Грануляция – это процесс формирования стабильных, однородных частиц (гранул) из твердого сырья в виде дробленной или порошкообразной массы. Гранулированная продукция удобна для упаковки, транспортировки и использования как в виде конечного продукта, так и в качестве исходного материала для дальнейшей переработки. Одним из самых эффективных методов является гранулирование в псевдоожиженном слое, позволяющее достичь высокой степени равномерности и качества гранул.
Что такое «псевдоожижение»
Псевдоожиженный слой – это состояние твердых частиц, возникающее под действием восходящего газового (обычно - воздушного потока). Частицы в потоке начинают «взвешиваться», придавая слою текучесть и подвижность, свойственную кипящей жидкости. Отсюда и синоним термина - "кипящий слой". Этот эффект лежит в основе технологии грануляции.
Гранула – это твердая частица определенной формы и размера, образованная путем агломерации мелкодисперсного порошка. Минимальные размеры гранулированных частиц в зависимости от материала и назначения могут составлять от 0,25 мм и выше. Форма гранул также зависит от назначения. Например, гранулированные таблетки медпрепаратов, как правило, имеют форму приплюснутого диска, а гранулы предназначенного для литья в термопластавтомате полиэтилена имеют удобную для загрузки круглую или обтекаемую продолговатую форму. Сам процесс, в ходе которого мелкие частицы соединяются в крупные путем смачивания, прессования или воздействия других факторов, называется грануляцией.
Грануляция в кипящем слое предполагает 3 ключевые стадии:
1. Псевдоожижение твердых частиц в восходящем потоке.
2. Укрупнение (агломерация) частиц под действием вводимой гранулирующей жидкости.
3. Просушка сформированных гранул.
Принцип работы гранулятора
Воздух в грануляторе прогревается до температуры, необходимой для агломерации мелких частиц, и направляется в контейнер. Для этого используется вентилятор или насос, с помощью которого подготовленный воздух всасывается или вдувается в контейнер с порошковым исходным материалом.
Восходящий поток разбрасывает частицы, создавая их "расширенный слой". По мере увеличения скорости потока газа сила гидравлического сопротивления возрастает и в какой-то момент становится равной весу твердого слоя, приподнимая его. При этом частицы, находясь во взвешенном состоянии, начинают вести себя подобно жидкости, обладающей вязкостью и текучестью. Возникает эффект псевдоожижения.
Затем в рабочую зону подается гранулирующая жидкость. Она впрыскивается через сопла распылительной насадки сверху. Если технология предусматривает одновременное гранулирование и нанесение покрытия, то используются сопла боковых насадок.
Изменяя температуру и давление в рабочей зоне, а также состав гранулирующей жидкости можно регулировать размер, вес, плотность и другие характеристики получаемого продукта грануляции.
Преимущества технологии грануляции в псевдоожиженном слое
Грануляция в кипящем слое имеет ряд преимуществ по сравнению с прочими способами получения гранул:
· благодаря однородности смешивания в псевдоожиженном слое достигается равномерное распределение активных ингредиентов;
· метод позволяет точно регулировать размер, форму и плотность частиц;
· быстрое и равномерное высушивание гранул ускоряет производственный цикл;
· уменьшаются энергозатраты за счет использования одной установки для смешивания, гранулирования и сушки;
· возможность использования различных материалов и адаптации процесса под конкретные требования продукции.
Технология грануляции в псевдоожиженном слое зарекомендовала себя как универсальный и эффективный метод получения гранул с необходимыми характеристиками и нужного размера. Высокое качество продукции гарантировано стабильностью условий проведения технологического процесса, а значит предсказуемостью результатов.
Область применения грануляции в псевдоожиженном слое
Технология грануляции в псевдоожиженном слое играет ключевую роль в фармацевтической отрасли, где применяется для производства таблеток, капсул, порошков и гранул. Согласно ОФС.1.4.1.0004.15 размер гранул продукции фармацевтики допускается в диапазоне от 0,2 до 3 мм. Эта технология позволяет формировать гранулы с заданными параметрами, обеспечивая равномерное распределение активных веществ. Это критично для создания лекарственных форм с контролируемым высвобождением, повышенной биодоступностью и устойчивостью к внешним факторам.
Помимо фармотрасли технология применяется в пищевой промышленности для создания сыпучих продуктов, в химии для производства удобрений, катализаторов и красителей, а также в животноводстве при производстве кормовых добавок. Универсальность метода делает его незаменимым в обработке сыпучих материалов.
Компания AiX Lab предлагает различное технологическое оборудование для смешения и грануляции, среди которого есть установки для грануляции в псевдоожиженном слое.