Как испытание в испытательном центре помогает снизить риски при масштабировании грануляции RMG?
Испытание в испытательном центре является центральным промежуточным этапом между лабораторией и производством, чтобы подтвердить масштабирование ринг-слой-грануляции в условиях, приближённых к практическим. Оно помогает заблаговременно выявить критические параметры процесса, поведение материала и потенциальные слабые места, прежде чем процесс дорого или рискованно провалится в большом масштабе.
К важнейшим вкладам испытания в испытательном центре относятся следующие пункты.
Проверка масштабируемости параметров процесса
В масштабе испытательного центра можно систематически варьировать скорость инструмента, частоту вращения чоппера, степень наполнения, скорость подачи жидкости и условия распыления. Так проверяется, дают ли определённые в лаборатории настройки стабильные, соответствующие спецификации гранулы также при большем объёме.
Валидация показателей масштабирования
Безразмерные показатели, такие как число Фруда и число Ньютона, а также окружная скорость (скорость кончика инструмента), поддерживают перенос условий процесса между лабораторным, испытательным и производственным масштабом. Это снижает риск того, что размер частиц, плотность, поведение текучести или сжимаемость неожиданно изменятся в большом масштабе.
Число Фруда относится при этом к вращающимся гравитационным, барабанным и метательным смесителям, а также к системам с горизонтально установленной мешалкой. Для вертикальных смесителей с принудительным перемешиванием оно не является ни критерием расчёта, ни критерием масштабирования. Определяющим там является то, чтобы принцип смешивания оставался одинаковым для всех типоразмеров и чтобы перемешивание охватывало всё смесительное пространство независимо от степени наполнения; переносимость подтверждается в испытательном центре с оригинальным продуктом.
Оптимизация распределения жидкости и смачивания
В испытательном центре становится видно, равномерно ли распределяется связующая жидкость или возникают переувлажнение, комкование либо недостаточное формирование гранул. Положение форсунки, давление распыления и скорость подачи можно после этого целенаправленно скорректировать.
Надёжное определение конечной точки процесса
По крутящему моменту, потребляемой мощности или ходу температуры можно лучше определить подходящую конечную точку грануляции. Это решающе важно, поскольку слишком раннее или слишком позднее прекращение заметно влияет на качество гранул.
Оценка поведения материала и последующих процессов
Становится видно, как сырьё, связующие и вспомогательные вещества реагируют на сдвиг, подачу влаги и выделение тепла, и как получаемое качество гранул влияет на последующие этапы, такие как сушка, просеивание, таблетирование или наполнение капсул.
Снижение потерь материала и рисков разработки
Неудачные испытания в производственном масштабе затратны. Испытания в испытательном центре требуют меньше материала и позволяют выявлять и минимизировать риски до серийного производства.
Так amixon® масштабирует ринг-слой-грануляцию (RMG) от лабораторного к производственному масштабу
С точки зрения amixon®, масштабирование ринг-слой-грануляции (RMG) принципиально основано на испытаниях и не может быть отображено надёжным, чисто расчётным методом масштабирования. Горизонтально исполненные грануляторы RMG играют при этом лишь второстепенную роль; собственно разработка сфокусирована на смесительных системах с вертикально расположенными валами мешалок.
Масштабирование на основе испытаний вместо расчётного подхода
В ринг-слой-смесительном грануляторе устанавливается специфичное для продукта равновесие между наращиванием и разрушением зерна — регулируемое окружной скоростью, временем пребывания, внесением жидкости и грануляционной способностью материала. amixon® подчёркивает, что для этого необходимы испытания в испытательном центре с оригинальным продуктом, поскольку реальные объёмные потоки могут отклоняться от каталожных значений, а чисто расчётное масштабирование было бы несерьёзным. Из данных испытаний (распределение зёрен по размерам, стабильность гранул, время пребывания, объёмный поток) переход к целевому типоразмеру экстраполируется на основе опыта.
Конструктивное постоянство и перенос риска
Во всех типоразмерах RMG существенные конструктивные параметры остаются постоянными: круглая, механически обработанная смесительная камера с заданным зазором между инструментом и стенкой, опционально термостатируемые двойные стенки, износостойкие инструменты, встроенные пробоотборники и виброгасящая опора крупных машин. Риск масштабирования тем самым сознательно переносится в задокументированное испытание в испытательном центре до инвестиции — а не в фазу пуска производственной установки.
Акцент на вертикальных смесительных системах
Стратегически amixon® концентрирует разработку на вертикальных смесительных системах, таких как одновальные и двухвальные смесители (VM, HM), конусные смесители (AM), а также смесители-сушилки и реакторы (VMT, AMT) и другие вертикальные исполнения (Gyraton® GM, EM, COM). Эти аппараты изготавливаются в тонко градуированных типоразмерах от масштаба испытательного центра до масштаба крупного производства и охватывают степени наполнения примерно от 10 до 100 %, не ставя под угрозу качество смешивания.