tpm, 75–95 °C).
  3. Watervalvorming (88-110 tpm, 75–95 °C).
  4. Waterval ‘in volle vlucht’ (88–110 tpm, 75–95 °C).

Een conventionele nozzle wordt naar boven gericht in de waterval van vliegende tabletten. Bij elke doorgang wordt het volledige oppervlak van iedere tablet aangeboden om te worden gecoat. Als het sproeidebiet hoog is in vergelijking met de tablettenlading worden hoge specifieke luchtstromen gebruikt. Het vullen en legen gebeurt automatisch en snel. De tabletten worden gecoat met de coatingsuspensie in dezelfde richting als het drooggas, wat een efficiënter proces oplevert. Dankzij het unieke ontwerp van de coater met luchtverdeelplaten bewegen de tabletten snel en voorspelbaar door het sproeigebied, waarbij ze slechts een kleine hoeveelheid coating per doorgang ontvangen en daardoor nauwkeuriger worden omhuld. De plaatsing van de luchtmessen verbetert en regelt de waterval, zodat verzekerd wordt dat de coatingsuspensie door de wolk tabletten stroomt. Elke tablet wordt ongeveer 1,5 keer per seconde blootgesteld aan de coatingstraal en geïntegreerde 'grijpstangen' verbeteren de axiale menging.

Praktische overwegingen

Door de tabletten te laten “vliegen” kunnen ze worden besproeid als afzonderlijke elementen, zodat het omwikkelende effect van de druppeltjes en verdamping van het hele oppervlak worden benut. Als er voldoende verdampingswarmte is, kan het proces worden versneld. Ter vergelijking: in een conventioneel coatingproces met trommel kan alleen het blootgestelde oppervlak van het rollende bed worden besproeid en is de luchtstroming beperkt vanwege de nabijheid van andere tabletten. Om het proces te optimaliseren moet de trommel van de ConsiGma™-coater worden gevuld met voldoende tabletten om een bed met een diepte van 20–25 mm te vormen wanneer het ringstadium eenmaal is bereikt. Een afzonderlijke tablet zou bijvoorbeeld onvoldoende kracht hebben om aan de wand te hechten, en één enkele laag tabletten in watervalformatie zou te veel spray doorlaten tussen de tabletten, zodat de trommel en de behuizing worden gecoat. Bij het behandelen van zeer kleine ladingen zouden de laad- en ledigingstijd, gedurende welke het sproeien niet kan plaatsvinden, onevenredig zijn. De tabletten kunnen aan het vliegen worden gebracht bij draaisnelheden die iets hoger zijn dan de theoretische kritische snelheid, vanwege factoren zoals de luchtweerstand en het energieverlies door wrijving wanneer de tabletten door elkaar heen bewegen. De werking van de twee radiale luchtmessen aan de stijgende kant van het wiel vóór het loslaatpunt stabiliseert de waterval en zorgt ervoor dat de volledige beddiepte in beweging wordt gebracht (tabletten die geen deel uitmaken van de waterval worden niet goed gecoat). Langs een holle aandrijfas wordt er drooglucht in het wiel gebracht; deze lucht passeert door het ringvormige tablettenbed voor een zo efficiënt mogelijke droging (de luchtmessen dragen ook bij tot het drogen door verhoging van de lokale snelheidsgradiënten en recirculatie van lucht in het wiel). De nozzle sproeit omhoog in het tablettenbed vlak na het loslaatpunt, voor een maximale doelmatigheid van de afzetting en droogtijd tijdens de vlucht.

Thermodynamica: Een geïntensiveerd proces vereist een grote warmteoverdrachtscapaciteit. De tabletten moeten het coatingproces verlaten zonder restanten van oplosmiddel (afkomstig van de coatingsuspensie). Daarom zijn de specifieke luchtvolumes hoog: typische droogtijden bij de verhitting en na het sproeien bedragen 20–30 seconden. Het specifieke vochtgehalte van de afgevoerde lucht stijgt snel tot een plateauniveau aan het begin van de sproeifase, en daalt even snel aan het einde ervan. De droogsnelheid is gelinkt aan de hoeveelheid oplosmiddel die wordt toegevoegd (Afbeelding 2).

Afbeelding 2: Thermodynamische parameters van de ConsiGma™-coater in actie.

De procestijd is relatief kort en neemt slechts seconden of minuten in beslag in plaats van uren, en is daarom vriendelijker voor de tabletten en kosteneffectiever. Hierdoor is het coatingproces nauwkeurig en homogeen, wat resulteert in een gelijkmatige coating met weinig gebreken en duidelijk gedefinieerde inkepingen. Met de ConsiGma™ kunnen zowel brosse en vochtgevoelige tabletten, als platte of uitgesproken langwerpige tabletvormen worden gecoat. De ConsiGma™ coat dan ook alles wat een conventioneel systeem kan coaten, maar zonder beperkt te zijn tot bepaalde kerngrootten of -vormen. Hij is ook geschikt voor functionele coatings, minitabletten en caplets (500–600 mg).

Het drogen gebeurt zeer snel, zodat ook sterk hygroscopische tabletten kunnen worden gecoat. De nauwkeurigheid van de afzetting is groot genoeg om actieve farmaceutische bestanddelen (API’s) in lagen op tabletten te kunnen aanbrengen. Gelijkmatige lagen smaakmaskerende coatings of coatings voor gereguleerde afgifte kunnen achtereenvolgens in één continue batch worden aangebracht.

Intensificatie van het proces

De ConsiGma™-coater kan worden gebruikt als een afzonderlijke of meerdere modules; wanneer hij wordt gecombineerd met een continue tabletteerlijn van GEA voor de aanbrenging van coatings met onmiddellijke afgifte worden er over het algemeen twee modules gebruikt, wat resulteert in een doorvoercapaciteit van tot 25 kg/u (Afbeelding 3). Deze kleinschalige, flexibele productiemachine is multifunctioneel, gemakkelijk te gebruiken en te installeren, en levert de juiste resultaten, vanaf de eerste keer - en iedere keer daarna. Aangezien de coater direct aan de tabletpers of bulkcontainer kan worden gekoppeld, biedt hij zowel gravimetrische als volumetrische voedingsopties, snelle wissels (van het coatwiel, de tablettentrechters en de hele module) en een groot reinigingsgemak. De coatmodule (wiel in behuizing) kan op een speciaal hiervoor bestemd wagentje worden weggehaald en extern worden gewassen. De inlaat- en losrechters kunnen met de hand worden verwijderd.

Tot de overige kenmerken behoren een luik in de omtrek van het wiel, waardoor snel vullen en legen mogelijk is, en luchtslotkamers (trechters) voor de tabletten op de inlaat en uitlaat die de procesluchtstroom ongestoord laten. Bovendien kan het wiel worden heropgevuld terwijl het luchtslot van de uitlaat wordt leeggemaakt en de afgevoerde lucht wordt gezuiverd in een dubbele blowback HEPA-filter.

Afbeelding 3: ConsiGma™ coater met twee wielen.

De ConsiGma™-coater is compatibel met PAT, efficiënt — opwarmings- en droogtijden zijn korter dan bij conventionele coaters — en betrouwbaar. Hij levert een consistente, homogene en gelijkmatige gewichtstoename en verdeling van de coating op de tabletten. En omdat de coater aan hogere snelheden en temperaturen werkt dan andere producten op de markt, kunnen hogere sproeisnelheden en een betere tablettenmenging worden bereikt, zodat de toepassingsmogelijkheden worden uitgebreid tot polymeercoatings en andere coatings die momenteel nog niet mogelijk zijn. Hij kan zelfs worden gebruikt voor het ontstoffen van tabletkernen voordat ze worden gecoat.

Met meer tablettenbeweging in de coatingtrommel, het revolutionaire ontwerp en de toepassing van betere procesomstandigheden, concentreert de ConsiGma™-coater met klein volume het tablettencoatproces. Zodoende zijn een snellere doorvoer, tijd- en kostenbesparingen, een verhoogde efficiëntie en een eindproduct van hogere kwaliteit mogelijk - allemaal fundamentele aspecten van het streven naar continue verwerking.

Unieke kenmerken

  • Continu coaten
  • Korte verwerkingstijd
  • Flexibel modulair ontwerp
  • R&D batch-grootte (minimum batch-grootte = XX g)
  • Prestatieverhogende technologie
  • Moeilijk te coaten vormen
  • Brosse tabletten
  • Meerlaagse coating
  • Faciliterende technologie
  • Proces met lage vochtigheid: geschikt voor vochtgevoelige materialen
  • Nauwkeurigheid van de coating (RSD aangetoond minder dan 1%).
Terug