Процесс сушки мягких капсул: оборудование, температура и влажность

Свежеизготовленные мягкие капсулы не могут поступать непосредственно из капсулирующего оборудования на упаковку. Их оболочки все еще содержат значительное количество технологической влаги, и капсулы подвержены слипанию, деформации и повреждениям при перемещении. Сушка фиксирует форму капсулы и приводит оболочку в состояние, соответствующее установленным требованиям для контроля, упаковки и хранения.

Производительность сушки должна рассчитываться одновременно с оборудование для производства мягких капсул. Если первичная или вторичная система сушки не способна принять стабильный поток продукта, поступающий из капсулирующего устройства, это приведет к ограничению производительности всей линии.

В данном руководстве рассматриваются такие вопросы, как миграция влаги, первичная сушка в барабанной сушилке, вторичная сушка в помещении или туннеле, выбор оборудования, загрузка, проверка достижения конечного результата, а также типичные проблемы. В нем намеренно не указываются универсальные значения температуры, влажности или времени, поскольку эти параметры необходимо валидировать с учетом конкретного состава оболочки и начинки.

Почему при производстве мягких капсул необходима контролируемая сушка

Сушка преследует несколько целей:

• Уменьшить избыточную влажность скорлупы
• Стабилизировать форму капсулы
• Обеспечить достаточную прочность при эксплуатации
• Предотвращение слипания и сплющивания
• Подготовить капсулы к осмотру и полировке
• Пакет поддержки и показатели срока хранения

Слишком медленная сушка может привести к проблемам с обработкой и планированием. Слишком интенсивная сушка может привести к появлению хрупких оболочек, поверхностному упрочнению или неравномерному распределению влаги. Цель заключается не в том, чтобы добиться “максимально возможной сухости”, а в достижении проверенного и равномерного конечного результата.

Как влага проникает через капсулу «софтгель»

Вода может перемещаться:

1. С поверхности раковины в окружающий воздух
2. От внутренних слоев оболочки к поверхности
3. Между наполнителем и оболочкой
4. Между капсулой и окружающей средой упаковки во время хранения

Это означает, что одна только влажность в помещении не позволяет полностью описать весь процесс. На результат влияют такие факторы, как состав оболочки, толщина оболочки, размер капсулы, активность воды в наполнителе, пластификатор, циркуляция воздуха, загрузка лотков и время.

Технические требования к диаграмме миграции влаги

На оригинальной схеме URMACHINE должно быть изображено поперечное сечение капсулы, на котором должны быть показаны:

• Поверхность внешней оболочки
• Граница внутренней оболочки
• Заполняющий материал
• Стрелки от корпуса к кондиционированному воздуху
• Возможная миграция из наполнителя в оболочку и из оболочки в наполнитель
• Направление воздушного потока

В подписи следует пояснить, что направление и величина стрелки зависят от формулы расчёта и условий окружающей среды.

Два этапа сушки капсул «Софтгель»

Первичная сушка в барабанной сушилке

Свежие капсулы плавно вращаются в перфорированных корзинах, а через них проходит кондиционированный воздух. На этом этапе удаляется поверхностная влага, капсулы не слипаются, и начинается процесс придания им формы.

Вторичная сушка

Частично высушенные капсулы раскладывают на поддонах и выдерживают в помещении с контролируемыми условиями или в туннеле до достижения утвержденного конечного показателя. На этом этапе происходит большая часть процесса углубленного уравновешивания влажности.

Эти этапы дополняют друг друга, но не являются взаимозаменяемыми.

Этап 1: Первичная сушка в сушильной машине

Капсулы должны поступать в сушильную машину непрерывно сразу после выхода из капсулирующего устройства. Задержки или скопления капсул могут привести к их слипанию, сплющиванию или появлению необратимых следов от соприкосновения.

Переменные, подлежащие контролю

• Загрузка корзины
• Вращение корзины
• Объем и распределение воздуха
• Состояние всасываемого воздуха
• Время пребывания
• Время выхода капсулы
• Перемещение между корзинами

Более высокая температура воздуха не всегда является лучшим вариантом. Оболочка — материал чувствительный, и слишком агрессивные условия могут повредить поверхность, не обеспечив при этом равномерного достижения внутренней конечной точки.

Признаки недостаточной первичной сушки

• Капсулы слипаются при перемещении
• Капсулы сплющиваются при размещении на поддонах
• Поверхность по-прежнему чрезмерно липкая
• Капсулы скапливаются в корзине
• Изменения формы при осторожном обращении со светом

Признаки чрезмерной или ненадлежащей первичной сушки

• Поверхность становится слишком твёрдой, в то время как внутренняя часть остаётся неровной
• На капсулах видны следы деформации, вмятины или ранние трещины
• Разряд или последующее установление равновесия становятся несогласованными

Точка приемки для передачи должна быть определена на этапе разработки технологического процесса.

Этап 2: Вторичная сушка на поддонах

После сушки в барабанной сушилке капсулы распределяются по поддонам по заранее заданной схеме. Поддоны размещаются на стеллажах и перемещаются в сушильную камеру или туннель.

Для вторичной сушки необходимо стабильное распределение воздуха. В капсулах, расположенных рядом с дверью, стеной, вентилятором, полом, потолком или краем стеллажа, могут наблюдаться различные условия. Эти различия должны быть выявлены в ходе квалификации и валидации процесса.

Основные элементы управления

• Температура и относительная влажность
• Скорость и направление воздушного потока
• Материал поддона и перфорация
• Количество капсул в лотке
• Количество и расстояние между лотками
• Положение в стойке
• План отбора проб
• Конечная точка сушки

Капсулы не следует укладывать в стопку, если в ходе испытаний не было однозначно доказано, что такая схема укладки обеспечивает однородные результаты.

Первичная сушка в барабанной сушилке и вторичная сушка в туннельной сушилке

В таблице сравниваются два этапа, а не две взаимозаменяемые машины.

Сушильная камера или сушильный туннель

Ни один из этих вариантов не является безусловно лучшим. Сравните размер партии, условия в производственном помещении, трудовые ресурсы, контроль условий окружающей среды, ассортимент продукции, уборку, валидацию и планы по расширению.

Оборудование для сушки мягких капсул

Сушильные машины

В сушильных машинах используются вращающиеся перфорированные корзины и воздушный поток. В системах может применяться одна или несколько корзин. Их количество и вместимость должны исключать возникновение заторов на выходе из капсулятора.

Оцените:

• Материал корзины и простота очистки
• Регулировка скорости
• Регулирование воздушного потока
• Перенос капсул
• Доступ для уборки
• Направление выброса
• Интеграция с инкапсулятором

Лотки для сушки

Лотки должны обеспечивать циркуляцию воздуха, простоту очистки и контролируемую загрузку. Проверьте совместимость материалов, качество поверхности, перфорацию, прочность, возможность штабелирования и маркировку.

Стойки для подносов

Стеллажи должны обеспечивать необходимое расстояние между элементами, обеспечивать циркуляцию воздуха и безопасно перемещаться. Могут иметь значение такие детали, как колеса, тормоза, заземление, очистка и маркировка.

Сушильные помещения

Сушильная камера представляет собой производственную среду с контролируемыми параметрами. Системы вентиляции, кондиционирования и осушения должны учитывать влажностную нагрузку, открытие дверей, присутствие операторов, стеллажи, сезонные условия и характеристики ограждающих конструкций здания.

Сушильные туннели

Сушильный туннель представляет собой специально спроектированное помещение, предназначенное для контролируемой обработки воздуха и перемещения стеллажей. Рассмотрите зоны, воздушные потоки, датчики, доступ, очистку, вытяжку, системы сигнализации и пропускную способность.

Температура и влажность: почему не существует универсальных настроек

Пользователи часто запрашивают одно значение температуры и относительной влажности. Универсальный ответ может ввести в заблуждение, поскольку подходящие условия зависят от:

• Система оболочки на основе желатина или растительных компонентов
• Соотношение воды и пластификатора
• Толщина оболочки
• Размер и форма капсулы
• Состав наполнителя
• Заполнение водой
• Загрузка лотков
• Скорость воздуха
• Проектирование оборудования
• Обязательный конечный пункт

Определите проверенный рабочий диапазон для конкретного изделия. Зафиксируйте расположение датчиков и данные их калибровки, поскольку показания на дисплее могут не отражать условия на каждом лотке.

Схема загрузки лотков

В процедуре загрузки следует определить:

• Количество или вес капсул в одном лотке
• Максимальная глубина слоя
• Способ распределения
• Могут ли капсулы соприкасаться или перекрывать друг друга
• Ориентация лотка
• Количество лотков на стойке
• Пустые позиции, если это необходимо для обеспечения воздушного потока
• Ориентация стойки

Равномерная загрузка позволяет лучше сравнивать результаты измерений на конечных точках и уменьшает площадь локальных влажных участков.

Место отбора проб и однородность партии

Отбор проб только из наиболее доступного лотка может привести к упущению пространственных различий. План, основанный на оценке рисков, может включать:

• Верхнее, среднее и нижнее положения решеток
• Передний, центральный и задний лотки
• Места вблизи приточного и вытяжного воздуховодов
• Стойки, загруженные в разное время
• Различные размеры капсул в валидационных исследованиях

Составьте карту результатов, полученных в ходе квалификационных испытаний. После этого при проведении планового отбора проб можно сосредоточиться на репрезентативных участках или участках с наихудшими условиями, что будет обосновано полученными данными.

Определение конечной точки сушки

Сначала определите, что именно измеряется.

Влажность скорлупы

Речь идет именно о влаге в оболочке капсулы. Метод отбора проб и анализа должен обеспечивать надлежащее выделение или учет этой оболочки.

Общая потеря веса при приеме капсул

Потеря веса обусловлена изменениями, происходящими во всей капсуле, и не всегда соответствует содержанию влаги в оболочке.

Текстура или механическая реакция

Испытания на твердость, эластичность, деформацию или другие физические испытания могут служить подспорьем при оценке конечных точек, однако для их проведения требуются определённое оборудование и критерии.

Конечная точка, основанная на равновесии или стабильности

В некоторых процессах используется проверенная комбинация таких факторов, как время, условия окружающей среды, результаты анализов и физические характеристики, связанные с упаковкой и стабильностью.

Не следует использовать эти термины как взаимозаменяемые. В протоколе партии должны быть указаны метод, место отбора проб, критерии и ответственное решение.

Как определить, полностью ли высохли капсулы

Используйте комбинацию, подходящую для данного продукта:

• Установленный метод аналитического определения влажности
• Динамика веса в обоснованных случаях
• Испытание на физические свойства или текстуру
• Визуальный и размерный контроль
• Оценка швов и герметичности
• Период уравновешивания или выдержки
• Критерии, способствующие стабильности

Одно лишь прикосновение не является надёжным способом проверки срабатывания.

Распространенные проблемы при сушке мягких капсул

Прилипание

К возможным причинам относятся: задержка перемещения, недостаточная первичная сушка, высокая загрузка, плохой воздухообмен, неподходящие условия в помещении или утечка.

Сглаживание

Капсулы могут стать слишком мягкими, если их укладывать на поддоны, складывать слишком плотно или обращаться с ними слишком грубо.

Неравномерная сушка

Проверьте распределение воздушного потока, загрузку лотков, положение стеллажей, открытие дверей и места отбора проб.

Хрупкие скорлупы

Проанализируйте причины чрезмерного высыхания, состав оболочки, низкую влажность при хранении, миграцию наполнителя в оболочку и защиту упаковки.

Недостаточно высушенные капсулы

Проанализируйте нагрузку, время, условия окружающей среды, положение датчика, воздушный поток и метод определения конечной точки.

Водяные пятна или следы на поверхности

Проведите анализ конденсации, точек соприкосновения, локальных воздушных потоков, перепадов температуры и загрязнений.

Капсулы, которые размягчаются после упаковки

Проанализируйте состав наполнителя, оболочку, упаковочный материал, условия хранения и миграцию влаги с течением времени. Сушильная камера может быть не единственной причиной.

Как безопасно сократить время сушки

Улучшить распределение воздушного потока

Устраняйте «мёртвые зоны» и создавайте обходные пути, а не просто увеличивайте нагрев.

Унифицировать порядок загрузки лотков

Унифицированные уровни позволяют уменьшить локальные различия и сделать данные о технологическом процессе пригодными для использования.

Сбалансированность процесса инкапсуляции и производительности сушки

Избегайте образования очередей и перегрузок, согласовывая производительность сушилки со стабильной производительностью капсулирующего оборудования.

Нарушения в работе диспетчерской

Открытие дверей, перемещение стеллажей и беспорядочное размещение материалов могут привести к нарушению стабильности условий.

Использовать пакетные данные

Результаты анализа конечных точек по местоположению, продукту, размеру капсулы, системе оболочки и сезону. Оптимизация должна осуществляться исключительно в рамках утвержденного исследования.

Избегайте непроверенных «коротких путей»

Резкое повышение температуры или снижение влажности может привести к образованию сухой поверхности, в то время как внутри оболочки влажность останется неравномерной.

Очистка, калибровка и техническое обслуживание

Сушильные машины

Очистите корзины, воздуховоды, точки передачи и поверхности, контактирующие с продуктом. Проверьте приводы, защитные кожухи, уплотнения и воздушный поток.

Поддоны и стеллажи

Проверьте наличие повреждений, остатков, забитых отверстий и проблем с идентификацией.

Помещения и туннели

Осуществляйте техническое обслуживание фильтров, теплообменников, осушителей, вентиляторов, дренажных систем, уплотнений, дверей и датчиков. Незамедлительно устраняйте появление конденсата.

Датчики

Проводите калибровку датчиков температуры и влажности в соответствии с графиком. Пересматривайте расположение датчиков после изменения оборудования или параметров воздушного потока.

Записи

Очистка оборудования, техническое обслуживание, калибровка, события сигнализации, отклонения от нормы и корректирующие меры.

Часто задаваемые вопросы

Сколько времени занимает высыхание капсул «софтгель»?

Универсального времени не существует. Необходимо разделить первичную сушку и вторичную сушку и провести валидацию обеих стадий с учетом особенностей оболочки, наполнителя, размера капсулы, схемы загрузки, оборудования и конечного показателя.

Какую температуру следует использовать?

Не существует единых настроек, подходящих для всех рецептур. Необходимо определить проверенный диапазон, который обеспечит качество оболочки и одновременно позволит достичь однородного конечного результата.

Какая относительная влажность необходима?

Подходящий диапазон зависит от состава материала, уровня влажности, интенсивности воздушного потока, оборудования и конечного показателя. Расположение датчика и равномерность распределения влажности в помещении имеют такое же значение, как и отображаемое значение.

Почему капсулы сушат в два этапа?

В ходе первичной сушки свежие капсулы находятся в движении, что обеспечивает закрепление их поверхности и формы. Вторичная сушка обеспечивает более длительное контролируемое удаление влаги.

Нужен ли сушильный туннель?

Не для каждого проекта. В некоторых случаях может подойти специализированная сушильная камера. Сравните системы управления, производительность, трудозатраты, планировку, очистку, ассортимент продукции и возможности расширения.

Почему капсулы высыхают неравномерно?

К чистым причинам относятся неравномерная нагрузка, различия в воздушных потоках, расположение стеллажей, помехи в помещении, ограничения датчиков и нерепрезентативная схема отбора проб.

Настройка сушки вокруг капсулы и линии

Сушка в мягких капсулах представляет собой процесс контролируемого переноса влаги. Для получения надежных результатов необходимы: надлежащая первичная сушка, равномерная укладка на поддоны, соответствующее техническим требованиям помещение или туннель, репрезентативный отбор проб и четко определенная конечная точка процесса.

URMACHINE поможет согласовать производительность капсулирования с мощностью первичной и вторичной сушки. Просмотреть комплексные решения для производства мягких капсул а также укажите тип оболочки, тип наполнителя, формат капсул, размер партии, требуемый выход, условия в помещении и предпочтительный метод сушки для обсуждения конфигурации.