Was ist eine Nassgranulationsmaschine? Ein vollständiger Leitfaden

Eine Nassgranulationsmaschine ist ein spezielles Gerät. Sie bewirkt, dass kleine Partikel zusammenkleben. Diese Partikel bilden größere Brocken, sogenannte Granulate. Die Maschine verwendet eine Flüssigkeit, um die Partikel zu binden.

Man kann es sich wie das Formen eines Schneeballs vorstellen. Man nimmt losen Schnee, gibt Wasser hinzu und presst beides zusammen. Das Ergebnis ist eine feste Kugel. Die Nassgranulation funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Anstelle von Schnee verwenden wir jedoch pulverförmige Materialien.

Diese Maschinen kommen in vielen Branchen zum Einsatz. Am häufigsten werden sie zur Herstellung von Tabletten und Pillen verwendet. Die pharmazeutische Industrie ist stark auf die Feuchtgranulierung angewiesen. Sie trägt zur Herstellung sicherer und wirksamer Medikamente bei.

Das Verfahren erscheint einfach. Doch es erfordert die richtige Ausrüstung. Eine gute Nassgranulationsanlage macht den entscheidenden Unterschied. Sie gewährleistet, dass das Endprodukt den Qualitätsstandards entspricht.

Welche Maschine wird für die Nassgranulierung verwendet?

Für die Nassgranulation eignen sich verschiedene Maschinentypen. Jeder hat seine eigenen Vorteile. Hier sind die gängigsten:

Hochscher-Mischergranulator

Dies ist das beliebteste Modell. Es verfügt über eine große Schüssel mit Rührflügeln. Die Flügel rotieren mit hoher Geschwindigkeit. Sie vermischen das Pulver unter Zugabe von Flüssigkeit. Durch die hohe Drehzahl entstehen die Granulate schnell.

Diese Maschinen arbeiten schnell. Sie können eine Charge in 15 bis 30 Minuten fertigstellen. Außerdem liefern sie gleichbleibende Ergebnisse. Viele Pharmaunternehmen bevorzugen diesen Maschinentyp.

Wirbelschichtgranulator

Diese Maschine nutzt Heißluft. Sie bläst Luft durch das Pulver. Das Pulver schwebt wie in Wasser. Während es schwebt, wird es mit einer Sprühflüssigkeit umhüllt. Dadurch entstehen Granulate.

Wirbelschichtgranulatoren arbeiten schonend. Sie eignen sich gut für wärmeempfindliche Materialien und können das Granulat gleichzeitig trocknen. Das spart Produktionszeit.

Oszillierender Granulator

Diese Maschine presst feuchtes Material durch ein Sieb. Das Sieb hat Löcher mit definierten Größen. Beim Durchlaufen des Siebs bildet das Material Granulat. Die Größe des Granulats hängt von den Sieblöchern ab.

Diese Methode ist einfach und zuverlässig. Sie eignet sich gut für kleine Chargen. Viele Generikahersteller verwenden sie.

Walzenverdichter

Diese Maschine presst Pulver zwischen zwei Walzen. Durch den Druck entstehen Platten. Diese Platten zerfallen anschließend zu Granulat. Dieses Verfahren benötigt weniger Flüssigkeit als andere.

Walzenkompaktoren eignen sich gut für feuchtigkeitsempfindliche Arzneimittel. Sie erzeugen sehr gleichmäßiges Granulat. Allerdings sind sie teurer als andere Optionen.

Merkmale der Nassgranulationsmaschine

Die Feuchtgranulierung hat viele wichtige Anwendungsgebiete. Hier sind die Hauptgründe, warum Unternehmen dieses Verfahren wählen:

Verbesserung der Fließeigenschaften

Pulver rieseln oft schlecht. Sie haften an Oberflächen und führen zu ungleichmäßiger Verteilung. Granulate hingegen rieseln deutlich besser und durchlaufen die Anlagen reibungslos. Das erleichtert die Fertigung.

Staubreduzierung

Feine Pulver erzeugen Staubwolken. Dies ist gefährlich für Arbeiter und kann zudem andere Produkte verunreinigen. Granulate sind größer und schwerer und verursachen keine Staubprobleme.

Besseres Mischen

Manche Zutaten lassen sich als Pulver nicht gut vermischen. Unterschiedliche Partikelgrößen trennen sich leicht. Durch die Granulierung werden die Zutaten miteinander verbunden. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung im Endprodukt.

Kontrollierte Freisetzung

Manche Medikamente müssen langsam freigesetzt werden. Durch Granulierung lässt sich diese Freisetzung steuern. Die Bindemittelflüssigkeit beeinflusst, wie schnell sich das Granulat auflöst. Dies trägt zur Herstellung von Retardtabletten bei.

Verhinderung der Segregation

Unterschiedliche Pulver weisen unterschiedliche Dichten auf. Beim Transport sinken schwere Partikel nach unten, leichte steigen nach oben. Durch Granulierung wird diese Trennung verhindert.

Anwendungsgebiete der Nassgranulationsmaschine

Nassgranulationsanlagen finden in vielen Branchen Anwendung. Hier die wichtigsten Einsatzgebiete:

Pharmaindustrie

Dies ist der größte Abnehmer von Feuchtgranulierung. Fast alle Tabletten durchlaufen dieses Verfahren. Es trägt zur Herstellung von Arzneimitteln bei, die:

• Bei der richtigen Geschwindigkeit auflösen.
• Besitzen Sie konstante Stärke.
• Beim Umgang nicht beschädigen.
• Schmeckt besser für Patienten.

Lebensmittelindustrie

Lebensmittelunternehmen nutzen Granulierung für:

• Instantkaffee und -tee.
• Suppenmischungen.
• Frühstücksflocken.
• Gewürzmischungen.
• Babynahrungspulver.

Chemische Industrie

Chemieunternehmen stellen her:

• Düngemittel.
• Waschpulver.
• Farbzusätze.
• Kunststoffverbindungen.
• Agrarchemikalien.

Kosmetikindustrie

Kosmetikunternehmen entwickeln:

• Gepresstes Puder-Make-up
• Badesalze
• Gesichtsmasken
• Parfümperlen
• Hautpflegeprodukte

Wie werden Tabletten durch Feuchtgranulierung hergestellt?

Die Tablettenherstellung durch Feuchtgranulation erfolgt in klar definierten Schritten:

Videoquelle: https://www.youtube.com/watch?v=wbuC6bpWQM8

Schritt 1: Wiegen und Dosieren

Zuerst werden alle Zutaten genau abgemessen. Dazu gehören der Wirkstoff und die Hilfsstoffe. Alles muss exakt sein. Schon kleinste Fehler können die gesamte Charge ruinieren.

Schritt 2: Trockene Zutaten vermischen

Alle trockenen Pulver werden in den Granulator gegeben. Die Maschine vermischt sie gründlich. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung. Der Mischvorgang dauert in der Regel 5–10 Minuten.

Schritt 3: Granulierflüssigkeit hinzufügen

Die Arbeiter geben die Bindemittellösung langsam hinzu. Gängige Bindemittel sind:

• Stärkepaste.
• Gelatinelösung.
• Zellulosemischungen.
• Synthetische Polymere.

Die Flüssigkeitsmenge ist entscheidend. Zu wenig reicht nicht für eine richtige Bindung aus. Zu viel erzeugt Schlamm.

Schritt 4: Granulierung

Die Maschine mischt weiter und gibt dabei Flüssigkeit hinzu. Sofort bilden sich Granulate. Der Bediener beobachtet den Vorgang aufmerksam. Die Maschine stoppt, sobald die Granulate die richtige Größe erreicht haben.

Schritt 5: Trocknen

Feuchtes Granulat enthält zu viel Feuchtigkeit. Es kommt in einen Trockenofen. Die Temperatur entfernt das überschüssige Wasser. Das dauert in der Regel 2–4 Stunden.

Schritt 6: Größenbestimmung

Getrocknetes Granulat kann verklumpen. Eine Siebmaschine zerkleinert größere Klumpen und entfernt feine Partikel. Dadurch entsteht eine einheitliche Granulatgröße.

Schritt 7: Abschließendes Mischen

Die granulierten Bestandteile vermischen sich mit den weiteren Inhaltsstoffen. Dazu gehören Gleitmittel und Sprengmittel. Diese tragen zur ordnungsgemäßen Wirkung der Tablette bei.

Schritt 8: Kompression

Schließlich gelangen die Granulate in eine Tablettenpresse. Die Maschine verpresst sie zu Tabletten. Jede Tablette enthält die exakt benötigte Dosis.

Abschluss

Nassgranulationsanlagen sind unverzichtbare Werkzeuge in der modernen Fertigung. Sie wandeln lose Pulver in nutzbare Granulate um. Dieses Verfahren verbessert die Produktqualität und vereinfacht die Produktion.

Die pharmazeutische Industrie profitiert besonders von der Feuchtgranulierung. Sie trägt zur Herstellung sicherer und wirksamer Arzneimittel bei. Das Verfahren gewährleistet, dass jede Tablette die gleiche Wirkstoffkonzentration aufweist und sich im Körper optimal auflöst.

Die Wahl der richtigen Maschine hängt von Ihren Bedürfnissen ab. Hochleistungsmischer eignen sich für die meisten Anwendungen. Wirbelschichtgranulatoren sind für wärmeempfindliche Materialien geeignet. Entscheidend ist, die Maschine an Ihre spezifischen Anforderungen anzupassen.

Das Verständnis der Feuchtgranulierung trägt zur Herstellung besserer Produkte bei und steigert die Fertigungseffizienz. Mit dem technologischen Fortschritt entwickeln sich diese Maschinen stetig weiter. Sie werden schneller, präziser und benutzerfreundlicher.

Ob Sie Arzneimittel, Lebensmittel oder Chemikalien herstellen – die Feuchtgranulierung bietet klare Vorteile. Es ist ein bewährtes Verfahren, das stets zuverlässige Ergebnisse liefert. Mit der richtigen Ausrüstung und Schulung kann jedes Unternehmen mit der Feuchtgranulierung erfolgreich sein.

FAQS

1. Was ist ein Nassgranulator und welche Funktion hat er?

Ein Nassgranulator (oft ein Hochscher-Mischergranulator) ist eine Maschine, die in der pharmazeutischen, Lebensmittel- und chemischen Industrie eingesetzt wird, um feine Pulverpartikel zu größeren, dichteren Granulaten zu agglomerieren. Dies geschieht durch Zugabe eines flüssigen Bindemittels (Wasser, Ethanol, Lösung) unter gleichzeitiger Vermischung mit einem schnelllaufenden Rührwerk und Zerkleinerer.

2. Worin besteht der Unterschied zwischen einem Hochscher- und einem Niedrigschergranulator?

• Hohe Scherkräfte: Verwendet ein Hochgeschwindigkeits-Rührrad (unten) und einen Schnellzerkleinerer. Die Granulierung erfolgt schnell und erzeugt dichte, weniger poröse Granulate. Wird am häufigsten für pharmazeutische Produkte eingesetzt.

• Niedrige Scherung: Verwendet einen Planeten- oder Bandmischer. Die Granulierung erfolgt schonender und langsamer, wodurch weichere, porösere Granulate entstehen. Wird häufig für empfindliche Materialien oder Lebensmittel eingesetzt.

3. Was ist der “Endpunkt” der Granulation?

Der Endpunkt ist der optimale Zeitpunkt, an dem die Granulate die gewünschte Größe, Dichte und den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Seine Bestimmung ist entscheidend für die Reproduzierbarkeit der Charge. Er kann durch Überwachung des Stromverbrauchs (Watt oder Ampere), des Rührerdrehmoments oder mithilfe moderner Prozessanalysetechnik (PAT) wie akustischer oder NIR-Sensoren ermittelt werden.

4. Wie wähle ich das richtige Bindemittel und die richtige Bindemittelkonzentration aus?

Die Wahl des Bindemittels hängt von den Eigenschaften des Wirkstoffs und der Hilfsstoffe ab. Gängige Bindemittel sind PVP, HPMC und Stärkepaste. Die Konzentration wird durch Versuchsplanung (Design of Experiments, DoE) im kleinen Maßstab ermittelt, wobei die Granulatfestigkeit mit den Anforderungen an die Auflösung in Einklang gebracht wird. Zu wenig Bindemittel führt zu schwachen Granulaten; zu viel kann zu Überbenetzung oder Verhärtung führen.

5. Was sind die wichtigsten Herausforderungen bei der Skalierung eines Nassgranulationsprozesses?

Beibehaltung einer gleichbleibenden Bindemittelzugabezeit im Verhältnis zur Chargengröße.

Anpassung der Drehzahl von Laufrad und Zerkleinerer (die Drehzahl der Spitze wird oft konstant gehalten).

Berücksichtigung unterschiedlicher Stromverbrauchsprofile und Wärmeerzeugung in größeren Anlagen.

Sicherstellen, dass über alle Skalen hinweg ein ähnlicher Granularitätsendpunkt erreicht wird, indem die gleiche Messmethode (z. B. Stromverbrauchsprofil) verwendet wird.

6. Welche kritischen GMP-Überlegungen sind für Nassgranulatoren zu beachten?

Die Geräte müssen aus Edelstahl 316L mit glatten, porenfreien Oberflächen gefertigt sein.

Dokumentation aller Parameter (Geschwindigkeiten, Zeiten, Temperaturen, Leistung) für die Chargenprotokolle.

Kalibrierung aller Instrumente (Wägezellen, Amperemeter, Pumpen).

Vorbeugende Wartung von Dichtungen, Klingen und Motoren.

Änderungskontrolle für jegliche Prozess- oder Geräteänderungen.

7. Wie findet PAT (Prozessanalytische Technologie) Anwendung bei der Feuchtgranulierung?

PAT-Werkzeuge wie Nahinfrarotspektroskopie (NIR) oder akustische Emissionssensoren ermöglichen die Echtzeit-Inline-Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts und der Partikelgröße und ermöglichen so eine echte Qualitätssicherung durch Design und eine Freigabe in Echtzeit.

8. Wann sollte ich eine kontinuierliche Feuchtgranulierung in Betracht ziehen?

Für die Produktion großer Mengen mit einer robusten Rezeptur. Kontinuierliche Doppelschneckengranulatoren bieten eine bessere Konsistenz, einen geringeren Platzbedarf und sind einfacher zu skalieren.