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WO2015117252A1 - Verfahren und vorrichtung zur externen schmierung von presswalzen einer walzenkompaktieranlage, sowie anwendung des verfahrens - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur externen schmierung von presswalzen einer walzenkompaktieranlage, sowie anwendung des verfahrens Download PDF

Info

Publication number
WO2015117252A1
WO2015117252A1 PCT/CH2015/000006 CH2015000006W WO2015117252A1 WO 2015117252 A1 WO2015117252 A1 WO 2015117252A1 CH 2015000006 W CH2015000006 W CH 2015000006W WO 2015117252 A1 WO2015117252 A1 WO 2015117252A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnesium stearate
press
coating
roll
press rolls
Prior art date
Application number
PCT/CH2015/000006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Gerteis
Original Assignee
Paul Gerteis
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paul Gerteis filed Critical Paul Gerteis
Priority to CA2938916A priority Critical patent/CA2938916A1/en
Priority to US15/117,144 priority patent/US20170173911A1/en
Priority to EP15703727.6A priority patent/EP3102403A1/de
Priority to CN201580007614.5A priority patent/CN106029355A/zh
Priority to KR1020167022276A priority patent/KR20160117486A/ko
Priority to JP2016568091A priority patent/JP2017506160A/ja
Publication of WO2015117252A1 publication Critical patent/WO2015117252A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/18—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using profiled rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0088—Lubricating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • B30B15/308—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses in a continuous manner, e.g. for roller presses, screw extrusion presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/22—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by pressing in moulds or between rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for external lubrication of the press rolls of a roll compacting system by a continuous coating of the press rolls with a suitable lubricant and the use of the method.
  • Roller presses of the type are known from EP-A-0525 135. Roller presses are used for pressing powders into slugs or slug fragments, which are then comminuted into granules. This process is also called dry granulation. The dry granulate further serves to produce e.g. Tablets, capsules, sachets, batteries and instant dishes.
  • the lubricant consists of a solid rod made by melt extrusion.
  • the rod contains zinc stearate and lubricating oils.
  • stearates agnesstearate is also called.
  • In order to uniformly distribute the lubricant on the rotating surface first a little lubricant is scraped off a solid rod and then firmly pressed and smeared into a thin film with the aid of a scraper, which must be pressed onto the roller surface with a well-defined force.
  • Essential for the application described is the fact that an extremely thin film adhering well to the surface of lubricant is applied as uniformly as possible and completely on the rotating roller. There must be no lubricant aggregates in this film.
  • the amount of lubricant applied is 0.11 to 1.2 mg / m 2 roll surface. An amount greater than 1.2 mg / m 2 roll surface is absolutely unsuitable.
  • toner cartridges are not the subject of the invention, the non-stick properties of particular agnesiumstearat be adversely affected by an extrusion process.
  • Another disadvantage is the requirement of an additional scraper, with which the lubricant is pressed onto the roller surface. Another disadvantage is "that all particles are applied to the process to the role with a
  • a method for preventing the adhesion of material to be briquet on a roll surface of a briquetting press is known.
  • the final product is a briquette.
  • An emulsion is sprayed onto the surface of press rolls.
  • the emulsion consists of a mixture of graphite, water and gas.
  • a lubricant In the manufacture of tablets by means of suitable presses, a lubricant must generally be added to the powder to be compressed in order to reduce the forces required to eject the tablet (from the die after the powder / granule compaction process). This lubricant added to the powder / granulate is also called internal lubricant. The addition of such a lubricant prevents mechanical damage to the tablet press. By reducing the ejection forces is often also prevents the currently pressed, still in the die tablet is damaged during the ejection process, which is noticeable for example by capping or laminating (capping or laminating) of the tablet. Also, such a lubricant is added to the formulation to prevent or reduce attachment to the tabletting tool (top and / or bottom punch and / or die). The most commonly used lubricant, especially in the pharmaceutical field, is magnesium stearate.
  • magnesium stearate usually leads to a reduction in tablet strength.
  • the hydrophobic properties of this lubricant can also lead to problems with the release of the active substance, which can lead to a deterioration of the biopharmaceutical availability.
  • Both the problems of release and of the compressibility of the powder, e.g. The reduction in tablet strength can also be significantly enhanced by more or less intensive mixing.
  • the magnesium stearate is distributed in such a way that it is no longer possible to produce sufficiently strong tablets or the release is reduced in such a way that the intended effect in the body is no longer achieved or is not achieved to a sufficient extent.
  • lubricants are used, inter alia. to reduce the friction during the powder transport through the screws. Propagation in this transport area can be prevented as far as possible or at least reduced so much that sufficient powder is transported in order to carry out the process under the selected manufacturing conditions can.
  • a lubricant is added to the mixture to be roll-compacted to prevent the formation of powder / slug remnants on the press rolls.
  • this can lead to analogous problems, as in the tableting: on the one hand, a reduction in the slug strength, resulting in the same process conditions granules with more fines. This in turn leads to poorer flow properties of the granules, which can result in larger weight fluctuations when tableting.
  • magnesium stearate concentration in the composition to be roll compacted is e.g. Reduced to less than 0.3% (m / m), or even omitted entirely from the addition of magnesium stearate, problems such as reducing the compressibility and reducing the release of magnesium stearate can be remedied or reduced to an acceptable level.
  • the addition of scraps remains usually increases to the surface of the roll presses. Even though these residues may be mechanically removed from the press rolls by so-called scraper wipers, which by the way do not touch the roll surface, before this press roll section is used again to press slugs, it is generally not possible to prevent the press roll surfaces with caking , which can be different thickness, are provided.
  • Another problem associated with caking is the determination of the apparent density of the slug during the manufacture of these slugs.
  • This "at gap” density is a direct measure of the apparent density of the slugs, which in turn essentially determines the properties of the slug and the resulting granules, so that monitoring or even control of this "at gap” density for the quality of the slug Granules is extremely relevant. Too low a density leads to too low strength and therefore to an increased fines content in the granules, which has flowability problems in tableting.
  • the object of the invention is on the one hand to prevent caking and the problems associated with it completely or almost completely, and on the other hand to reduce the internal amount of lubricants and / or non-stick agents, especially magnesium stearate, so much that neither problems caused by lubricants and / or non-stick agents, in particular magnesium stearate, during pressing into tablets, nor is the release of the active ingredient in the dissolution of the tablets adversely affected.
  • This task should now be realized because of the associated with solvent use economic and process engineering disadvantages without the use of solvents.
  • This object is achieved according to the invention by coating the press rolls solvent-free and continuously with a thin layer of lubricant and / or non-sticking agent.
  • the coating without solvent has the advantage that the product does not have to be aftertreated.
  • the solvent would have to be removed with great effort from the product, if that's even possible.
  • Another advantage This solvent-free coating is that caking on the press roll surfaces avoided or largely avoided. This can produce Schölpen with smaller variations in the apparent density. This results in a better granule quality.
  • the coating with a lubricious and / or non-sticking agent, in particular magnesium stearate, has the advantage that magnesium stearate is used most frequently as a lubricant and / or antiblocking agent in the pharmaceutical sector and is approved by the authorities.
  • magnesium stearate-containing powder mixture has proven itself.
  • a mixture of magnesium stearate with an adjuvant or Hiffsstoffgemisch, consisting of substances that are already included in the formulation has also proved to be suitable.
  • the coating with one or more compacts containing a suitable lubricating and / or non-sticking agent, preferably magnesium stearate has proved to be suitable.
  • a suitable lubricating and / or non-sticking agent preferably magnesium stearate
  • These compacts are e.g. produced by compressing magnesium stearate-containing powders by means of (tablet) presses.
  • a suitable lubricating and / or non-sticking agent preferably magnesium stearate
  • compacts can be easily refilled in a containment area.
  • compacts take up less volume than a powder with the same magnesium stearate concentration.
  • a further advantage of these coatings is that the concentration of lubricating and / or non-sticking agent, in particular magnesium stearate, in the product produced by the roll compacting system is reduced by less than 0.01% to 0.2% (m / m). , usually by less than 0.04 to 0, 1% (m / m) increases. Nevertheless, caking on the press roll surfaces were completely prevented or reduced to a non-relevant level.
  • concentrations are generally required, namely from 0.5% to 1.5%.
  • the external lubrication caused by contrast in the product just an increase in lubricating and / or anti-blocking agent especially the magnesium concentration of usually 0.04% to 0.1%.
  • a reduction of the lubricating and / or anti-adhesive, in particular the magnesium stearate concentration in turn has an extremely beneficial effect on the solution of lubricating and / or non-sticking agents, in particular magnesium stearate-induced problems in the tableting of the granules to sufficiently solid tablets.
  • the reduction in the solution of lubricating and / or non-sticking agents, in particular magnesium stearate-induced problems in the release of the active ingredient from tablets or capsules, is likewise advantageous.
  • Another advantage of the invention is that caking on the press roll surfaces is prevented so that the volume of the slugs produced per unit of time between the pressurized press rolls is better than 3%, preferably better than 2% and more particularly better than 1, 5% can be determined.
  • a further advantage is that, in particular when applying a powder layer according to the invention, the aggregates containing antiadhesive agent are not pressed onto the press roll surface and distributed as uniformly as possible on the press roll surface. This avoids that the lowest possible coefficient of friction between the product to be compacted roll and the press roll surface is formed, so that the collection of powder between the press roll rollers is not unnecessarily difficult.
  • Such a feeder is essential for the roll compacting process.
  • FIG 1 shows the method in which the invention is applied
  • Figure 3 shows a variant of the inventive device
  • the reference numeral 1 shows a process housing.
  • the press rolls 2 and 2.1 are arranged.
  • the associated measuring device 2.2 is used to measure the rotational speed of the press rollers 2 and 2.1.
  • a granulating roller 3 is arranged with a screen basket 3.1.
  • a collecting container 6 for the dry granules which is on a weighing device 7.
  • This weighing device 7 is connected via a collecting line 9 to a computer 8. More than one signal line may be needed, depending on how many load cells are needed.
  • Fig. 2 and Fig. 3 like parts of Fig. 1 are given the same reference numerals.
  • Fig. 2 are located within the process housing 1, the two press rollers 2 and 2.1.
  • the product is supplied by means of a screw conveyor 12 and forms after the pressing operation between the counter-rotating, pressurized press rollers 2 and 2.1 a scarf or Schülpenbruch publishede 10th
  • a storage container 15 and 15.1 in the lateral region of the press rolls 2 and 2. Under each container 15 and 15.1 are depending on a transfer roller 13 and 13.1 and a conveyor roller 14 and 14.1 arranged.
  • the lubricating and / or anti-adhesive agent feed 15 and 15.1 are placed on the process housing 1 of the roll compacting system in such a way that the transfer rolls 13 and 13.1 touch the press rolls in the region 16 and 16.1 respectively after the scraper scraps 11 and 11.1 and before the product feed 12.
  • this area it is to be expected that there will no longer be any scabs or rag particles on the press roll surfaces during roll compaction. It should be emphasized that these scraper wipers do not touch the press roll surface, so that abrasion between the surface of the press rolls and the scraper wiper is basically avoided.
  • the application of a thin lubricant and / or non-stick layer with a delivery and transfer roll can also be accomplished with a device consisting of more than two rolls, e.g. two conveyor rollers and a transfer roller done.
  • each press roll may be provided with a plurality of such application devices to apply a thin layer of powder to the press roll surface.
  • the diameter of the conveying and transfer rollers can be the same but also different. It is irrelevant whether the diameter of the conveying roller is larger or smaller than that of the transfer roller.
  • the storage container 15 or 15.1 (FIG. 2) contains a suitable lubricant and / or antiblocking agent, preferably magnesium stearate or a magnesium stearate-containing powder mixture, which is transferred to the transfer roller 13 or 13.1 by the conveyor roller 14 or 14.1.
  • the transfer roller 13 or 13.1 then applies the lubricating and / or anti-adhesive agent to the surface of the press roller 2 or 2.1.
  • the object according to the invention can likewise be achieved with the aid of compacts which contain suitable lubricants and / or antiblocking agents, preferably magnesium stearate.
  • suitable lubricants and / or antiblocking agents preferably magnesium stearate.
  • These compacts are prepared, for example, by compressing magnesium stearate-containing powders by means of suitable (tablet) presses.
  • suitable (tablet) presses it must be ensured that the lubricating and / or non-sticking effect of the substances used is retained to a sufficient extent. For this reason extrusion or fusion processes are used Production of such magnesium stearate containing moldings, because thereby the lubricating and / or non-stick properties of the magnesium stearate are significantly reduced.
  • the lubricants and / or antiadhesive containing compacts are shown schematically by the reference numeral 19 or 19.1 ( Figure 3). These sufficiently solid compacts are pressed with an adjustable, preferably constant force, shown schematically by the spring assembly 18 and 18.1 in Fig. 3, directly on the surface of the press rollers 2 and 2.1.
  • the device with which these compacts are pressed onto the press roll surfaces, and the compacts themselves are located in a housing 17 and 17.1.
  • lubricating and / or anti-sticking agent preferably magnesium stearate or a magnesium stearate-containing mixture applied with these coating devices and ultimately received by the roll compacting powder from the press roll surface
  • amount of lubricating and / or anti-sticking agent, preferably magnesium stearate or a magnesium stearate-containing mixture applied with these coating devices and ultimately received by the roll compacting powder from the press roll surface will depend on the process conditions chosen, such as Texture of the surface of the conveying and transfer rollers (Nos. 13 and 13.1 in Fig. 2), the contact pressure and the mechanical strength of the compacts (Nos. 19 and 19.1 in FIG. 3), the nature of the surface of the press rolls (Nos. 2 and 2.1 in Fig. 3, respectively) (eg, smooth, roughened, rimmed, corded or trough-shaped press roll surfaces) and the properties of the powder to be compacted.
  • the amount of magnesium stearate introduced into the product by this solvent-free coating is thus significantly lower than the amount necessary for internal lubrication to completely or almost completely prevent caking on the press roll surfaces.
  • internal concentrations of between 0.5% and 1.5% (m / m) are generally required, depending on the product properties and condition of the press roll surface.
  • the caking substance citric acid could be processed without the addition of the (internal) lubricant magnesium stearate over the same preparation parameter range as magnesium stearate coated press rolls.
  • the caking substance citric acid could be processed without the addition of the (internal) lubricant magnesium stearate over the same preparation parameter range as magnesium stearate coated press rolls.
  • caking was completely avoided or reduced to an insignificant extent.
  • This manufacturing area amounts to a gap of 24 mm per meter of press roll diameter over the complete roller press force range of 80 kN per cm press roller width and per meter
  • the same smooth press roll surface was also used in the compaction of citric acid without internal magnesium stearate but with magnesium stearate coated press rolls.
  • the slugs contained significantly less than 1% magnesium stearate, namely between 0.01% and at most 0.1% (m / m) magnesium stearate, depending on the press rolls of the powder coating apparatus used or the pressing force of the compacts (the in the latter case were prepared from a magnesium stearate-containing powder mixture) and their mechanical strength.
  • the external coating of the press roll surfaces also reduced the concentration of magnesium stearate in the roll-compacted product by at least a factor of 10 to 0.1% (m / m).
  • concentrations of 0.02% to 0.05% (m / m) have been realized, which is up to a factor of 50 less than with internal lubrication.
  • the press roll surfaces remain free of caking or the extent of caking is so low that this has no or an insignificant effect on the granule quality. Furthermore, this also ensures that the "at gap" density can be determined with an accuracy of 1.5% or better, but in any case better than 3%.

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Abstract

In einem Verfahren zur externen Schmierung der Presswalzen (2 bzw. 2.1) einer Walzenkompaktieranlage (1) durch eine kontinuierliche Beschichtung dieser Presswalzen (2 bzw. 2.1) werden zur Beschichtung die Presswalzen (2 bzw. 2.1) kontinuierlich mit einer dünnen Schicht Schmier- und/oder Antihaftmittel versehen. Diese Schicht enthält vorzugsweise Magnesiumstearat oder ein Magnesiumstearat enthaltendes Gemisch. Zur Durchführung des Verfahrens ist in einem Gehäuse in dem die Presswalzen (2 und 2.1) angeordnet sind, wenigstens eine Beschichtungsvorrichtung (13, 14, 15 bzw. 13.1, 14.1, 15.1) angeordnet, mit der mindestens eine Presswalze mit einer dünnen Schicht Schmier- und/oder Antihaftmittel, vorzugsweise mit Magnesiumstearat oder mit einem Magnesiumstearat enthaltenden Gemisch versehen wird. Das Verfahren findet Anwendung zur Herstellung von Trockengranulat in der Pharma- und Lebensmittelindustrie.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur externen Schmierung von Presswalzen einer Walzenkompaktieranlage, sowie Anwendung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur externen Schmierung der Presswalzen einer Walzenkompaktieranlage durch eine kontinuierliche Beschichtung der Presswalzen mit einem geeigneten Schmiermittel sowie die Anwendung des Verfahrens.
Walzenpressen der Art sind aus der EP-A-0525 135 bekannt. Walzenpressen dienen zum Verpressen von Pulvern zu Schülpen oder Schülpenbruchstücken, welche anschliessend zu Granulat zerkleinert werden. Dieser Prozess wird auch Trockengranulation genannt. Das Trockengranulat dient weiter zur Herstellung von z.B. Tabletten, Kapseln, Sachets, Batterien und Instant-Gerichte.
Aus der EP 1 764 661 A ist ein Apparat zum Aufbringen eines festen Schmiermittels auf eine drehende Oberfläche in einer Tonerkassette bekannt. Das Schmiermittel besteht aus einem festen Stab, der mittels Schmelzextrusion hergestellt wurde. Der Stab enthält Zinkstearat und Schmieröle. Unter einer Vielzahl von möglichen Stearaten ist auch agnesiumstearat genannt. Um das Schmiermittel auf die drehende Oberfläche einheitlich zu verteilen wird zunächst ein wenig Schmiermittel von einem festen Stab abgekratzt und anschliessend mit Hilfe eines Schabers, der mit einer wohl definierten Kraft auf die Rollenoberfläche angedrückt werden muss, zu einem dünnen Film fest angedrückt und verschmiert. Wesentlich für die beschriebene Anwendung ist die Tatsache, dass ein äusserst dünner gut an die Oberfläche haftender Film an Schmiermittel möglichst einheitlich und lückenlos auf die drehende Rolle aufgebracht wird. In diesem Film dürfen sich keine Schmiermittelaggregate befinden. Die aufgebrachte Schmiermittelmenge beträgt 0,11 bis 1 ,2 mg/m2 Rollenoberfläche. Eine Menge grösser als 1,2 mg/m2 Rollenoberfläche sei absolut ungeeignet. Abgesehen davon, dass Tonerkassetten nicht Gegenstand der Erfindung sind, werden die Antihafteigenschaften von insbesondere agnesiumstearat durch ein Extrusionsverfahren negativ beeinflusst.
Ein weiterer Nachteil ist das Erfordernis eines zusätzlichen Schabers, mit dem das Schmiermittels auf die Rollenoberfläche angedrückt wird. Ein weiterer Nachteil ist» dass alle Partikel die im Prozess auf die Rolle aufgebracht werden mit einer
Reinigungsvorrichtung vollständig von der Rollenoberfläche entfernt werden müssen, bevor die nächste Schicht Schmiermittel aufgetragen wird. Dadurch können für das in EP 1 764 661 A beschrieben Prozess nur völlig glatte Rollen verwendet werden.
Aus der DE 197 31 975 A1 ist ein Verfahren zum Verhindern des Anhaftens von zu brikettierendem Gut an einer Walzenoberfläche einer Brikettierpresse bekannt. Das Endprodukt ist ein Brikett. Auf die Oberfläche von Presswalzen wird eine Emulsion aufgesprüht. Die Emulsion besteht aus einem Gemisch aus Graphit, Wasser und Gas.
Das Aufdüsen einer Emulsion ist bei der Herstellung von Trockengranulaten im Pharma- und Lebensmittelbereich bei dem meist niedrigen Temperaturbereich (20 bis 50°C) nicht möglich, da dies eine Trocknung des kompaktierten Produktes erfordern würde, was die Vorteile der Trockengranulation weitgehend vernichten würde.
Bei der Herstellung von Tabletten mit Hilfe von geeigneten Pressen muss in der Regel dem zu verpressenden Pulver ein Schmiermittel zugesetzt werden, um die zum Ausstoßen der Tablette (aus der Matrize nach dem Pulver/Granulat- Verdichtungsvorgang) erforderlichen Kräfte zu reduzieren. Dieses dem Pulver/Granulat zugesetzte Schmiermittel wird auch internes Schmiermittel genannt. Durch Zusatz eines solchen Schmiermittels werden mechanische Schäden an der Tablettenpresse verhindert. Durch die Reduzierung der Ausstoßkräfte wird oft ebenfalls verhindert, dass die gerade gepresste, sich noch in der Matrize befindende Tablette beim Ausstoßvorgang beschädigt wird, was sich z.B. durch Deckeln oder Laminieren (capping or laminating) der Tablette bemerkbar macht. Ebenfalls wird der Formulierung ein solches Schmiermittel zugesetzt, um Ansetzen an das Tablettierwerkzeug (Ober- und/oder Unterstempel und/oder Matrize) zu verhindern oder zu reduzieren. Das am Häufigsten verwendete Schmiermittel, insbesondere im Pharmabereich, ist agnesiumstearat.
Diese Substanz hat allerdings auch mehrere unerwünschte Eigenschaften. Der Zusatz von Magnesiumstearat führt in der Regel zu einer Reduzierung der Tablettenfestigkeit. Durch die hydrophoben Eigenschaften dieses Schmiermittels (Magnesiumstearat) kann es ebenfalls zu Problemen bei der Freisetzung des Wirkstoffs kommen, was zu einer Verschlechterung der biopharmazeutischen Verfügbarkeit führen kann. Sowohl die Probleme bei der Freisetzung als auch bei der Verpressbarkeit des Pulvers, wie z.B. die Reduzierung der Tablettenfestigkeit, können ausserdem durch mehr oder weniger intensives Mischen erheblich verstärkt werden. Dadurch verteilt sich das Magnesiumstearat derart, dass keine ausreichend feste Tabletten mehr hergestellt werden können, oder die Freisetzung derart herabgesetzt wird, dass die beabsichtigte Wirkung im Körper nicht mehr oder in nicht ausreichendem Ausmass erzielt wird.
Auch bei der Verarbeitung von Pulvermischungen mit Hilfe von Walzenkompaktieranlagen werden sehr oft Schmiermittel eingesetzt. Solche Schmiermittel dienen u.a. dazu, die Reibung während des Pulvertransports durch die Schnecken zu reduzieren. Eine Propfenbildung in diesem Transportbereich kann so weitestgehend verhindert oder zumindest so weit reduziert werden, dass ausreichend Pulver transportiert wird, um dem Prozess bei den gewählten Herstellbedingungen durchfuhren zu können.
Des Weiteren wird der zu walzenkompaktierenden Mischung ein Schmiermittel zugesetzt, um Ansetzen von Pulver/Schülpenresten an den Presswalzen zu verhindern. Allerdings können dadurch analoge Probleme entstehen, wie bei der Tablettierung: zum einen eine Reduzierung der Schülpenfestigkeit, wodurch bei den gleichen Prozessbedingungen Granulat mit mehr Feinanteil entsteht. Dieses führt wiederum zu schlechteren Fließeigenschaften des Granulates, wodurch beim Tablettieren größere Gewichtsschwankungen entstehen können. Auch besteht die Gefahr, dass es durch das Zerkleinern der Schülpen in Anwesenheit von Magnesiumstearat zu Problemen bei der Freisetzung kommt, da das hydrophobe Magnesiumstearat dabei besser auf die Oberfläche der Granulatpartikel verteilt wird, was zu einer schlechteren Benetzbarkeit führen kann. Diese bessere Verteilung über die Oberfläche der Granulatpartikel kann ebenfalls zu einer Herabsetzung der Tablettenfestigkeit beim anschließenden Verpressen zu Tabletten führen.
Wird in der zu walzenkompaktierenden yischung die Magnesiumstearat-Konzentration auf z.B. kleiner als 0,3% (m/m) reduziert, oder sogar ganz auf den Zusatz von Magnesiumstearat verzichtet, können Probleme, wie die Reduzierung der Verpressbarkeit und die Herabsetzung der Freisetzung durch Magnesiumstearat, behoben oder auf ein akzeptables Mass herabgesetzt werden. Dadurch nimmt allerdings in der Regel das Ansetzen von Schülpenresten auf die Oberfläche der Walzenpressen zu. Auch wenn diese Reste durch sogenannte Schülpenabstreifer, die übrigens die Rollenoberfläche nicht berühren, mechanisch von den Presswalzen wieder entfernt werden (können), bevor dieser Presswalzenabschnitt wieder zum Pressen von Schülpen verwendet wird, kann in der Regel nicht vermieden werden, dass die Presswalzenoberflächen mit Anbackungen, die unterschiedlich dick sein können, versehen sind. Solche Anbackungen führen zu größeren Spaltschwankungen, so dass Schülpen entstehen mit (deutlich) höheren Schwankungen in der scheinbaren Dichte als es ohne solche Anbackungen der Fall wäre. Da Schwankungen in der Schülpendichte zu Schwankungen in der Schülpenfestigkeit führen, kann dieses Probleme bei der Fließfähigkeit des Granulates und der Verpressbarkeit zu Tabletten nach sich ziehen, was sich in Gewichtsschwankungen der Tabletten beziehungsweise in der Tablettenfestigkeit bemerkbar macht.
Ein weiteres mit Anbackungen verbundenes Problem stellt die Ermittlung der scheinbaren Dichte der Schülpe während der Herstellung dieser Schülpen dar.
Diese Dichte, die ermittelt wird während sich die Schülpe noch zwischen den Presswalzen befindet (= die sogenannte„at gap" Dichte (gap=Spalt=kleinster effektiver Abstand zwischen den Presswalzen)), errechnet sich aus der je Zeiteinheit hergestellten Menge an Schülpen (= Menge an Granulat unter „steady State" Bedingungen) und dem zwischen den Presswalzen hergestellten Volumen. Zur Berechnung dieses Volumens muss der mittlere Spalt über die gewählte Periode ermittelt werden, was nur dann mit einer ausreichenden Genauigkeit (von 1 ,5% oder besser, aber in jedem Fall besser als 3%) gelingt, wenn keine oder wenige Anbackungen auf den Presswalzenoberflächen vorhanden sind. Diese„at gap" Dichte ist ein direktes Mass für die scheinbare Dichte der Schülpen, weiche wiederum im Wesentlichen die Eigenschaften der Schülpe und des daraus entstehenden Granulates bestimmt, so dass eine Überwachung oder sogar eine Regelung dieser„at gap" Dichte für die Qualität des Granulats äußerst relevant ist. Eine zu geringe Dichte führt zu einer zu niedrigen Festigkeit und daher zu einem erhöhten Feinanteil im Granulat, was Fliessfähigkeitsprobleme beim Tablettieren zur Folge hat. Eine zu hohe Dichte verursacht in der Regel Probleme beim Erreichen der erforderlichen Tablettenfestigkeit (Zugfestigkeit (=Tensile Strength) beim Tablettieren. Da die Beziehung zwischen„at gap" Dichte und Schülpenfestigkeit von Charge zu Charge variieren kann, ist eine direkte Bestimmung der Schülpenfestigkeit zwar vorzuziehen, aber auch dann ist und bleibt eine zuverlässige Ermittlung der„at gap" Dichte nach wie vor wichtig, da die Herstellung von Schülpen mit einer hohen scheinbaren Dichte zu Granulaten mit Verpressbarkeitsproblemen hinsichtlich Tablettenhärte führen kann.
Eine zuverlässige Ermittlung der„at gap" Dichte ist daher von großem wirtschaftlichem Interesse, da dadurch Fehlproduktionen, die mit erheblichen Kosten verbundenen sind, vermieden werden können. Dazu müssen die beschriebenen Anbackungen auf den Presswalzenoberflächen vermieden werden oder auf ein derart geringes Mass herabgesetzt werden, dass die erforderliche Genauigkeit zur Bestimmung der„at gap" Dichte gewährleistet ist.
Wie neulich in der Literatur beschrieben (Dawes et al) können solche Anbackungen vermieden werden, indem eine lösemrttelhaltige Suspension von Magnesiumstearat auf die Presswalzenoberfläche aufgesprüht wird. Es wird dazu ein organisches Lösemittel verwendet, so dass dies weitestgehend verdunstet ist, bevor der Sprühstrahl auf die Presswalzenoberfläche auftritt.
Dann ist allerdings sowohl bei Anlagen, bei denen die Zerkleinerung der Schülpen in einem separaten Prozessgehäuse, das an das Schülpenherstellgehäuse angrenzt, als auch und insbesondere bei Anlagen, bei denen das Zerkleinern in dem Gehäuse stattfindet, in dem auch die Schülpen produziert werden, eine Kontamination des Granulats mit Lösemittel unvermeidbar. Grund dafür ist, dass die Lösemittel-Dämpfe von den Oberflächen der Granulatpartikel absorbiert werden, so dass auch eine Kontamination der Tabletten, die aus diesem Granulat hergestellt werden, nicht, oder nur schwer, zu vermeiden sein wird. Die Entfernung dieser Lösemittelreste aus dem Granulat und/oder den Tabletten dürfte ziemlich schwierig und kosten-intensiv sein, so dass das Aufsprühen einer lösemittelhaltigen Magnesiumstearat-Suspension keine wirtschaftlich sinnvolle Lösung zur Verhinderung von Anbackungen an Presswalzenoberflächen und/oder zur Reduzierung der internen Magnesiumstearat- Konzentration ist.
Auch die Entsorgung solcher lösemittelhaltigen Dämpfe führt zu einer Erhöhung der Herstellkosten, und weiterhin entstehen bei der Qualitätskontrolle zusätzliche analytische Kosten.
Da solche Sprühsysteme häufig mit Sprühluft betrieben werden, müssen die damit einhergehenden Luftmengen ebenfalls aus dem Prozessgehäuse entweichen können, was zusätzliche Kosten verursacht, weil diese partikelhaltigen Luftmengen über FiHer geführt werden müssen, da das Entweichen von feinen Pulverpartikeln aus dem Prozessgehäuse zumindest unerwünscht ist und in vielen Fällen sogar mit einer Gefährdung des Bedienpersonals verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einerseits Anbackungen und die damit verbundenen Probleme vollständig oder nahezu vollständig zu verhindern, und andererseits die interne Menge an Schmier- und/oder Antihaftmitteln, insbesondere Magnesiumstearat, so stark zu reduzieren, dass weder Probleme, verursacht durch Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat, beim Verpressen zu Tabletten entstehen, noch die Freisetzung des Wirkstoffs beim Auflösen der Tabletten negativ beeinflusst wird. Diese Aufgabe sollte nun wegen der mit Lösemitteleinsatz verbundenen wirtschaftlichen und prozesstechnischen Nachteilen ohne Einsatz von Lösemitteln realisiert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Beschichtung die Presswalzen lösungsmittelfrei und kontinuierlich mit einer dünnen Schicht Schmierund/oder Antihaftmittel versehen werden.
Die Beschichtung ohne Lösungsmittel hat den Vorteil, dass das Produkt nicht nachbehandelt werden muss. Das Lösungsmittel müsste unter grossem Aufwand aus dem Produkt entfernt werden, wenn das überhaupt möglich ist. Ein weiterer Vorteil dieser lösemittelfreien Beschichtung ist, dass Anbackungen an den Presswalzenoberflächen vermieden oder weitestgehend vermieden werden. Dadurch können Schölpen mit geringeren Schwankungen in der scheinbaren Dichte hergestellt werden. Das ergibt eine bessere Granulatqualität.
Die Beschichtung mit einem Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat, hat den Vorteil, dass Magnesiumstearat als Schmier- und/oder Antihaftmittel im Pharmabereich am häufigsten eingesetzt wird und behördlich zugelassen ist.
Des Weiteren hat sich die Beschichtung mit einem Magnesiumstearat enthaltenden Pulvergemisch bewährt. Eine Mischung aus Magnesiumstearat mit einem Hilfsstoff oder Hiffsstoffgemisch, bestehend aus Substanzen, die bereits in der Formulierung enthalten sind, hat sich gleichfalls als geeignet erwiesen.
Auch die Beschichtung mit einem oder mehreren Presslingen, die ein geeignetes Schmier- und/oder Antihaftmittel, vorzugsweise Magnesiumstearat enthalten, hat sich als geeignet erwiesen. Diese Presslinge werden z.B. durch Verpressen von Magnesiumstearat enthaltenden Pulvern mit Hilfe von (Tabletten-)Pressen hergestellt. So können z.B. durch Zumischen von gut tablettierbaren Substanzen, beispielsweise Mikrokristalline Cellulosen, die sehr oft in der Formulierung vorhanden sind, ausreichend feste Magnesiumstearat enthaltende Presslinge herstellt werden, die dann bei einer geringen Anpresskraft auf die Presswalzenrollenoberfläche zu einer direkten Beschichtung der Presswalzenoberfläche führen.
Der Vorteil von solchen Presslingen ist, dass diese in einem Containment-Bereich leicht nachgefüllt werden können. Außerdem nehmen Presslinge weniger Volumen ein als ein Pulver mit gleicher Magnesiumstearat-Konzentration.
Ein weiterer Vorteil dieser Beschichtungen besteht darin, dass dadurch die Konzentration an Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat in dem Produkt, das mit der Walzenkompaktieranlage hergestellt wird, um weniger als 0,01% bis 0,2% (m/m), in der Regel um weniger als 0,04 bis 0, 1 % (m/m) zunimmt. Trotzdem wurden Anbackungen an die Presswalzenoberflächen völlig verhindert oder auf ein nicht relevantes Maß reduziert. Um Anbackungen durch Zusatz von internem Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat zu verhindern, sind in der Regel deutlich höhere Konzentrationen nötig, nämlich von 0,5% bis 1,5%. Die externe Schmierung verursacht demgegenüber im Produkt nur eine Zunahme der Schmier- und/oder Antihaftmittel» insbesondere der Magnesiumstearat-Konzentration, von in der Regel 0,04% bis 0,1%.
Eine Verringerung der Schmier- und/oder Antihaftmittel-, insbesondere der Magnesiumstearat-Konzentration wirkt sich wiederum äußerst vorteilhaft auf die Lösung von Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat induzierten Problemen bei der Tablettierung des Granulates zu ausreichend festen Tabletten aus. Ebenso vorteilhaft verhält sich die Verringerung bei der Lösung von Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat induzierten Problemen bei der Freisetzung des Wirkstoffs aus Tabletten oder Kapseln.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass Anbackungen an den Presswalzenoberflächen verhindert werden, so dass das Volumen der Schülpen, das je Zeiteinheit zwischen den mit Kraft beaufschlagten Presswalzen hergestellt wird, mit einer Präzision von besser als 3%, vorzugsweise besser als 2% und insbesondere besser als 1 ,5% ermittelt werden kann. Dies ist die Grundlage für eine entsprechend präzise Ermittlung der scheinbaren Dichte der sich zwischen den mit Kraft beaufschlagten Presswalzen befindlichen Schülpen (=„at gap" Dichte), da diese aus der je Zeiteinheit produzierten Masse an Schülpen bzw. Granulat und dem je Zeiteinheit zwischen den Presswalzen hergestellten Schülpenvolumen errechnet wird. Diese Genauigkeit ist nur möglich, wenn die Presswalzen frei von Anbackungen sind oder die Anbackungen auf ein nicht relevantes Ausmaß reduziert werden.
Durch die externe Schmierung kann unter Umständen sogar vollständig auf das Zusetzen von Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat zu dem zu walzenkompaktierenden Pulver verzichtet werden, so dass auch eventuelle Probleme hinsichtlich der Wiederverpressbarkeit des ursprünglichen Pulvergemisches (=Verpressbarkeit des erzielten Granulates) zu ausreichend festen Tabletten und/oder der Freisetzung des Wirkstoffs aus Tabletten oder Kapseln behoben werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass insbesondere beim erfindyngsgeinäßen Aufbringen einer Pulverschicht die Antihaftmittel enthaltenden Aggregate nicht auf die Presswalzenoberfläche angepresst und möglichst einheitlich auf die Presswalzenoberfläche verteilt werden. Dadurch wird vermieden dass ein möglichst geringer Reibungskoeffizient zwischen dem zu walzenkompaktierenden Produkt und der Presswalzenoberfläche entsteht, so dass der Einzug von Pulver zwischen den Presswalzenrollen nicht unnötig erschwert wird. Ein solcher Einzug ist für den Walzenkompaktierprozess essentiell.
Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigen.
Figur 1 das Verfahren, in dem die Erfindung angewandt wird
Figur 2 die erfindungsgemässe Vorrichtung
Figur 3 eine Variante der erfindungsgemässen Vorrichtung
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Prozessgehäuse gezeigt. Innerhalb des Prozessgehäuses 1 sind die Presswalzen 2 und 2.1 angeordnet. Die dazugehörige Messeinrichtung 2.2 dient zur Messung der Drehzahl der Presswalzen 2 und 2.1. Im unteren Teil des Prozessgehäuses 1 ist eine Granulierwalze 3 mit einem Siebkorb 3.1 angeordnet. Die Walzenpresskraft wird mittels einer Messeinrichtung 4 und der Walzenspalt (= kleinster effektiver Abstand zwischen den Presswalzen) mit einer Messeinrichtung 5 gemessen. Unterhalb des Prozessgehäuses 1 befindet sich ein Auffangbehälter 6 für das Trockengranulat, welcher auf einer Wiegeeinrichtung 7 steht. Diese Wiegeeinrichtung 7 ist über eine Sammelleitung 9 mit einem Rechner 8 verbunden. Es können mehr als nur eine Signalleitung benötigt werden, je nachdem wie viele Wägezellen benötigt werden.
In Fig. 2 und Fig. 3 sind gleiche Teile aus Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 2 befinden sich innerhalb des Prozessgehäuses 1 die beiden Presswalzen 2 und 2.1. Das Produkt wird mittels einer Förderschnecke 12 zugeführt und bildet nach dem Pressvorgang zwischen den gegenläufigen, mit Kraft beaufschlagten Presswalzen 2 und 2.1 eine Schülpe bzw. Schülpenbruchstücke 10.
Je eine Schmiermittelzuführung ist an einem Vorratsbehälter 15 und 15.1 im seitlichen Bereich der Presswalzen 2 und 2. angeordnet. Unter jedem Behälter 15 und 15.1 sind je eine Übertragungswalze 13 und 13.1 sowie eine Förderwalze 14 und 14.1 angeordnet. Die Schmier- und/oder Antihaftmittelzuführung 15 und 15.1 werden derart am Prozessgehäuse 1 der Walzenkompaktieranlage platziert, dass die Übertragungswalzen 13 und 13.1 jeweils nach den Schülpenabstreifem 11 und 11.1 und vor der Produktzuführung 12 die Presswalzen im Bereich 16 und 16.1 , berühren. In diesem Bereich ist nämlich zu erwarten, dass sich während der Walzenkompaktierung keine Schülpen oder Schülpenteile mehr auf den Presswalzenoberflächen befinden. Es sei nachdrücklich erwähnt dass diese Schülpenabstreifer die Presswalzenoberfläche nicht berühren, so dass Abrieb zwischen der Oberfläche der Presswalzen und dem Schülpenabstreifer grundsätzlich vermieden wird.
Die Applikation einer dünnen Schmiermittel- und/oder Antihaft-Schicht mit einer Förderund Übertragungswalze kann ebenfalls mit einer aus mehr als zwei Walzen bestehenden Vorrichtung, wie z.B. zwei Förderwalzen und eine Übertragungswalze erfolgen. Auch kann jede Presswalze mit mehreren solcher Applikationsvorrichtungen versehen werden, um eine dünne Schicht Pulver auf die Presswalzenoberfläche zu applizieren. Die Durchmesser der Förder- und Übertragungswalzen können dabei gleich aber auch unterschiedlich sein. Es ist unerheblich ob der Durchmesser der Förderwalze größer oder kleiner als der der Übertragungswalze ist.
Im Betrieb enthält der Vorratsbehälter 15 bzw. 15.1 (Fig. 2) ein geeignetes Schmierund/oder Antihaftmittel, vorzugsweise Magnesiumstearat oder ein Magnesiumstearat enthaltendes Pulvergemisch, das durch die Förderwalze 14 bzw.14.1 auf die Übertragungswalze 13 bzw. 13.1 übertragen wird. Die Übertragungswalze 13 bzw. 13.1 appliziert dann das Schmier- und/oder Antihaftmittel auf die Oberfläche der Presswalze 2 bzw. 2.1.
Die erfindungsgemäße Aufgabe kann ebenfalls mit Hilfe von Presslingen gelöst werden, die geeignete Schmier- und/oder Antihaftmittel, vorzugsweise Magnesiumstearat, enthalten. Diese Presslinge werden z.B. hergestellt durch Verpressen von Magnesiumstearat enthaltenden Pulvern mit Hilfe von geeigneten (Tabletten-)Pressen. Bei der Herstellung ist sicher zu stellen, dass die Schmierund/oder Antihaftwirkung der eingesetzten Substanzen in ausreichendem Masse erhalten bleibt. Aus dem Grund scheiden Extrusions- oder Schmelzverfahren zur Herstellung von solchen Magnesiumstearat enthaltenden Formlingen aus, weil dadurch die Schmier- und/oder Antihaft-Eigenschaften des Magnesiumstearats maßgeblich reduziert werden.
Die Schmier- und/oder Antihaftmittel enthaltenden Presslinge sind mit dem Bezugszeichen 19 bzw 19.1 (Fig. 3) schematisch dargestellt. Diese ausreichend festen Presslinge werden mit einer einstellbaren, vorzugsweise konstanten Kraft, schematisch dargestellt durch das Federpaket 18 bzw. 18.1 in Fig. 3, direkt auf die Oberfläche der Presswalzen 2 bzw. 2.1 angedrückt. Die Vorrichtung, mit dem diese Presslinge auf die Presswalzenoberflächen angedrückt werden, und die Presslinge selber befinden sich in einem Gehäuse 17 bzw. 17.1. Das Gehäuse mit den Presslingen wird ebenfalls grundsätzlich in dem Bereich der Presswalzen angebracht, in dem zu erwarten ist, dass sich keine Schülpen oder Schülpenteile mehr oder sich nur noch geringe für den Prozess irrelevante Mengen Schülpen oder Schülpenteile auf der Oberfläche der jeweilige Presswalzen (=Rollenoberflächen) befinden. Demzufolge wird die jeweilige Pressling-Anpressvorrichtung mit den sich darin befindenden Presslingen im Bereich zwischen dem jeweiligen Schülpenabstreifer (11 bzw. 11.1) und der Produktzuführvorrichtung (12) angebracht, was in Fig. 3 mit den schraffierten Bereichen 16 und 16.1 schematisch dargestellt ist.
Sowohl mit der in Fig. 2 als auch mit der in Fig. 3 schematisch dargestellten Vorrichtungen werden dünne Schichten Schmier- und/oder Antihaftmittel, vorzugsweise Magnesiumstearat, reproduzierbar auf die Presswalzenoberfläche appliziert. Dazu genügt es je Presswalze nur eine dieser Vorrichtungen zu verwenden, aber selbstverständlich können dazu auch Kombinationen dieser Beschichtungsvorrichtungen eingesetzt werden.
Die genaue Menge Schmier- und/oder Antihaftmittel, vorzugsweise Magnesiumstearat oder ein Magnesiumstearat enthaltendes Gemisch, die mit diesen Beschichtungsvorrichtungen aufgetragen wird und die letztendlich durch das zu walzenkompaktierende Pulver von der Presswalzenoberfläche aufgenommen wird, hängt von den gewählten Prozess-Bedingungen ab, wie z.B. die Beschaffenheit der Oberfläche der Förder-und Übertragungswalzen (Nr. 13 bzw. 13.1 in Fig. 2), die Anpresskraft und die mechanische Festigkeit der Presslinge (Nr. 19 bzw. 19.1 in Fig. 3), der Beschaffenheit der Oberfläche der Presswalzen (Nr. 2 bzw. 2.1 in Fig. 3) (z.B. glatte, aufgeraute, randrierte, kordierte oder taschenmuldenförmige Presswalzenoberflächen) und den Eigenschaften des zu kompaktierenden Pulvers. Dies führt zu Schwankungen in der Menge Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere agnesiumstearat, die letztendlich durch das Pulver von der Presswalzenoberfläche aufgenommen werden, von 0,015 mg bis 0,2 mg, insbesondere zwischen 0,03 mg und 0,05 mg Magnesiumstearat je Quadratzentimeter Presswalzenoberfläche. Dies führt dann, je nachdem bei welcher Walzenpresskraft und Spalt kompaktiert wird, zu einer Erhöhung der Magnesiumstearat-Konzentration in der Schülpe bzw. in dem Granulat, die zwischen 0,01 % und 0,2% (m/m), insbesondere zwischen 0,04% und 0,1% (m/m) liegt. Die durch diese lösemittelfreie Beschichtung in das Produkt eingebrachte Menge Magnesiumstearat ist somit deutlich niedriger als die Menge, die bei einer internen Schmierung notwendig ist, um Anbackungen an den Presswalzenoberflächen vollständig oder nahezu vollständig zu verhindern. Um mit Hilfe der internen Schmierung Anbackungen auf den Presswalzen zu vermeiden, werden in der Regel je nach Produkteigenschaften und Beschaffenheit der Presswalzenoberfläche interne Konzentrationen zwischen 0,5% und 1,5% (m/m) benötigt.
Mit solchen Magnesiumstearat-Applikationsvorrichtungen konnten mehrere Substanzen ohne Belagbildung auf den Presswalzen einwandfrei walzenkompaktiert und zerkleinert werden. Dabei mussten in der Regel keine wesentlichen für die Trockengranulation mit Hilfe der Walzenkompaktierung relevante Einschränkungen der möglichen Prozessparameter wie Walzen presskraft, Walzenspalt und/oder Presswalzendrehzahl, auch Herstellparameter genannt, hingenommen werden.
So konnte z.B. bei Verwendung von glatten Presswalzenoberflächen die zu Anbackungen führende Substanz Zitronensäure ohne Zusatz von dem (internen) Schmiermittel Magnesiumstearat über den gleichen Herstellparameterbereich verarbeitet werden wie mit Magnesiumstearat beschichteten Presswalzen. Durch die Beschichtung mit Magnesiumstearat wurden Anbackungen allerdings komplett vermieden oder auf ein nicht relevantes Ausmass reduziert. Dieser Herstellbereich beläuft sich bis zu einem Spalt von 24 mm je Meter Presswalzendurchmesser über den kompletten Walzenpresskraftbereich von 80 kN je cm Presswalzenbreite und je Meter
Presswalzendurchmesser.
Durch Zusatz von 1% agnesiumstearat zu diesem Pulver (sogenanntes internes Magnesiumstearat) konnten zwar die Anbackungen ebenfalls weitestgehend verhindert werden, aber der Herstellbereich wurde dadurch wesentlich eingeschränkt. So konnten bei Verwendung von Presswalzen mit einer glatten Oberfläche unabhängig vom gewählten Spalt nur noch Presskräfte von maximal 48 kN je cm Presswalzenbreite und je Meter Presswalzendurchmesser realisiert werden. Und bei einem Spalt von 18 mm je Meter Presswalzendurchmesser konnte nur noch eine Kraft von maximal 20 kN je cm Presswalzenbreite und je Meter Presswalzendurchmesser angewandt werden.
Die gleiche glatte Presswalzenoberfläche wurde auch bei der Kompaktierung von Zitronensäure ohne internes Magnesiumstearat verwendet aber mit Magnesiumstearat beschichteten Presswalzen. Bei der externen Beschichtung mit Magnesiumstearat enthielten die Schülpen allerdings deutlich weniger als 1% Magnesiumstearat, nämlich zwischen 0,01% und maximal 0,1% (m/m) Magnesiumstearat, abhängig von den verwendeten Presswalzen der Pulverbeschichtungsvorrichtung oder der Anpresskraft der Presslinge (die im letzteren Fall hergestellt wurden aus einem Magnesiumstearat enthaltenden Pulvergemisch) und deren mechanische Festigkeit.
Auch bei der Kompaktierung von Mannit ergaben sich im Vergleich zu nicht geschmiertem Pulver bei der Verwendung von glatten Presswalzenoberflächen und der Beschichtung der Presswalzen mit Magnesiumstearat keine wesentlichen für die Trockengranulation mit Hilfe der Walzenkompaktierung relevante Einschränkungen der Walzenkompaktierherstellparameter.
Auch bei Mannit konnte durch die externe Beschichtung der Presswalzenoberflächen die Konzentration an Magnesiumstearat im walzenkompaktierten Produkt um mindestens einen Faktor 10 auf 0,1% (m/m) gesenkt werden. In der Regel wurden Konzentrationen von 0,02% bis 0,05% (m/m) realisiert, was bis zu einem Faktor 50 weniger als bei einer internen Schmierung ist.
Auch wenn in der Regel keine wesentlichen für die Trockengranulation mit Hilfe der Walzenkompaktierung relevante Einschränkungen der Walzenkompaktierparameter durch Beschichtung der Presswalzenoberfläche mit Magnesiumstearat in Vergleich zu nicht geschmiertem Pulver hingenommen werden müssen, gilt dies nicht für jedes zu walzenkompaktierende Pulver. Einschränkungen bei der Kompaktierung zwischen den Walzenpressen können z.B. dadurch hervorgerufen werden, dass eine dünne Schicht Magnesiumstearat zu sogenannten Einzugsproblemen führt. Gerade beim Einsäte von glatten Presswalzenoberflächen ist dieses Phänomen bei bestimmten Stoffen, wie z.B. Maisstärke so ausgeprägt, dass die Walzenkompaktierung nur bei niedrigen Kräften und/oder Spaltbreiten möglich ist.
Unter Verwendung von glatten Presswalzenoberflächen wurde bereits bei einer internen Menge Magnesiumstearat von 0,1% (m/m) der Herstellparameterbereich bei der Walzenkompaktierung von Maisstärke massiv eingeschränkt. So führte eine interne Magnesiumstearat Menge von nur 0,1% bei Verwendung von glatten Presswalzen dazu, dass bei einem Spalt von 4 mm je Meter Presswalzendurchmesser maximal eine Kraft von 28kN/cm Presswalzenbreite und je Meter Presswalzendurchmesser angewandt werden konnte. Ab einem Spalt von 8 mm je Meter Presswalzendurchmesser konnte nur noch eine Kraft von 12 kN je cm Presswalzenbreite und je Meter Presswalzendurchmesser ausgeübt werden. Ab 12 mm Spalt je Meter Presswalzendurchmesser konnte keine wesentliche Kraft mehr ausgeübt werden.
Wenn allerdings die Oberfläche einer glatten Rolle so angeraut wurde, dass die Presswalzen danach eine Oberflächenrauhigkeit von 0,5 pm bis 1,5 pm, insbesondere von 0,8 pm bis 1 ,2 pm, aufwiesen, dann führte eine interne Magnesiumstearat Konzentration von 0,1% im Produkt Maisstärke zwar immer noch zu einer Reduzierung der möglichen Walzenkompaktierparametern in Vergleich zu dem nicht geschmierten Produkt, aber diese Reduzierung war und ist in der Regel für die Trockengranulation mit Hilfe der Walzenkompaktierung von geringer praktischer Bedeutung. Auch bei Zusatz von 1% internem Magnesiumstearat war der Herstellparameterbereich bei Verwendung von den oben erwähnten aufgerauten glatten Presswalzenoberflächen noch ausreichend groß (auch wenn etwas geringer als bei einer internen Magnesiumstearat Konzentration von 0,1% (m/m)), aber die externe Schmierung der Presswalzenoberflächen führte nicht nur zu einem geringfügig grösserem Herstellparameterbereich als bei einer internen Menge Magnesiumstearat von 1%, sondern auch zu einer sehr viel geringeren Konzentration an Magnesiumstearat im walzenkompaktierten Produkt. Sie war um einen Faktor 10 bis 50 geringer, nämlich 0,1 % bis 0,02% je nach Beschaffenheit der Übertragungswalzen bei Verwendung der auf Walzen basierenden Beschickungsvorrichtung (siehe Fig. 2). Und dabei blieben die Presswalzenoberflächen frei von Anbackungen.
Diese Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Verwendung von aufgerauten Presswalzenoberflächen, dadurch gekennzeichnet dass die Presswalzenoberflächen eine Oberflächen rauhigkeit von 0,5 pm bis 1,5 pm, vorzugsweise von 0,8 μηη bis 1 ,2 pm aufweisen, in Kombination mit einer Vorrichtung zur Applikation einer dünnen Schicht Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat, sich hervorragend eignen für das Kompaktieren von Pulvern mit Hilfe einer Walzenkompaktieranlage, wobei nicht nur ein ausreichend großer Herstellparameterbereich gewährleistet ist, sondern auch die Konzentration an Magnesiumstearat im Granulat nur um 0,01 % bis 0,2 % (m/m), insbesondere nur um 0,04% bis 0, % 8 (m/m), zunimmt. Dabei bleiben die Presswalzenoberflächen frei von Anbackungen oder das Ausmaß der Anbackungen ist derart gering, dass dies keinen oder einen unwesentlichen Einfluss auf die Granulatqualität hat. Des Weiteren wird dadurch auch gewährleistet dass die„at gap" Dichte mit einer Genauigkeit von 1,5% oder besser, aber in jedem Fall besser als 3% ermittelt werden kann.
In manchen Fällen (z.B. für das Produkt Neosorb) wurde überraschenderweise gefunden, dass die externe Schmierung, sogar zu einer geringfügigen Erweiterung (für die Trockengranulation nur von geringer praktischer Bedeutung) der möglichen Walzenkompaktierparameter führte. In diesem Beispiel wurden aufgeraute glatte Presswalzen verwendet. Durch die externe Applikation einer dünnen Schicht Magnesiumstearat auf die Presswalzen mit der in Fig. 3 schematisch dargestellten Vorrichtung mit der Magnesiumstearat enthaltenden Presslingen auf die Oberfläche gedrückt wurden, konnte der Herstellbereich bei einem Spalt von 16 mm je Meter Presswalzendurchmesser von 72 kN auf 80 kN je cm Presswalzenbreite und je Meter Presswalzendurchmesser erweitert werden. Auch in diesem Fall wurden nur geringe Konzentrationen Magnesiumstearat im walzenkompaktierten Produkt gemessen, nämlich 0,04 % bis maximal 0,12 % (m/m).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur externen Schmierung der Presswalzen (2, 2.1) einer Walzenkompaktieranlage durch eine kontinuierliche Beschichtung der sich drehenden Presswalzen (2 und 2.1), dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschichtung die Presswalzen (2 und 2.1) lösungsmittelfrei und kontinuierlich mit einer dünnen Schicht Schmier- und/oder Antihaftmittel versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese Beschichtung mit einem Pulver aus Magnesiumstearat erfolgt
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einem Pulver aus einem Magnesiumstearat enthaltenden Gemisch erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einem oder mehreren Presslingen erfolgt, die aus einem Magnesiumstearat enthaltenden Gemisch besteht bzw. bestehen.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Magnesiumstearat, die durch das zu walzenkompaktierende Produkt von der Presswalzenoberfläche aufgenommen wird 0,015mg bis 0,2mg, vorzugsweise 0,03mg bis 0,05mg je Quadratzentimeter Presswalzenoberfläche beträgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an Schmier- und/oder Antihaftmittel, insbesondere Magnesiumstearat in dem mit der Walzenkompaktieranlage hergestellten Produkt um weniger als 0,01% bis 0,2% (m/m), vorzugsweise um weniger als 0,04% bis 0, 1% (m/m) zunimmt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die scheinbare Dichte der sich zwischen den mit Kraft beaufschlagten Presswalzen befindlichen Schülpen mit einer Genauigkeit von besser als 3%, vorzugsweise besser als 2% und insbesondere besser als 1,5% ermittelt werden kann,
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet» dass insbesondere Presswalzenoberflächen, die eine Oberflächenrauhigkeit von 0,5 pm bis 1,5 pm, vorzugsweise 0,8 pm bis 1,2 pm, aufweisen, sich zum Kompaktieren von Pulvern mit einer Walzenkompaktieranlage eignen.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei der Verwendung von Presswalzenoberflächen mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,5 pm bis 1 ,5 pm, vorzugsweise 0,8 pm bis 1,2 pm, die Presswalzen frei von Anbackungen bleiben oder die Anbackungen auf ein derart geringes Maß reduziert werden, dass die Genauigkeit, mit der die„at gap" Dichte der Schülpen ermittelt werden kann, besser als 3%, insbesondere besser als 2 % oder ganz besonders besser als 1 ,5% ist.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei Verwendung von Presswalzenoberflächen mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,5 pm bis 1 ,5 pm, vorzugsweise 0,8 pm bis 1,2 pm die Konzentration an Magnesiumstearat im Granulat um weniger als 0,01% bis 0,2% (m/m), insbesondere um weniger als 0,04% bis 0,1% (m/m) zunimmt.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse in dem die Presswalzen (2 und 2.1) angeordnet sind wenigstens eine auf Walzenrollen basierende Beschichtungseinrichtung (13, 14, 15 bzw. 13.1 , 14.1 , 15.1) oder auf Presslinge basierende Beschichtungseinrichtung (17, 18 und 19 bzw. 17.1 , 18.1 und 19.1) vorgesehen ist, mit der zumindest eine Presswalze (2 oder 2.1) mit einer dünnen Schicht Schmier-und/oder Antihaftmittel, vorzugsweise mit Magnesiumstearat oder mit einem Magnesiumstearat enthaltenden Gemisch versehen wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse in dem die Presswalzen (2 und 2.1) angeordnet sind wenigstens eine auf Walzenrollen basierende Beschichtungseinrichtung (13, 14, 15 bzw. 13.1, 14.1, 15.1) oder auf Presslinge basierende Beschichtungseinrichtung (17, 18 und 19 bzw. 17.1, 18.1 und 19.1) vorgesehen ist, mit der die PresswalzeQn (2 und/oder 2.1) mit einer dünnen Schicht Schmier-und/oder Antihaftmittei, vorzugsweise mit Magnesiumstearat oder mit einem agnesiumstearat enthaltenden Gemisch versehen wird bzw. werden.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswalze (13 bzw. 13.1) zwischen dem Schülpenabstreifer (11 bzw. 11.1) und der Produktzuführung (12) angeordnet ist.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Presslinge (19 bzw. 19.1) zwischen dem Schülpenabstreifer (11 bzw. 11.1) und der Produktzuführung (12) auf die Presswalzenoberfläche(n) gedrückt werden.
15 Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11 zur Herstellung von Trockengranulat in der Pharma- und Lebensmittelindustrie.
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