Migliorare la produzione di essiccatori a letto fluido attraverso la tecnologia essiccante, parte 1

Di Scott Haynes e Mario Ranieri, Munters Corporation-Divisione Cargocaire

Nota dell'editore: questo articolo in due parti riguarda l'uso della tecnologia degli essiccanti in un impianto di produzione farmaceutica. La parte 1 esamina le questioni critiche nell'essiccazione dei prodotti farmaceutici, mentre la parte 2 discute le tecniche essiccanti specifiche, incluso l'essiccatore ad essiccazione Cargocaire HoneyCombe.

Un audit presso un'azienda farmaceutica del New Jersey che produce più di una dozzina di farmaci soggetti a prescrizione ha mostrato l'opportunità di aumentare la produttività durante i mesi estivi diminuendo l'umidità del processo. Come possiamo raggiungere i livelli di umidità invernali anche durante le calde e umide giornate estive? Attraverso la deumidificazione essiccante. Per qualsiasi processo o linea di produzione che sembra funzionare meglio, più velocemente o con una qualità del prodotto superiore in inverno rispetto a quella estiva, ci sono ottime probabilità che si tratti di un problema legato all’umidità in eccesso.

Tre variabili operano nell'essiccazione dei prodotti farmaceutici: temperatura, velocità dell'aria e umidità. Le tre variabili sono talvolta limitate dal prodotto stesso. Ad esempio, le particelle grandi e fragili possono essere danneggiate da velocità dell'aria elevate e quindi richiedono temperature più elevate o aria più secca (meno umidità) per compensare la riduzione della velocità.

Molti prodotti farmaceutici sono sensibili alla temperatura. Pertanto, per avere una produttività adeguata nella produzione, è necessario compensare la mancanza di calore aumentando la velocità dell'aria e diminuendo l'umidità. Una maggiore velocità dell'aria si ottiene utilizzando un letto fluidizzato, mentre un modo efficace per ottenere aria più secca è far passare l'aria attraverso un essiccante prima che l'aria entri in contatto con il prodotto.

La combinazione del sistema di deumidificazione essiccante e del letto fluidizzato costituisce il sistema di lavorazione ed essiccazione del letto fluidizzato. Gli essiccatori a letto fluido sono ben noti per la loro capacità di ridurre drasticamente i tempi di asciugatura rispetto agli essiccatori a vassoio e agli essiccatori sotto vuoto. Il processo di essiccazione è isotermico e l'elevata velocità di essiccazione determina un raffreddamento evaporativo che mantiene basse le temperature del prodotto fornendo al tempo stesso temperature di essiccazione elevate dal sistema di trattamento dell'aria all'essiccatore a letto fluido.

I sistemi a letto fluido sono normalmente configurati in modo tale che l'aria per la fluidificazione e l'essiccazione venga aspirata dall'esterno dell'edificio attraverso prefiltri e, nel nostro esempio, attraverso una serpentina di protezione antigelo, un deumidificatore essiccante, un umidificatore, un riscaldatore finale, un dispositivo di controllo della temperatura e HEPA filtri finali. Uscendo dal letto del prodotto, l'aria carica di umidità passa attraverso un qualche tipo di filtro del prodotto/aria, una ventola, eventualmente un filtro finale e viene scaricata nell'atmosfera.

L'essiccazione a letto fluido è rapida perché l'intera superficie del prodotto è esposta al flusso d'aria ad alto volume. Il calore viene trasferito alla superficie del prodotto per convezione. La vigorosa azione di miscelazione del letto fluidizzato fa sì che il processo sia isotermico, una condizione desiderabile per operare con materiali sensibili alla temperatura. Utilizzando un essiccatore ad adsorbimento, i produttori farmaceutici possono ridurre il tempo necessario per asciugare un lotto ancora di più rispetto alla tecnologia di refrigerazione convenzionale grazie al punto di rugiada estremamente basso della tecnologia ad adsorbimento.

Come funziona la deumidificazione essiccanteNell'impianto, prima che l'aria esterna raggiunga l'essiccatore a letto fluido, avanza attraverso serpentine di preriscaldamento e raffreddamento. L'aria di processo passa quindi attraverso un deumidificatore ad assorbimento Cargocaire HCD-4500 che asciuga l'aria fino a un punto di rugiada molto basso di 12°C o 10 gr/lb, corrispondente ai migliori punti di rugiada del funzionamento invernale. Infine, l'aria si sposta nuovamente attraverso le serpentine di raffreddamento e riscaldamento e viene inviata all'essiccatore Glatt al livello di umidità e temperatura richiesto compreso tra 54,5°C e 77°C a 10 gr/lb.

Dall'installazione del deumidificatore essiccante nell'agosto del 1996, i tempi di asciugatura di un lotto di granulati di prodotti cardiovascolari sono diminuiti del 15% durante l'estate. A causa di miglioramenti significativi come questo, la maggior parte degli impianti di produzione farmaceutica utilizza sistemi di deumidificazione basati sul raffreddamento e/o essiccanti per rimuovere l'umidità dalle operazioni.