High shear wet granulation: process understanding and scale up

Among all the powder agglomeration processes, high shear wet granulation is one of the most commonly used techniques. It consists of the agglomeration of different powders through the addition of a granulating fluid and a vigorous mixing. Industries often turn to high shear granulation mainly to avoid segregation of critical components in a powder mixture, improve flowability and compactibility. Despite the great importance of this technique in many industrial activities, it is not totally clear how changes in the initial powder mixture or in process variables can affect the final product properties. Moreover, scale-up of high shear granulators is still difficult to perform. The present research mainly focuses on the high shear wet granulation of pharmaceutical powders. Particularly, this research aims at closing the gap in understanding the role of primary particle properties (e.g. composition, primary particle size distribution) and process parameters (e.g. mixing speed, liquid flow rate and amount) on the final granule characteristics. Scale-up effects on the powder flow patterns were investigated as well.

Tra tutti i processi di agglomerazione di polveri, la granulazione ad elevato shear risulta essere una delle tecniche più usate. Questa tecnica consiste nell‘agglomerazione di diverse polveri dovuta all‘aggiunta di un liquido legante e a un mescolamento energico. La granulazione ad elevato shear è utilizzata principalmente per evitare la segregazione di componenti critici in una miscela di polveri, per migliorare la scorrevolezza e comprimibilità. Nonostante l‘importanza di questa tecnica in numerosi settori industriali, l‘effetto delle proprietà delle polveri e dei parametri di processo sul prodotto finale è ancora poco chiaro. Lo scale up dei granulatori ad elevato shear risulta inoltre ancora difficile da portare a termine. La presente ricerca riguarda la granulazione high shear di polveri farmaceutiche. Lo scopo della ricerca è approfondire la conoscenza sul ruolo delle proprietà delle particelle nella miscela iniziale (p.e. composizione e distribuzione granulometrica) e parametri di processo (p.e. velocità di agitazione, portata e quantità di liquido) nel determinare le caratteristiche del prodotto finale. È stato inoltre analizzato l‘effetto dello scale up sul regime di mescolamento.