과립

Granulation
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그란울로메트리
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방법 및 기술
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체 분석 · 토양 그라데이션
관련개념
과립 · 세밀한 재료
광물질분진 · 패턴인식
동적광 산란

과립은 가루나 고체 물질로부터 곡물이나 과립을 형성하여 세밀한 물질을 생성하는 과정이다. 그것은 화학 및 제약 산업의 몇 가지 기술적 과정에 적용된다. 일반적으로 과립은 미세 입자를 더 큰 과립으로 응집시키는 것을 수반하며, 일반적으로 후속 용도에 따라 크기 범위가 0.2~4.0mm이다. 덜 흔하게, 그것은 단단한 물질을 더 미세한 과립이나 알갱이로 잘게 쪼개거나 가는 것을 포함한다.

분말로부터

과립 공정은 하나 이상의 분말 입자를 결합하여 표식을 필요한 한계 이내로 할 수 있는 과립을 형성한다. 그것은 입자 사이에 결합을 만들어 함께 입자를 모으는 과정이다. 본드는 압축 또는 바인딩제를 사용하여 형성된다. 과립은 제약 산업에서 널리 쓰이고, 알약과 펠릿의 제조에 사용된다. 이러한 방법으로 예측 가능하고 반복 가능한 과정이 가능하며 일관된 품질의 과립이 생산될 수 있다.

과립은 다양한 이유로 실시되는데, 그 중 하나는 분말 혼합물의 성분의 분리를 방지하기 위함이다. 분리는 혼합물 성분의 크기나 밀도의 차이 때문에 발생한다. 일반적으로, 작은 입자와 밀도가 더 높은 입자는 용기 바닥에 집중하는 경향이 있고 위쪽에 더 크거나 덜 밀도가 있다. 이상적인 과립은 각 과립의 정확한 비율로 혼합물의 모든 성분을 포함할 것이며 과립의 분리는 발생하지 않을 것이다.

많은 가루들은 크기가 작고 불규칙한 모양이나 표면의 특성 때문에 응집력이 있으며 잘 흐르지 않는다. 그러한 응집성 시스템에서 생성되는 과립은 더 크고 더 많은 등축성(거의 구형)이 될 것이며, 두 요인 모두 흐름 특성 향상에 기여할 것이다.

일부 분말은 쉽게 압축할 수 있는 접착제가 혼합물에 포함되더라도 압축하기 어렵지만, 동일한 분말의 과립은 종종 더 쉽게 압축된다. 이는 과립 내에서 접착제의 분포와 관련이 있으며 과립을 생성하기 위해 사용하는 방법의 함수다.

예를 들어, 만약 어떤 사람이 과립 설탕 대 분말 설탕으로 정제를 만든다면, 분말 설탕은 알약으로 압축하기 어려울 것이고 과립 설탕은 압축하기 쉬울 것이다. 분말 설탕의 작은 입자는 흐름과 압축 특성이 좋지 않다. 이 작은 입자들은 가치 있는 태블릿을 만들기 위해 오랜 시간 동안 아주 천천히 압축되어야 할 것이다. 가루설탕을 과립하지 않는 한 알약 성질이 균일하거나 경도가 일정하지 않은 알약으로 효율적으로 만들 수 없었다.

축농기술은 습식농축과 건식농축의 두 가지 유형이 채용된다.

습식 과립

습식 과립에서 과립은 임펠러(고층 과립형 과립기), 나사(트윈 스크루 과립기) 또는 공기(유체형 과립기)의 영향을 받는 분말층에 과립 액체를 첨가하여 형성된다. 제제 내에서 구성 요소의 습윤과 함께 시스템을 야기하는 동요는 1차 분말 입자를 응집하여 젖은 과립을 생성하게 한다.[1] 과립액(유체)은 용제나 운반용 물질을 함유하고 있는데, 이 물질은 건조하여 제거할 수 있도록 휘발성이 있어야 하며, 용도에 따라 독성이 없어야 한다. 대표적인 액체는 물, 에탄올, 이소프로판올을 단독으로 또는 조합하여 포함한다. 액체 용액은 수용성 또는 용제 기반일 수 있다. 수용액은 다른 용매보다 취급이 안전하다는 장점이 있다.

가루에 섞인 물은 그것들을 함께 잠글 수 있을 만큼 충분히 강한 분말 입자들 사이에 결합을 형성할 수 있다. 그러나 일단 물이 마르면 가루가 떨어져 나갈 수도 있다. 따라서, 물은 결합을 만들고 보유할 만큼 충분히 강하지 않을 수도 있다.액체 사용과 함께 입자를 결합하는 것은 모세관과 더 영구적인 결합이 이루어지기 전까지 달라붙는 힘의 결합이다.

과립의 액체 포화 상태는 존재할 수 있다; 펜듈러 상태는 분자들이 접촉점에서 액체 브리지에 의해 함께 고정되는 것이다. 모세관 상태는 과립이 완전히 포화되면 발생한다. 모든 공극에 액체를 채우는 동안 표면 액체는 모공 속으로 다시 당겨진다. 공극이 액체로 완전히 포화되지 않은 펜듈럼과 모세관을 연결하는 펑퍼짐 상태 변경. 액체는 텀블링 드럼에서 괴로워하는 입자들을 묶는데 도움을 준다. 이 경우, 바인더(제약 접착제)를 포함하는 액체 용액이 필요하다. 폴리비닐피롤리돈(PVP)인 포비돈은 대표적인 의약품 바인더 중 하나이다. PVP는 물이나 용매에 용해되어 공정에 첨가된다. PVP와 용제/물을 분말과 혼합하면 PVP는 공정 중 분말과 결합을 형성하고 용제/물은 증발(디제이션)한다. 일단 용제/물이 건조되고 분말이 더 조밀하게 고정된 질량을 형성하면, 그란은 제분된다. 이 과정에서 과립이 형성된다.

분말의 특성, 태블릿 제조의 최종 목적, 사용 가능한 장비에 따라 과정은 매우 간단하거나 매우 복잡할 수 있다. 전통적인 습식 과립법에서는 습식 과립을 체로 강제하여 그 후에 건조시키는 습식 과립을 생산한다.

습식 과립은 전통적으로 제약 생산의 일괄 공정이지만, 향후 제약 산업에서 지속적으로 습식 과립으로 인해 배치형 습식 과립이 점점 더 대체될 것으로 예상된다. 일괄 기술에서 연속 기술로의 전환은 식품의약품안전청에 의해 권고되었다.[2] 이 연속적인 습식 곡사 기술은 트윈 스크루드라이버에서 수행될 수 있으며, 단단한 재료와 물을 다양한 부품에서 공급할 수 있다. 압출기에서는 나사, 특히 반죽 요소에서 나사의 혼합으로 인해 재료가 혼합되고 과립된다.[3]

건조과립

건식 과립 공정은 과립된 제품이 수분과 열에 민감할 수 있기 때문에 액체 용액 없이 과립을 형성하는 데 사용된다. 수분 없이 과립을 형성하려면 가루를 압축하고 밀도를 높여야 한다. 이 과정에서 1차 분말 입자는 고압에서 취합된다. 흔들리는 곡창기 또는 롤 콤팩터를 건조 곡창에 사용할 수 있다.

건조 과립은 두 가지 공정으로 수행할 수 있다. 즉, 대형 타블렛(슬러그)이 중용 타블렛 프레스에서 생산되거나 분말을 두 개의 역회전 롤러 사이에서 압착하여 연속 시트 또는 리본을 생산한다.

건조 과립에 태블릿 프레스를 사용할 경우 분말이 다이 캐비티로 균일하게 제품을 공급할 수 있는 충분한 자연 흐름을 갖지 못해 밀도가 달라질 수 있다. 롤러 압축기(그랜저-컴팩터)는 두 개의 압력 롤러 사이에 균일하게 분말을 지속적으로 전달하는 오거-피드 시스템을 사용한다. 가루들은 이 롤러들 사이에 리본이나 작은 알갱이로 압축되어 저층 밀레로 밀링된다. 제품이 제대로 압축되면 태블릿 압축 전에 밀과 최종 혼합물을 통과할 수 있다.[4]

일반적인 롤러 압축 공정은 다음과 같은 단계로 구성된다: 일반적으로 나사 공급기로 분말 물질을 압축 영역으로 운반하고, 힘을 가하는 두 개의 역회전 롤 사이에 콤팩트한 분말, 원하는 입자 크기 분포에 대해 콤팩트한 밀로 구성된다. 롤러 압축 입자는 일반적으로 끝이 뾰족한 종단을 가진 밀도가 높다.[5]

고체로부터

플라스틱 과립 및 펠릿화 라인, 압출, 냉각 및 절단

플라스틱 재활용에서 과립은 플라스틱 물체를 분쇄하거나 펠릿으로 재활용하는 과정으로 플라스틱 압출에서 나중에 재사용하는 데 적합하다. 1단계에서는 재활용할 플라스틱 물체를 전기 모터로 구동되는 절삭실에 공급하여 여러 종류의 절삭 시스템 중 하나를 사용하여 자재를 지속적으로 절삭한다. 일부 시스템은 가위 모양의 절단 운동, 쉐브론 또는 V형 로터 헬리컬 로터 또는 플라이 나이프를 사용한다.[6][7] 이 재료는 작은 조각들을 모두 갈아서 그물망 스크린을 통해 떨어질 수 있을 정도로 미세하게 된다. 습식 그랜딩 라인에서는 절삭실에 물을 지속적으로 분사하여 이물질과 불순물을 제거하며 강철 블레이드의 윤활유 역할을 하며, 건식 그랜딩 라인에서는 물이 존재하지 않지만 일반적으로 습식 기술보다 낮은 품질의 출력을 생산한다.[8] 공정이 비교적 간단하지만 마찰로 인한 고온은 재료에 손상을 입히고 그 가소성에 영향을 줄 수 있으므로 조심스럽게 파라메트리해야 한다. 가위 날개의 정기적인 유지와 날카로워짐은 물론 막힘과 걸림돌로 인한 공정에 대한 면밀한 모니터링이 필수적이다.[9]

많은 경우에, 곡창은 플라스틱이 신제품 제조에 재사용되기 전에 필요한 유일한 단계일 수 있다. 다른 한편으로, 새롭거나 재활용된 플라스틱 재질은 펠릿으로 다시 만들어져야 한다. 이 물질은 용해되어 얇은 막대로 압출되며, 그 다음 물탱크에서 냉각되어 작은 원통형 알갱이로 잘게 썬다.[10]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Dhenge, Ranjit M.; Washino, Kimiaki; Cartwright, James J.; Hounslow, Michael J.; Salman, Agba D. (2012). "Twin screw granulation using conveying screws: Effects of viscosity of granulation liquids and flow of powders". Powder Technology. 238: 77–90. doi:10.1016/j.powtec.2012.05.045.
  2. ^ Sau L. Lee; Thomas F. O’Connor; Xiaochuan Yang; Celia N. Cruz; Sharmista Chatterjee; Rapti D. Madurawe; Christine M. V. Moore; Lawrence X. Yu; Janet Woodcock (2015). "Modernizing Pharmaceutical Manufacturing: from Batch to Continuous Production". Journal of Pharmaceutical Innovation. 10 (3): 191–199. doi:10.1007/s12247-015-9215-8.
  3. ^ QDevelopment. "Wet Granulation". Retrieved 28 March 2016.
  4. ^ Osborne, James; T. Althaus; L. Forny; G.Neideiretter; S.Palzer; M.Hounslow; A.D. Salman (2013). "Bonding Mechanisms Involved in the Roller Compaction of an Amorphous Material". Chemical Engineering Science. 86 (5th International Granulation Workshop): 61–69. doi:10.1016/j.ces.2012.05.012.
  5. ^ Smith, Thomas J.; Sackett, Gary; Sheskey, Paul; Liu, Lirong. Development, Scale Up and Optimization of Process Parameters: Roller Compaction. Academic Press.
  6. ^ "Plastic Granulator - Plastic Recycling Machine". Plastic Recycling Machine High-Quality Machinery For Plastic Recycling. 2013-04-29. Retrieved 2019-10-26.
  7. ^ Ravindran, Arvind; et al. (December 2019). "Open Source Waste Plastic Granulator". Technologies. 7 (4): 74. doi:10.3390/technologies7040074.
  8. ^ "Plastic Granulator". Plastic Recycling Machine. 2013-04-29. Retrieved 12 October 2018.
  9. ^ Dominick V. Rosato; Donald V. Rosato; Marlene G. Rosato (2000). Injection Molding Handbook. Springer Science & Business Media. pp. 924–. ISBN 978-0-7923-8619-3.
  10. ^ Mueller, Horst (25 April 2011). "How to Select the Right Pelletizer".

원천

  • 약제 분쇄 지침서 - 제3판, 편집자 - 딜립 M. 패리크
  • 의약품 - 투약 형태 설계의 과학 - M. E. Aulton 2차 EDT
  • 약 복용량 양식 및 약물 전달 시스템 - Loyd V. 앨런, 니콜라스 G. 포포비치 & 하워드 C. 안젤 제8차 EDT
  • Lachman Leon, Industrial 약국, 인디언 특별판, CBS 출판사

외부 링크