Tendencias actuales en la tecnología de molienda y tamizado

Tamices y molinos - Usos flexibles para (casi) cualquier escenario de procesamiento

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

Las máquinas cribadoras y los molinos se utilizan para moler sólidos para reducir su tamaño. Esto cumple dos propósitos: En primer lugar, amplía la superficie de las partículas, lo que aumenta la velocidad de disolución. En segundo lugar, iguala las diferencias entre los tamaños de las partículas para asegurar que la mezcla pueda ser homogénea.

Debido a su versatilidad, las máquinas fresadoras y tamizadoras juegan 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 el llenado y la decantación de envases.

Los factores decisivos para el uso y la funcionalidad de los molinos y tamices incluyen su flexibilidad y el hecho de que el equipo requiere muy poco espacio. Especialmente en las salas blancas farmacéuticas, donde a menudo no hay mucho espacio, la pequeña huella de estos sistemas es un gran beneficio. Además, algunos sistemas de tamizado y molinos están equipados con columnas elevadoras incorporadas, 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 para la limpieza, pueden ser movidos o incluso desmontados rápida y fácilmente

Sin embargo, los molinos y tamices están sujetos a un desarrollo y mejoras constantes. 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.

Máquina de cribado cónico:

Las máquinas de tamizado cónico se utilizan para la reducción de tamaño uniforme de los ingredientes farmacéuticos. Además, pueden ser usados 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 proporciona numerosos beneficios para la producción: Funciona muy silenciosamente, produce una distribución estrecha de tamaños de partículas y ofrece una gran flexibilidad de diseño y una mayor capacidad. Esto significa que para el procesamiento de materiales de baja densidad, un sistema de tamizado de este tipo puede alcanzar un rendimiento que es 50 por ciento más alto que el de los molinos convencionales

La Turbo Sieve patentada BTS de L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH (Ennigerloh) se utiliza para la calibración de tamaños de partículas y garantiza así una distribución óptima del tamaño de las partículas. El uso de varios insertos de tamiz cónicos (tamices de agujero y tamices de fricción) permite el procesamiento tanto de productos secos como de productos húmedos a 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 proporciona acceso a la gestión de usuarios y a la gestión de recetas, así como a la gestión de impresión de lotes en PDF e incluye una interfaz USB. La versión a prueba de explosiones del Turbo Sieve también puede utilizarse para aplicaciones en las que 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 es fácil de retirar utilizando la combinación de montaje de bayoneta y anillo de sujeción. Esto hace que sea muy fácil limpiar los componentes individuales. Opcionalmente, la carcasa del tamiz puede equiparse 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. El suministro incluye boquillas de limpieza en los laterales del tamiz y debajo del accionamiento angular. Reciben el líquido de limpieza de un punto central de conexión de agua.

Molinos de martillos

Los molinos de martillos (también llamados molinos turbo) son adecuados para la investigación y el desarrollo, así como para la producción en serie y la producción continua. Se utilizan para la reducción de tamaño de polvos, aglomerados y granulados. Los molinos de martillos se utilizan especialmente cuando la aplicación exige una reducción precisa de las partículas de los ingredientes activos difíciles de moler y otras sustancias. Además, los molinos de martillo se utilizan para volver a moler las pastillas fragmentadas

Las pastillas que ya han sido producidas se someten a una inspección y pueden no cumplir con los requisitos del cliente por varias razones. Estos criterios incluyen, por ejemplo, defectos en su apariencia, o no tener el peso o la dureza correctos. Si la pastilla no cumple las especificaciones, el fabricante puede utilizar el molino de martillo para pulverizar las pastillas de nuevo y reutilizar los materiales. El fresado de las pastillas y el reciclaje de los materiales en la producción reducen finalmente el índice de rechazos y aumentan la productividad

Los molinos de martillos como la serie BTM (Bohle Turbo Mill) de L.B. Bohle pueden alcanzar velocidades entre 600 rpm y 6000 rpm y producir hasta 1500 kg/h. Para ello, el BTM está equipado con una unidad dispensadora automática (alimentador rotativo). Esto permite al operador introducir el material en la cámara de molienda de manera uniforme y sin sobrecargas. Además, estos dispositivos de alimentación automática pueden controlar el flujo de polvo en la cámara de molienda. Otros beneficios: Se genera menos calor y el proceso puede repetirse utilizando los mismos parámetros.

El rotor interno tiene dos lados con diferentes funciones que soportan aplicaciones con productos húmedos o secos. El lado del cuchillo fresa productos pegajosos. El lado del martillo se utiliza para triturar productos duros y cristalinos.

En el molino de martillos, el tamaño de las partículas está definido por el tamaño del tamiz seleccionado para el molino. El BTM proporciona diferentes insertos de tamiz que pueden ser utilizados para reducir el tamaño del material a tan sólo 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 las bolas requiere mucho tiempo y se basa en la utilización de bolas de cerámica en un tambor giratorio que pulverizan los productos.

Después de que un lote ha sido molido, el molino y cientos de bolas de cerámica en su interior necesitan ser limpiados. Este proceso de limpieza puede durar hasta una semana. Durante este tiempo, el molino no puede utilizarse y no está disponible si, por ejemplo, un cliente solicita un lote rápido de polvo definido por el usuario

Un fabricante de estos cultivos celulares buscaba un molino que les permitiera cumplir con los requisitos de sus clientes biofarmacéuticos con mayor flexibilidad y eficiencia. Además, querían que el molino requiriera poco espacio y que fuera móvil. Para la limpieza, debería ser posible retirar el dispositivo de la sala de producción original para dejar espacio para los siguientes pasos de producción.

El cliente también definió los requisitos específicos del producto para el molino en cuanto a la temperatura, el tamaño de las partículas y el tamaño del lote. Los cultivos celulares requieren un tamaño de partícula fino para obtener tasas de resolución perfectas. Por lo tanto, hasta el 50 por ciento del lote debe ser menor de 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 hacer algunos estudios de mercado, el fabricante se puso en contacto con L.B. Bohle para realizar algunas pruebas de molienda. El molino turbo BTM 150 de L.B. Bohle alcanzó el tamaño de producto deseado con un rendimiento de 375 kg/h en una configuración de molienda de contenedor a contenedor cerrado (procesamiento en línea). Para la prueba, los ingenieros de Bohle seleccionaron una velocidad de rotor de 6000 rpm en el lado del martillo del rotor.

Después de un ciclo de producción de 30 kg, se midió una temperatura de aproximadamente 30° C. Se añadió una camisa de refrigeración a la cámara de molienda para proporcionar un mejor control de la temperatura, disipar el calor que se estaba generando, 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 de nuevo a través de filtros

Además, el molino turbo utilizó un inserto de tamiz de 1 milímetro que alcanza el mismo tamaño de partícula que el molino de bolas.

El BTM fue capaz de conseguir los resultados de alta precisión que el fabricante buscaba. Ordenaron un molino de martillos al principio, y dos más después. Después de la instalación de los molinos, el fabricante ha podido aumentar significativamente su eficiencia de procesamiento. Ahora pueden fresar varios lotes (por ejemplo, lotes de 1000 kg) en lugar de sólo uno o dos lotes (utilizando el método convencional de fresado de bolas) en una semana, porque el BTM puede ser desmontado y limpiado rápidamente y casi sin herramientas.