Tendenze attuali nella tecnologia di rettifica e setacciatura

Setacci e mulini - Usi flessibili per (quasi) qualsiasi scenario di lavorazione

La produzione farmaceutica di compresse è praticamente impensabile senza l'uso di un setaccio o di un mulino. Questi sono necessari ogni volta che si maneggiano materiali attivi e inattivi e si fabbricano pastiglie o altri prodotti

I setacciatori e i mulini sono utilizzati per la macinazione dei solidi per ridurne le dimensioni. Questo soddisfa due scopi: In primo luogo, ingrandisce la superficie delle particelle che aumenta la velocità di dissoluzione. In secondo luogo, livella le differenze tra le dimensioni delle particelle per garantire che la miscelazione possa essere omogenea.

Grazie alla loro versatilità, le fresatrici e le vagliatrici giocano un ruolo cruciale nella produzione farmaceutica. Possono essere integrati in linee di produzione complesse, ad esempio per operazioni di riempimento/svuotamento o trasferimento su macchine di processo, o per il riempimento e la decantazione di contenitori.

Fattori decisivi per l'uso e la funzionalità dei mulini e dei setacci sono la loro flessibilità e il fatto che l'attrezzatura richiede poco spazio. In particolare nelle camere bianche farmaceutiche, dove spesso non c'è molto spazio, l'ingombro ridotto di questi sistemi è un grande vantaggio. Inoltre, alcuni sistemi di setacciatura e mulini sono dotati di colonne di sollevamento incorporate in modo da poter essere integrati in quasi tutti i possibili scenari di processo

Un'altra caratteristica che aumenta l'efficienza dei processi è la mobilità delle macchine. Per l'uso o per la pulizia, possono essere spostati o addirittura smontati in modo semplice e veloce

Tuttavia, i mulini e i setacci sono soggetti a continui sviluppi e miglioramenti. Oltre ad alcune tendenze attuali, questo articolo presenta un esempio di come l'utilizzo di nuovi mulini a martelli ha permesso di aumentare l'efficienza produttiva.

Setacciatrice conica:

I setacciatori conici sono utilizzati per la riduzione uniforme delle dimensioni degli ingredienti farmaceutici. Inoltre, possono essere utilizzati per la miscelazione, la setacciatura e la dispersione. Sono disponibili in un'ampia varietà di dimensioni diverse - dalle apparecchiature da laboratorio ai sistemi ad alta capacità

Rispetto ad altre tecnologie di fresatura disponibili sul mercato, il setaccio offre numerosi vantaggi per la produzione: Funziona in modo molto silenzioso, produce una distribuzione stretta delle dimensioni delle particelle e offre una grande flessibilità di progettazione e una maggiore capacità. Ciò significa che per la lavorazione di materiali a bassa densità, un sistema di setacciatura di questo tipo può raggiungere una produttività del 50% superiore a quella dei mulini convenzionali

Il setaccio brevettato Turbo Sieve BTS della L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH (Ennigerloh) viene utilizzato per la taratura delle dimensioni delle particelle e garantisce così una distribuzione granulometrica ottimale. L'uso di vari inserti a setaccio conico (setacci a foro e setacci a frizione) supporta la lavorazione sia di prodotti secchi che di prodotti bagnati a velocità da 150 a 1500 giri/minuto (giri al minuto). Ciò consente di raggiungere capacità di prodotto da due a tre tonnellate in un'ora

Gli operatori lavorano con un pannello a sfioramento da 7 pollici di facile utilizzo che fornisce l'accesso alla gestione degli utenti e alla gestione delle ricette, nonché alla gestione della stampa batch in PDF e include un'interfaccia USB. La versione antideflagrante del Turbo Sieve può essere utilizzata anche per applicazioni in cui è richiesta la conformità alle direttive ATEX.

Il design igienico del setaccio rende la pulizia manuale rapida e comoda. Il contenitore del setaccio è facile da rimuovere utilizzando la combinazione di attacco a baionetta e anello di fissaggio. Questo rende molto facile la pulizia dei singoli componenti. Come opzione, l'alloggiamento del setaccio può essere dotato di ugelli di pulizia per una semplice pulizia WIP dove i residui di materiale vengono rapidamente rimossi dall'interno del contenitore del setaccio. Gli ugelli di pulizia sui lati dell'inserto del setaccio e sotto l'azionamento angolato sono inclusi nella fornitura. Essi ricevono il liquido di pulizia da un punto di collegamento centrale dell'acqua.

Mulini a martelli

I mulini a martelli (chiamati anche turbo mulini) sono adatti sia per la ricerca e lo sviluppo che per la produzione in lotti e la produzione continua. Sono utilizzati per la riduzione delle dimensioni di polveri, agglomerati e granulati. I mulini a martelli vengono utilizzati in particolare se l'applicazione richiede una precisa riduzione delle particelle per i principi attivi difficili da macinare e altre sostanze. Inoltre, i mulini a martelli sono utilizzati per fresare nuovamente le pastiglie frammentate

Le compresse già prodotte vengono sottoposte a ispezione e possono non soddisfare le esigenze del cliente per vari motivi. Tali criteri includono, ad esempio, difetti nel loro aspetto, o non avere il peso o la durezza corretti. Se la pastiglia non soddisfa le specifiche, il produttore può utilizzare il mulino a martelli per polverizzare nuovamente le pastiglie e riutilizzare i materiali. La rifabbricazione delle pastiglie e il riciclaggio dei materiali in produzione, in ultima analisi, riduce il tasso di scarti e aumenta la produttività

I mulini a martelli come la serie BTM (Bohle Turbo Mill) di L.B. Bohle possono raggiungere velocità comprese tra 600 e 6000 giri/min e produrre fino a 1500 kg/h. A tal fine, il BTM è dotato di un'unità di distribuzione automatica (alimentatore rotativo). Ciò consente all'operatore di introdurre il materiale nella camera di macinazione in modo uniforme e senza sovraccarichi. Inoltre, tali dispositivi di alimentazione automatica possono controllare il flusso di polvere nella camera di macinazione. Ulteriori benefici: Si genera meno calore e il processo può essere ripetuto usando gli stessi parametri.

Il rotore interno ha due lati con funzioni diverse che supportano le applicazioni con prodotti bagnati o asciutti. Il lato del coltello fresa prodotti appiccicosi. Il lato martello viene utilizzato per la frantumazione di prodotti duri e cristallini.

Nel mulino a martelli, la dimensione delle particelle è definita dalla dimensione del setaccio selezionato per il mulino. Il BTM fornisce diversi inserti a setaccio che possono essere utilizzati per ridurre le dimensioni del materiale a soli 0,1 mm

Un esempio di applicazione

In passato, gli sviluppatori di colture cellulari utilizzavano mulini a sfere per ridurre le dimensioni delle particelle delle miscele iniziali. Il processo di macinazione delle sfere richiede molto tempo e si basa su sfere in ceramica in un tamburo di burattatura che polverizzano i prodotti.

Dopo che un lotto è stato macinato, il mulino e centinaia di sfere di ceramica al suo interno devono essere puliti. Questo processo di pulizia può richiedere fino a una settimana. Durante questo periodo, il mulino non può essere utilizzato e non è disponibile se, ad esempio, un cliente richiede un lotto di polvere rapido e definito dall'utente

Un produttore di tali colture cellulari cercava un mulino che gli permettesse di soddisfare i requisiti dei suoi clienti biofarmaceutici con maggiore flessibilità ed efficienza. Inoltre, volevano che il mulino richiedesse poco spazio e che fosse mobile. Per la pulizia, dovrebbe essere possibile rimuovere l'apparecchio dalla sala di produzione originale per fare spazio ad ulteriori fasi di produzione.

Il cliente ha anche definito i requisiti specifici del prodotto per lo stabilimento per quanto riguarda la temperatura, la dimensione delle particelle e la dimensione del lotto. Le colture cellulari richiedono una dimensione delle particelle sottili per una risoluzione perfetta. Pertanto, fino al 50% del lotto deve essere inferiore a 100 micrometri. Inoltre, il mezzo è molto suscettibile a temperature superiori a 37° C, perché la polvere smette di essere bioattiva a quelle temperature

Dopo aver effettuato alcune ricerche di mercato, il produttore ha contattato L.B. Bohle per effettuare alcuni test di fresatura. Il mulino BTM 150 Turbo Mill di L.B. Bohle ha raggiunto la dimensione desiderata del prodotto ad una velocità di produzione di 375 kg/h in un impianto di macinazione chiuso da contenitore a contenitore (lavorazione in linea). Per il test, i tecnici Bohle hanno selezionato una velocità del rotore di 6000 giri/min sul lato martello del rotore.

Dopo un ciclo di produzione di 30 kg, è stata misurata una temperatura di circa 30° C. Alla camera di macinazione è stata aggiunta una camicia di raffreddamento per fornire un migliore controllo della temperatura, per dissipare il calore che si stava generando e quindi per soddisfare le specifiche del produttore. Per evitare la formazione di condensa nella camera di macinazione a causa del sistema di raffreddamento, l'azoto viene iniettato nella camera di macinazione e rimosso attraverso i filtri

Inoltre, il mulino turbo ha utilizzato un inserto a setaccio da 1 millimetro che raggiunge la stessa dimensione delle particelle del mulino a sfere.

Il BTM è stato in grado di raggiungere i risultati di alta precisione che il produttore stava cercando. All'inizio ordinarono un mulino a martelli e altri due più tardi. Dopo l'installazione dei mulini, il produttore è stato in grado di aumentare significativamente la loro efficienza di lavorazione. Ora sono in grado di fresare più lotti (ad es. lotti da 1000 kg) invece di uno o due soli lotti (utilizzando il metodo convenzionale di fresatura a sfere) entro una settimana, perché il BTM può essere smontato e pulito rapidamente e quasi senza utensili.