Granulat

Granulate sind Aggregate aus Pulverpartikeln, die ungleichmäßige Oberflächen und Binnenstrukturen aufweisen. Durch die Zusammenlagerung der Pulverpartikel verkleinert sich deren Gesamtoberfläche.

Granulate erhöhen beim Verpressen zu Tabletten die Fließ- und Haftfähigkeit. Sie sind im Allgemeinen gleichförmiger als Pulver und ermöglichen dadurch eine gleichmäßigere Tablettenmasse und eine bessere Dosiergenauigkeit. Dies führt zu einer Verminderung der Adhäsionskräfte, was durch gegenseitiges Verschränken und Verhaken der Granulatbestandteile beim Verpressen wieder ausgeglichen wird. Weitere Gründe für eine Granulierung sind:

• Verkleinerung der spezifischen Oberfläche
• Erniedrigung des Schüttvolumens
• Verbesserung der plastischen Verformbarkeit (Grundvoraussetzung für Komprimierung zu Tabletten)
• Sicherstellung der Mischgüte (Verhindern von Entmischung)
• Verbesserung der Benetzbarkeit/Lösungsgeschwindigkeit
• Verringerung der Belastung durch Stäube
• Erleichterung der Einnahme

• Brausegranulate
• überzogene Granulate
• magensaftresistente Granulate
• Granulate mit veränderter Wirkstofffreisetzung

Feuchtgranulierung

Sie wird auch Nassgranulierung genannt. Das zu verpressende Gut wird angefeuchtet, bis es sich erdfeucht bzw. schneeballfeucht anfühlt. Die Granulierflüssigkeit wird anschließend durch Wärme wieder entfernt. Je nach Bildungsprinzip unterteilt man die Feuchtgranulate in

• Krustengranulate: Wasser, Ethanol-Wasser-Mischungen, Isopropanol oder Methanol als Granulierflüssigkeit; Voraussetzung ist, dass sich ein Teil des Stoffes in der Granulierflüssigkeit löst.
• Klebstoffgranulate: Wässrige Lösungen von klebenden bzw. kleisternden Stoffen wie z.B. Stärke (Mais-, Weizen- oder Kartoffelstärke in 10-25%iger Lösung) , Gelatine (2-20%ig), Polyvinylpyrrolidon (PVP 1-10%ig), Celluloseether (Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose usw. als 1-6%ige Lösung), Natriumalginat (1-3%ig) oder natürlichen Gummisorten (Traganth, Gummi arabicum, Pektin).

Nach der Aggregation des Pulvers wird die Masse derart zerteilt, dass Granulatkörper entstehen (Desaggregierung). Man gibt die feuchte Masse hierzu maschinell oder manuell durch Siebe oder Lochscheiben. Entsprechend unterscheidet nach dem Herstellungsprinzip weiter in

• Pressgranulat: feuchte Masse mittels Kartenblatt, Bürste oder Schaber durch Sieb gedrückt
• Schüttelgranulat: feuchte Masse durch Schüttelsiebe gegeben
• Lochscheibengranulate: ähnlich einem Fleischwolf

Zur Trocknung erfolgt anschließend die Ausbreitung in einer dünnen Schicht bei maximal 40 °C (Luft, Infrarotstrahler, Mikrowellen, Ventilator, Trocken-, Vakuumschränke, Wirbelschichttrockner).

Eine gewisse Restfeuchte bleibt im Granulat zurück. Diese ist notwendig für die Tablettierung, denn "totgetrocknete" Granulate haben ihr Bindevermögen verloren. Bei hydrophoben Stoffen wird daher manchmal auch Glycerol zugesetzt.

Trockengranulierung

Dieser Vorgang wird auch Kompaktierung genannt. Unter Anwendung hoher mechanischer Drücke erfolgt hier das Verpressen des Pulvers in ein Granulat. Das Pulver wird über einen Trichter einem Walzenkompaktor zugeführt, der es zwischen seinen Walzen zu Briketts kompaktiert. Diese werden dann wieder zu Granulatkörnern zerkleinert. Vorteile gegenüber der Feuchtgranulierung sind u.a.:

• geringerer Zeitaufwand
• geringere Feuchtigkeitsbelastung hydrolyseempfindlicher Substanzen
• keine Lösungsmittelrückgewinnung nötig
• kein Energieaufwand zum Trocknen

Thermolabile Wirkstoffe können allerdings belastet werden, da unter hohem Druck auch immer ein Temperaturanstieg erfolgt.

Kesselgranulierung

Die Masse wird in einem rotierenden, mit Wirk- & Hilfsstoffen beschickten Dragierkessel mit Prallblechen (60° Neigungswinkel) trocken durchgemischt. Anschließend wird eine Bindemittel lösung eingesprüht und es entsteht ein kugelförmiges, feuchtes Granulat. Die Trocknung erfolgt durch Zufuhr von Warmluft oder Wärmeleitung im Kessel.

Pelletierung

Pellets sind kugelige Granulatkörner mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm mit sehr guten Fließeigenschaften. Die Herstellung erfolgt im Dragierkessel, Wirbelschichter oder in speziellen Pelletiereinrichtungen. In Wirbelschichtern besteht die Möglichkeit die Pellets direkt mit Lack zu überziehen, um die Wirkstofffreisetzung zu modifizieren.

Wirbelschichtgranulierung

Das Mischen, Befeuchten und Trocknen erfolgt in einer Apparatur. Dies spart Zeit und Geld. Das Unterteil des Wirbelschichtgranulators oberhalb des Siebbodens ist konisch, um annährend eine Sprudelschicht mit hoher Turbulenz und gutem Mischeffekt zu erhalten. Ein Ventilator erzeugt einen Luftstrom, der mit dem zu granulierenden Gut eine Wirbelschicht bildet, in welche die Granulierflüssigkeit direkt eingesprüht wird. Die Einleitung der Trocknung erfolgt durch Aufheizen des Luftstroms (Lösungsmittel verdampft im Warmluftstrom) ohne weiteren Aufwand.

Schmelzgranulierung

Die Granulate werden durch Schmelzen und Erstarren vor allem in Schnellmischern, Wirbelschichtgranulatoren oder Extrudern hergestellt. Granuliert wird mit einer Schmelze, die durch Einblasen von Kaltluft zum Erstarren gebracht wird.