Tendencias actuales en la tecnología de molienda y tamizado.

Aug 14, 2023

La producción farmacéutica de comprimidos es prácticamente impensable sin el uso de un tamiz o un molino. Estos son necesarios siempre que se manipulen materiales activos e inactivos y se fabriquen tabletas u otros productos.

Para moler sólidos y reducir su tamaño se utilizan tamizadoras y molinos. Esto cumple dos propósitos. En primer lugar, expande la superficie de las partículas, lo que aumenta la velocidad de disolución. En segundo lugar, nivela las diferencias entre los tamaños de partículas para garantizar que la mezcla sea homogénea.

Debido a su versatilidad, las fresadoras y cribadoras desempeñan un papel crucial en la producción farmacéutica. Se pueden integrar en líneas de producción complejas, por ejemplo para operaciones de llenado/vaciado o transferencia en máquinas de proceso, o para llenar y decantar contenedores.

Los factores decisivos para el uso y la funcionalidad de los molinos y cribas son su flexibilidad y el hecho de que el equipamiento requiere muy poco espacio. En particular, en salas blancas farmacéuticas donde a menudo no hay mucho espacio, el tamaño reducido de estos sistemas es una gran ventaja. Además, algunos sistemas de cribado y molinos están equipados con columnas elevadoras integradas, de modo que pueden integrarse en casi cualquier escenario de proceso imaginable.

Otra característica que aumenta la eficiencia de los procesos es la movilidad de las máquinas. Para su uso o limpieza, se pueden mover o incluso desmontar de forma rápida y sencilla.

Sin embargo, los molinos y cribas están sujetos a constantes desarrollos y mejoras. Además de algunas tendencias actuales, este artículo presenta un ejemplo de cómo el uso de nuevos molinos de martillos logró un aumento de la eficiencia de la producción.

Tamizadora cónica

Las máquinas tamizadoras cónicas se utilizan para la reducción uniforme del tamaño de ingredientes farmacéuticos. Además, se pueden utilizar para mezclar, tamizar y dispersar. Están disponibles en una amplia variedad de tamaños diferentes, desde equipos de laboratorio hasta sistemas de alta capacidad.

En comparación con otras tecnologías de molienda disponibles en el mercado, el tamiz ofrece numerosos beneficios para la producción. Funciona de manera muy silenciosa, produce una distribución estrecha de tamaños de partículas y ofrece una gran flexibilidad de diseño y mayor capacidad. Esto significa que, para el procesamiento de materiales de baja densidad, un sistema de cribado de este tipo puede alcanzar un rendimiento un 50 % mayor que el de los molinos convencionales.

El Turbo Sieve BTS fabricado porMáquinas LB Bohle + procesos se utiliza para la calibración del tamaño de las partículas y garantiza así una distribución óptima del tamaño de las partículas. El uso de diferentes insertos de tamiz cónicos (tamiz perforado y tamiz de fricción) permite procesar tanto productos secos como húmedos con velocidades de 150 a 1500 rpm (revoluciones por minuto). Esto permite alcanzar capacidades de producto de dos a tres toneladas en una hora.

Los operadores trabajan con un panel táctil de 7 pulgadas fácil de usar que brinda acceso a la administración de usuarios y recetas, así como a la administración de impresiones por lotes de PDF e incluye una interfaz USB. La versión a prueba de explosiones del Turbo Sieve también se puede utilizar para aplicaciones donde se requiere el cumplimiento de las directivas ATEX.

El diseño higiénico del tamiz hace que la limpieza manual sea rápida y cómoda. El recipiente del tamiz se puede extraer fácilmente mediante la combinación de soporte de bayoneta y anillo de sujeción. Esto hace que sea muy fácil limpiar los componentes individuales. Como opción, la carcasa del tamiz se puede equipar con boquillas de limpieza para una limpieza WIP sencilla en la que los residuos de material se eliminan rápidamente del interior del recipiente del tamiz. En el volumen de suministro se incluyen boquillas de limpieza a los lados del tamiz y debajo del accionamiento angular. Reciben el líquido limpiador desde un punto central de conexión de agua.

Molinos de martillos

Los molinos de martillos (también llamados turbomolinos) son adecuados para la investigación y el desarrollo, así como para la producción por lotes y la producción continua. Se utilizan para la reducción de tamaño de polvos, aglomerados y granulados.

Los molinos de martillos se utilizan especialmente si la aplicación exige una reducción precisa de partículas de ingredientes activos y otras sustancias difíciles de moler. Además, se utilizan molinos de martillos para volver a moler comprimidos fragmentados.

Las tabletas que ya se han producido se someten a inspecciones y pueden no cumplir con los requisitos del cliente por diversas razones. Dichos criterios incluyen, por ejemplo, defectos en su apariencia o no tener el peso o la dureza correctos. Si la tableta no cumple con las especificaciones, el fabricante puede utilizar el molino de martillos para pulverizar nuevamente las tabletas y reutilizar los materiales. La nueva molienda de las tabletas y el reciclaje de los materiales en producción finalmente reducen la tasa de rechazos y aumentan la productividad.

Los molinos de martillos como la serie BTM (Bohle Turbo Mill) de LB Bohle pueden alcanzar velocidades de entre 600 rpm y 6.000 rpm y producir hasta 1.500 kg/h. Para ello, el BTM está equipado con una unidad dispensadora automática (alimentador giratorio). Esto permite al operador introducir el material en la cámara de fresado de manera uniforme y sin sobrecargar. Además, dichos dispositivos alimentadores automáticos pueden controlar el flujo de polvo en la cámara de molienda. Otras ventajas son que se genera menos calor y el proceso se puede repetir utilizando los mismos parámetros.

El rotor interno tiene dos lados con diferentes funciones que soportan aplicaciones con productos húmedos o secos. El lado de la cuchilla muele productos pegajosos. El lado del martillo se utiliza para triturar productos cristalinos duros.

En el molino de martillos, el tamaño de partícula está definido por el tamaño de tamiz seleccionado para el molino. El BTM proporciona diferentes insertos de tamiz que se pueden utilizar para reducir el tamaño del material a tan solo 0,1 mm.

Un ejemplo de aplicación

En el pasado, los desarrolladores de cultivos celulares utilizaban molinos de bolas para reducir el tamaño de las partículas de las mezclas iniciales. El proceso de molienda de bolas requiere mucho tiempo y se basa en bolas de cerámica en un tambor giratorio que pulverizan los productos.

Después de moler un lote, es necesario limpiar el molino y los cientos de bolas de cerámica que contiene. Este proceso de limpieza puede tardar hasta una semana. Durante este tiempo, el molino no se puede utilizar y no está disponible si, por ejemplo, un cliente solicita un lote de polvo rápido y definido por el usuario.

Un fabricante de estos cultivos celulares buscaba un molino que le permitiera satisfacer las necesidades de sus clientes biofarmacéuticos con mayor flexibilidad y eficiencia. Además, quería que el molino ocupara poco espacio y fuera móvil. Para la limpieza, debería ser posible retirar el dispositivo de la sala de producción original para dejar espacio para otros pasos de producción.

El cliente también definió requisitos específicos del producto para el molino en cuanto a temperatura, tamaño de partículas y tamaño de lote. Los cultivos celulares requieren un tamaño de partícula fino para obtener tasas de resolución perfectas. Por lo tanto, hasta el 50% del lote debe tener un tamaño inferior a 100 micrómetros. Además, el medio es muy susceptible a temperaturas superiores a 37°C, porque el polvo deja de ser bioactivo a esas temperaturas.

Después de realizar un estudio de mercado, el fabricante se puso en contacto con LB Bohle para realizar algunas pruebas de fresado. El turbomolino BTM 150 de LB Bohle logró el tamaño de producto deseado con un rendimiento de 375 kg/h en un sistema de molienda cerrado de contenedor a contenedor (procesamiento en línea). Para la prueba, los ingenieros de Bohle seleccionaron una velocidad del rotor de 6.000 rpm en el lado del martillo del rotor.

Después de un ciclo de producción de 30 kg, se alcanza una temperatura de aprox. Se midieron 30°C. Se agregó una camisa de enfriamiento a la cámara de molienda para proporcionar un mejor control de la temperatura, disipar el calor que se generaba y así cumplir con las especificaciones del fabricante. Para evitar que se forme condensación en la cámara de molienda debido al sistema de refrigeración, se inyecta nitrógeno en la cámara de molienda y se elimina nuevamente a través de filtros. Además, el molino turbo utilizó un inserto de tamiz de 1 mm que logra el mismo tamaño de partícula que el molino de bolas.

El BTM pudo lograr los resultados de alta precisión que buscaba el fabricante. Al principio encargó un molino de martillos y después dos más. Una vez instalados los molinos, el fabricante pudo aumentar significativamente su eficiencia de procesamiento. Ahora es capaz de moler varios lotes (por ejemplo, lotes de 1.000 kg) en lugar de solo uno o dos lotes (usando el método de molienda de bolas convencional) en una semana, porque el BTM se puede desmontar y limpiar rápidamente y casi sin herramientas.