Technologia granulacji do zastosowań farmaceutycznych Gral™ High Shear Granulators

Niezależnie od tego, czy klient wymaga mieszania z szybkim cięciem czy granulacji, GEA dysponuje rozwiązaniem każdego wyzwania produkcyjnego i może pomóc w wyborze technologii najwłaściwszej dla zastosowania klienta w zakresie produkcji farmaceutycznej.

Asortyment granulatorów szybkotnących z napędem górnym GEA obejmuje wielofunkcyjne urządzenia, które w równym stopniu nadają się do szybkiej dyspersji suchych proszków, granulatów wodnych lub rozpuszczalnych, produktów musujących oraz peletyzacji przez wytapianie. Za sprawą serii urządzeń Gral™ GEA stała się pionierem w zakresie granulatorów szybkotnących z napędem górnym. Dostępne są dwie wersje granulatora szybkotnącego z napędem górnym: Gral™ oraz UltimaGral™.

Unikalny projekt procesu

Kluczem do sukcesu jest unikalna konstrukcja zbiornika i przyrządów mieszających. Ustawione pod kątem łopatki mieszające w połączeniu z zaokrąglonymi krawędziami dna zbiornika gwarantują typowy ruch pasmowy dla optymalnego przepływu produktu podczas granulacji. Dostępnych jest kilka systemów natryskowych cieczy wiążącej, aby dostosować się do procesu klienta. Bęben i łopatki mieszające są ukształtowane i zamontowane tak, aby zminimalizować luz dla maksymalnej wydajności, bez lokalnego przegrzewania produktu. Podczas cyklu odprowadzania siła odśrodkowa wytworzona przez obrót ramienia mieszającego popycha produkt w naturalny sposób do proporcjonalnie regulowanego zaworu wylotowego z boku bez ugniatania mokrego granulatu. W ten sposób można dokładnie dozować gotowy granulat do modułu kalibracji podłączonego do wylotu. GEA Pharma to doskonały partner w rozwoju procesu granulacji od formułowania aż po produkcję na pełną skalę. Dzięki wydajności od 10 do 1200 litrów asortyment (Ultima)Gral™ może spełnić wszelkie wymagania, od prac rozwojowych po produkcję partii klinicznych do celów prób skalowania aż po produkcję na wielką skalę dla produktów wprowadzanych na rynek.

Obsługa przyjazna dla użytkownika

Liczne funkcje (Ultima)Gral™ gwarantują, że sprzęt będzie łatwy w obsłudze. Załadunek proszków może odbywać się grawitacyjnie. Wziernik lub system wideo znajduje się w pokrywie bębna, aby umożliwić monitorowanie procesu. Wysokość wylotu bębna umożliwia otwarte odprowadzenie do zbiornika suszarni na produkt lub liniowe połączenie z modułem kalibracji i podciśnieniowy element transportowy do zamkniętego transportu mokrego granulatu do suszarni fluidalnej. Sterowanie procesem i automatyką odbywa się za pomocą sterownika PLC i panelu operatorskiego, dostępna jest również opcjonalna funkcja sterowania recepturami. 

Możliwość mycia, bezpieczeństwo i konserwacja

Konstrukcja z napędem górnym zapewnia, że uszczelnienia wału nie mają styczności z produktem. Uszczelnienia wału pracują na sucho i są zamontowane w kasecie, co eliminuje skażenie krzyżowe, umożliwiając łatwe czyszczenie i inspekcję. Konstrukcja jest niesłychanie wytrzymała i nie wymaga niemal żadnej konserwacji. Do wszystkich części mechanicznych i elektrycznych zapewniony jest łatwy dostęp z obszaru technicznego za maszyną. Urządzenie może być wykonane w wersji w pełni zabudowanej i wolnostojącej w pomieszczeniu lub może być ewentualnie zabudowane przez ścianę. Urządzenie jest zgodne z najsurowszymi regulacjami bezpieczeństwa i może być wyposażone do granulacji z użyciem rozpuszczalników organicznych.

 

Porównanie systemów Gral i UltimaGral

GralUltimaGral
Zbiornik, wirnik, rozdrabniacz, wszelkie części w styczności z produktemTAKIE SAMETAKIE SAME
Demontowalny zbiornik procesowyTAKNIE
Zawór wylotowy z tłokiem (jeden ruch)TAKNIE
Zawór wylotowy odchylany na zewnątrz (2 ruchy)NIETAK
Szafa obudowująca w celu udoskonalenia dobrych praktyk produkcyjnych (GMP)NIETAK
Odporność na nagły wzrost ciśnieniaNIETAK
CIPNIETAK
WIPTAKTAK
Pomiar momentu obrotowegoTAKTAK
Inertyzacja azotemTAKTAK
załadunek podciśnieniowyTAKTAK
Zintegrowana mokra kalibracjaTAKTAK
Zabudowa zamknięta z łożem fluidalnymTAKTAK

Wydajność produkcyjna

Rozmiar Gral™ / UltimaGral™1025751503004006009001200
Pojemność bębna (w litrach)7,927771533034006149001166
Typowa masa partii przy 0,6 g/ml (kg)3113060120160240350480

Dopasowany projekt instalacji

Korzystając ze standardowych komponentów, GEA może dostarczyć zarówno prostą, jak i elastyczną konstrukcję instalacji granulatora szybkotnącego dla przemysłu farmaceutycznego. Wybrane przez użytkownika opcje procesowe, systemy sterowania oraz moduły przygotowania cieczy wspólnie spełniają wymagania procesu. Takie podejście gwarantuje, że procedury kwalifikacji i walidacji zostają ograniczone do minimum.

Instalacja przez ścianę

Instalacja przez ścianę to najlepszy wybór w zakresie czystości, konserwacji i ochrony przeciwwybuchowej. Instalacja przez ścianę zapewnia uszczelnione oddzielenie przestrzeni technicznej urządzenia i przestrzeni zgodnej z dobrymi praktykami produkcyjnymi (GMP). Zapewnia to przejrzystą koncepcję hermetyzacji wraz z
oddzieleniem obszaru wybuchowego, które spełnia najnowsze wymogi regulowane na przykład przez normę ATEX. Trzymając komponenty techniczne poza pomieszczeniem technologicznym, znacznie łatwiej jest czyścić wyposażenie. Konserwację prowadzi się z obszaru technicznego, redukując konieczność pracy inżyniera do spraw konserwacji w obszarze dobrych praktyk produkcyjnych (GMP). Redukuje to przestoje i ryzyko skażenia. W zakresie dyrektywy ATEX konstrukcja umożliwia sklasyfikowanie obszaru technicznego jako bezpieczny.

Załadunek

W zależności od planu obszaru produkcyjnego dostępnych jest kilka opcji załadunku proszków. Gdy pomieszczenie do przetwarzania jest wystarczająco wysokie, stosuje się załadunek grawitacyjny z użyciem podnośników kolumnowych, aby podnieść DPPL na górę systemu (Ultima)Gral™. Ewentualnie możliwy jest załadunek grawitacyjny z DPPL umieszczonym na stacji dokującej na poziomie ponad urządzeniem, jeżeli preferowana jest instalacja wielopoziomowa. Jednakże w miejscach o ograniczonej wysokości można stosować załadunek podciśnieniowy. W takim przypadku produkt jest zasysany do zbiornika z DPPL umieszczonego blisko urządzenia na podłodze.

Ruchoma głowica

System (Ultima)Gral™ może być wyposażony w ruchomą głowicę, aby zwiększyć elastyczność. Ta funkcja umożliwia operatorom obniżanie zamkniętego bębna, aby umożliwić łatwy dostęp i proste ładowanie. Zamknięty bęben można także podnosić w celu bezpyłowego rozładunku. Ta możliwość jest wyjątkowo przydatna w obszarach produkcyjnych o ograniczonej wysokości.

 

Dodawanie roztworu wiążącego

W procesie granulacji na mokro dodawanie roztworu wiążącego stanowi jedną z krytycznych faz stanowiących o jakości produktu. Dostępna jest cała gama systemów dodawania roztworu wiążącego, aby uzyskać optymalną wielkość kropel cieczy wiążącej. Gwarantuje to równe rozprowadzenie w masie proszku dla różnych lepkości. Ciecz jest przekazywana do bębna mieszającego z użyciem pompy perystaltycznej lub zbiornika ciśnieniowego, podczas gdy tempo i ilość są regulowane przez system nasypowo-dozujący lub przepływomierz masowy.

Konstrukcja umożliwiająca czyszczenie i konserwację

Zgodność produkcji zależy od skutecznego i wydajnego czyszczenia. Automatyzacja procesu czyszczenia zapewnia jego powtarzalność, umożliwia walidację i minimalizuje przestoje. Uznając zasadniczą rolę, jaką w dzisiejszej zaawansowanej branży przetwarzania proszków farmaceutycznych odgrywają zautomatyzowane procesy mycia w obiegu zamkniętym, GEA opracowała unikalne podejście do mycia w obiegu zamkniętym (CIP). 

Systemy CIP i WIP

System (Ultima)Gral™ może być wyposażony w szeroką gamę opcji mycia w miejscu oraz w pełni zautomatyzowanego mycia w obiegu zamkniętym. Obejmują one dysze rozpyłowe przystosowane do jak najskuteczniejszego mycia dopływu produktu, filtru produktu, zbiornika do granulacji, pokrywy i zaworu wypływowego (np. zwijane dysze rozpyłowe dla pokrywy). Nawet urządzenia na dalszym etapie przetwarzania, takie jak młynek, mogą zostać objęte systemem czyszczenia.

Łatwa konserwacja

Konstrukcja systemu (Ultima)Gral™ do instalacji przez ścianę gwarantuje, że interwencje techniczne mogą być prowadzone w prosty sposób bez konieczności wchodzenia do obszaru produkcyjnego oraz naruszania czystego środowiska. Nawet do ukrytych przewodów na media można uzyskać łatwy dostęp przez uszczelnione drzwiczki w obudowie urządzenia.

Wprowadzony do sprzedaży w 1975 roku mieszalnik i granulator szybkoobrotowy typu high shear Gral™ stanowi doskonałą ilustrację doświadczenia GEA w produkcji wysokiej jakości sprzętu dla przemysłu farmaceutycznego.

Ten „koń pociągowy” przemysłu farmaceutycznego przechodził przez lata różne uaktualnienia, wciąż będąc jednym z najbardziej pożądanych mieszalników szybkoobrotowych typu high shear na rynku. Obecnie GEA oferuje najnowocześniejszy asortyment Gral™ z szeroką gamą pojemności bębnów, co umożliwia dostosowanie do wszelkich wymagań produkcyjnych. Sprzęt jest zbudowany tak, aby zapewnić zgodność z bieżącymi dobrymi praktykami produkcyjnymi (cGMP) i cieszy się uznaniem wśród firm na całym świecie jako wysokiej jakości solidny i niezawodny sprzęt o małych wymaganiach w zakresie konserwacji

Funkcje standardowe

  • Mieszarka i rozdrabniacz z napędem górnym: Brak uszczelnień w bezpośredniej styczności z produktem 
  • Unikalna konstrukcja bębna dla optymalnej granulacji 
  • Odprowadzanie przy pełnym otwarciu ułatwia rozładunek trudnych produktów 
  • Urządzenie wolnostojące lub instalowane przez ścianę (tylko dla pojemności 75 l lub większej) 
  • Łatwe mycie w obiegu zamkniętym 
  • Konstrukcja zgodna z dobrymi praktykami produkcyjnymi (GMP) 
  • Koncepcja demontowalnego bębna: Dostępny jest wózek na bęben pozwalający na prosty demontaż
  • Rozdrabniacz i mieszarka o dwóch prędkościach 
  • Osłona z pełną blokadą 
  • Łatwy dostęp do konserwacji
 

Funkcje dodatkowe

  • Ruchoma głowica 
  • Wykonanie przeciwwybuchowe 
  • Zautomatyzowany system WIP 
  • Sterowanie automatyczne za pomocą / komputera / sterownika PLC 
  • Ustalenie punktu końcowego granulacji przez pomiar momentu obrotowego 
  • Silniki mieszarki i rozdrabniacza o zmiennej prędkości 
  • Bęben z osłoną / izolacją 
  • Monitorowanie wideo procesu 
  • Zamknięte przyłącze do przesiewania na mokro i łoża fluidalnego 
  • Całkowita hermetyzacja za pomocą zaworów dzielących na etapach poprzedzających i następczych 
  • System dodawania cieczy (pompa perystaltyczna / zbiornik ciśnieniowy / przepływomierz masowy) 
  • System załadunku Fill-O-Matic (podciśnieniowego) lub grawitacyjnego 
  • Dokumentacja weryfikacyjna i pomoc oparta na GAMP 

Stosując sprawdzone standardowe komponenty asortymentu Gral™, GEA zapewnia zarówno prostotę, jak i elastyczność konstrukcji instalacji w postaci systemu UltimaGral™.

Wybrane przez użytkownika opcje procesowe, systemy sterowania oraz moduły przygotowania cieczy wspólnie spełniają wymagania procesu. Takie podejście gwarantuje, że procedury kwalifikacji i walidacji zostają ograniczone do minimum.

Główne funkcje

Zaprojektowane, aby zapewnić funkcjonalność na skalę produkcyjną dostępne są specjalne narzędzia mieszające do określonych zastosowań, jak również bęben z osłoną do regulacji temperatury podczas procesu. A jako że kształt bębna, narzędzia mieszające i parametry technologiczne są dokładnie takie same, wszystkie procesy realizowane za pomocą serii Gral™ mogą zostać natychmiast przeniesione do granulatorów UltimaGral™ i jednomisowych UltimaPro™ bez zmiany jakichkolwiek parametrów.

Dzięki bębnom o pojemności 10 — 1200 l (zawartość użytkowa bębna do 2/3 objętości brutto) seria UltimaGral™ może pokryć wszelkie wymagania po etapie formułowania. Od produkcji partii klinicznych po próby skalowania i wytwarzania na wielką skalę produktów wprowadzanych na rynek, skalowalność stanowi klucz do sukcesu tego systemu. Najważniejsze cechy konstrukcyjne to mieszarka z napędem górnym oraz rozdrabniacz, zoptymalizowana konstrukcja zapewniająca łatwe czyszczenie i zgodność z dobrymi praktykami produkcyjnymi (GMP) oraz instalacja przez ścianę dla większych urządzeń.

Schowane media

Konstrukcja systemu UltimaGral™ gwarantuje, że przewody rurowe i elastyczne na media dla urządzenia (woda, energia elektryczna, hydraulika itd.) są schowane w obudowie urządzenia. Stwarza to niezagraconą przestrzeń roboczą i zapobiega podłączeniu przewodów elastycznych do urządzenia w obszarze technologicznym.
 

Funkcje dodatkowe

  • Łatwe mycie w obiegu zamkniętym (WIP)
  • Konstrukcja zgodna z dobrymi praktykami produkcyjnymi (GMP)
  • Całkowita hermetyzacja produktu
  • Rozdrabniacz i wirnik o zmiennej prędkości
  • Panel operatorski na urządzeniu
  • Sterowanie automatyczne za pomocą / komputera / sterownika PLC
  • Regulowany rozładunek produktu
  • Automatyczne wykrywanie punktu końcowego za pomocą oprogramowania PROCOLL
  • Wykonanie przeciwwybuchowe
  • Urządzenia do ogrzewania i chłodzenia
  • System załadunku Fill-O-Matic (podciśnieniowego) lub grawitacyjnego.
  • Z homologacją typu WE dla odpornych na wstrząsy systemów zintegrowanych oraz odpornych na wstrząsy granulatorów szybkotnących o ciśnieniu 16 barów

Nasz kompletny zakres urządzeń produkcyjnych został zaprojektowany z myślą o integracji systemowej.

Podejście modułowe umożliwia klientom dobór standardowych modułów przetwórczych, aby spełnić potrzeby projektowe.

Integracja suszarki fluidalnej

Połączenie mieszalnika szybkoobrotowego typu high shear z mieszalnikiem fluidalnym to najczęstsza konfiguracja stosowana na skalę przemysłową do produkcji granulatu farmaceutycznego. Taki system umożliwia pełną integrację ze sprzętem na etapach poprzedzających i następczych, a nawet obejmuje mokrą kalibrację pomiędzy granulatorem a suszarnią.

Dzięki nowoczesnym systemom sterowania łatwo jest załadować, mieszać i granulować drugą partię w granulatorze szybkotnącym podczas suszenia poprzedniej partii w łożu fluidalnym przed rozładunkiem.

Cały sprzęt można myć w obiegu zamkniętym w ramach jednego zautomatyzowanego procesu.

Większe bezpieczeństwo zintegrowanych systemów granulacji i suszenia

Rozbudowane testy bezpieczeństwa potwierdzają skutki wzrostu ciśnienia oraz określają bezpieczne granice projektowe dla systemów zintegrowanych. Firma GEA — we współpracy z FSA, specjalistycznym niemieckim ośrodkiem do spraw bezpieczeństwa — przeprowadziła rozbudowany program testów obejmujący ponad 100 wybuchów testowych. Badania te w jednoznaczny sposób wykazały, że jeżeli wystąpi eksplozja podczas transferu w systemie zintegrowanym, gdzie granulator jest bezpośrednio połączony z suszarką fluidalną bez zaworu do izolacji wybuchu, to ciśnienie eksplozji wtórnej w granulatorze może być znacznie wyższe niż w łożu fluidalnym. Testy umożliwiły GEA uzyskanie pełnej homologacji typu WE dla serii systemów zintegrowanych odpornych na nagły wzrost ciśnienia oraz granulatorów szybkotnących odpornych na nagły wzrost ciśnienia do 16 barów...

 

Zastosowanie rozwiązań bezpieczeństwa

Podczas większości procesu produkcji aktywne składniki farmaceutyczne znajdują się wewnątrz urządzeń lub zbiorników, które są mniej lub bardziej szczelne. Największe ryzyko przedostania się materiału do środowiska zawsze zachodzi wtedy, gdy należy wykonać lub przerwać połączenie pomiędzy elementami wyposażenia, gdy należy pobrać próbkę i wreszcie, gdy należy wyczyścić urządzenia po zakończeniu cyklu produkcji.

Niezależnie od tego czy granulator szybkotnący jest w wersji wolnostojącej, czy zintegrowanej ze sprzętem do suszenia, proces można wyposażyć w kilka funkcji, aby zapewnić w pełni hermetyczne przetwarzanie: 

  • Do załadunku i rozładunku można zamontować zawory zabezpieczające Buck® na dopływie produktu oraz na zaworze wypływowym. 
  • Elastyczna hermetyzacja dzięki jednorazowemu systemowi Hicoflex® 
  • W pełni hermetycznym systemie zintegrowanym transfer produktu odbywa się z użyciem podciśnieniowego systemu transferowego. 

Zawór do próbkowania umożliwiający operatorowi pobieranie próbek w trakcie procesu bez konieczności zatrzymywania urządzenia, otwierania bębna lub nawet otwierania przyłącza w pokrywie, może zostać zabudowany w zbiorniku procesowym i przystosowany do różnych poziomów hermetyzacji. Pojemnik na próbki jest w pełni hermetyczny, umożliwia transport próbek do laboratorium KJ bez narażenia na czynniki atmosferyczne.