Vorrichtung zum Granulieren und/oder Mischen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Granulieren und/oder Mischen, insbesondere einer pharmazeutischen Wirkstoffformulierung .

In frühen Phasen einer Formulierungsentwicklung in der pharmazeutischen Industrie stehen oftmals nur geringe Mengen eines Wirkstoffes für eine Vielzahl von Formulierungsversuchen für eine optimale Zubereitung zur Verfügung. Ein weiteres Problem stellt die Ver- bzw. Bearbeitung hochwirksamer Wirkstoffe dar, die in geschlossenen Gehäusen, so genannten Isolatoren, erfolgen muss, um ausreichenden Personenschutz zu gewährleisten, wobei ein handelsübliches Granuliergerät in der Regel so groß bemessen ist, dass es sta- tionär in einem eigenen Isolator untergebracht werden muss.

Aus der Praxis ist eine Vorrichtung zum Granulieren und/oder Mischen bekannt, die unter dem Handelsnamen MiPro von der Firma ProCepT nv, Zelzate, Belgien, hergestellt und vertrieben wird. Mit dieser Vorrichtung, bei der ein Rührkopf und ein Zerhacker von oben in einen Granuliertopf ragen, lassen sich verhältnismäßig kleine Materialmengen verarbeiten. Gemäß einer Mengenangabe des Herstellers können 40g Material reproduzierbar granuliert werden, was in der frühen Phase einer Formulierungsentwicklung oftmals eine sehr große Menge darstellt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs

genannten Art zu schaffen, die zur Verarbeitung wesentlich geringerer Mengen Material gegenüber aus dem Stand der Technik bekannter Vorrichtungen geeignet ist.

Erfmdungsgemaß wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Granulieren und/oder Mischen, insbesondere einer pharmazeutischen Wirkstoffformulierung, mit einem mit einem Deckel verschließbaren zylindrischen Granuliertopf, dem bo- denseitig ein rotierender Rύhrkopf und umfangsseitig ein drehbarer Zerhacker zugeordnet ist, wobei an dem Deckel ein das Aufnahmevolumen reduzierender Einsatz befestigt ist.

Durch den das Volumen des Granuliertopfs verkleinernden Einsatz ist das Granulieren und/oder Mischen geringster Mengen Material möglich. Darüber hinaus ist die Vorrichtung leicht handhabbar, da sie komplett montiert mit dem Material befüllt und anschließend der Deckel mit dem Einsatz aufgesetzt wird. Der Einsatz kann eine derartige Höhe aufweisen, dass sich dessen freies Ende oberhalb des Rührkopfs bzw. Zerhackers befindet.

Damit das zu verarbeitende Material nach unten fällt, verjüngt sich zweckmäßigerweise der Einsatz von seinem freien Ende m Richtung des Deckels konisch. Sonach ist der Deckel mit dem daran festgelegten Einsatz bei einem innerhalb des Granuliertopfs installieirten Rührkopf bzw. Zerhacker problemlos aufsetzbar.

Zur Vermeidung scharfer Kanten innerhalb des Granulier- topfs, an denen sich zu bearbeitendes Material festsetzen kann, geht vorzugsweise eine Innenwandung des Einsatzes unter Einschluss eines Radius in eine parallel zum Deckel verlaufende Stirnwandung über.

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Nach einer Weiterbildung ist der Einsatz und/oder der Deckel abgedichtet in den Granuliertopf einsetzbar. Die Abdichtung kann beispielsweise unter Verwendung beliebiger Dichtmittel, jedoch vorzugsweise durch die Einhaltung eines relativ kleinen Spiels zwischen den zu fugenden Bauteilen, realisiert werden.

Zweckmaßigerweise ist dei Einsatz mit dem Deckel ver- schraubt. Sonach kann dei Einsatz zum Reinigen verhältnismäßig leicht von dem Deckel entfernt werden.

Zur Gewährleistung der Montage des Granuliertopfes in einer vorbestimmten Lage weist vorzugsweise der Granuliertopf mindestens eine umfangsseitige Nut auf, in die eine entsprechende Nase einer gestellfesten Topfaufnähme eingreift. Bevorzugt ist der Granuliertopf mit der Topfaufnahme verschraubt. Damit ist der Granuliertopf einfach und schnell auswechselbar. Alternativ können auch andere Verbindungen, die eine präzise Fixierung erlauben, wie z.B. Fuhrungsrohre mit Laufbuchse, Prismen oder Tπclampverschlusse verwendet werden .

Um eine indirekte Einwirkung eines Mediums auf den Granu- liertopf und das darin aufgenommene Material zu realisieren, ist vorteilhafterwei se der Granuliertopf mit einem wendelformigen Rohr umwunden. In Ausgestaltung ist das Rohr über Schlauche mit Schnellkupplungen zum Anschluss an ein Temperiergerat verbunden. Demnach kann eine für die Granu- lierung, insbesondere die Schmelzgranulierung, erforderliche Temperatur durch den Durchfluss einer temperierten Flüssigkeit durch das Rohr eingestellt werden. Die Schlauche und Schnellkupplungen stellen einen schnellen und un-

problematischen Anschluss des gewendelten Rohres an das Temperiergerat sicher. ALternativ ist dem Granuliertopf eine temperaturgesteuerte Heizfolie oder eine temperaturgesteuerte Mantelheizung zugeordnet.

Zur innigen Durchmischung des Materials in dem Granuliertopf weist zweckmaßigerweise der Ruhrkopf drei sternförmig zueinander ausgerichtete Ruhrflugel auf und ist mit einer Randeischraube auf einer Antriebswelle befestigt. Aufgrund der Randeischraube ist der Ruhrkopf schnell und ohne die Zuhilfenahme von Werkzeug montierbar bzw. demontierbar.

Um die an der Innenwandung des Granuliertopfes eventuell festklebende Granulatmenge zu reduzieren, ist der Außen- durchmesser der Ruhrflugel geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des GranuJ iertopfs bemessen. Dadurch nehmen die Ruhrflugel an der Innenwandung anhaftendes Material zur weiteren Verarbeitung mit .

Für eine effektive Zerkleinerung des Materials weist bevorzugt der Zerhacker mehrei e Hackflugel auf, die zum Abstreifen von Granulat an den Einsatz angepasst sind.

Um einen Materialverlust durch an der Vorrichtung anheften- des Material möglichst gering zu halten, sind vorteilhafterweise die das zu granulierende bzw. zu mischende Material berührenden Oberflachen mit einer Nano-Beschichtung versehen .

Mit der erfmdungsgemaßen Vorrichtung lassen sich bei einer entsprechenden Dimension: erung sehr kleine Ansatzmengen verarbeiten, wobei die Geometrie und Anordnung des Granu- liertopfes, des Zerhackeis und des Ruhrkopfes entsprechend

eines für die Massenproduktion geeigneten Gerätes gewählt werden können, wodurch e ι_n so genanntes Upscaling leicht zu realisieren ist.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im FoJ genden anhand eines Ausfuhrungs- beispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt :

Fig.l eine Explosionsdarstellung einer erfmdungsgemaßen Vorrichtung,

Fig.2 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 im Teilschnitt und

Fig.3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Deckels mit einem Einsatz für die Vorrichtung.

Die Vorrichtung umfasst ein auf Gummifußen 1 gelagertes Grundgestell 2, an dem ein Gleich- oder Wechselstrommotor 3 mit einem Vorschaltgetriebe 4 festgelegt ist. Das Vorschaltgetriebe 4 ist mit einer Antriebswelle 5 für einen Ruhrkopf 6 gekoppelt. Im Weiteren ist auf dem Grundgestell 1 eine Halteplatte 7 unter Zwischenanordnung von Distanz- hulsen 8 festgelegt, wobei die Halteplatte 7 zur Befestigung einer Topfaufnähme 9 für einen Granuliertopf 10 dient. Zur Lagefixierung des Granuliertopfes 10 gegenüber der Topfaufnahme 9 weist der Granuliertopf 10 auf seinem Außenumfang Nuten 11 auf, in die entsprechende Nasen der Topf-

aufnähme 9 eingreifen. D-Le Festlegung des Granuliertopfes 10 an der Topfaufnähme 9 erfolgt unter Verwendung einer Querschraube 12 mit einem Randelschraubenkopf 13 zur werkzeuglosen Montage sowie mittels einen Boden des Granulier- topfes 10 durchragender Schrauben 14. Der drei sternförmig zueinander ausgerichtete Ruhrflugel 15 aufweisende Ruhrkopf 6 weist eine konzentrische Bohrung 16 für eine mit einem Randelschraubenkopf 17 versehene Schraube 18 zur Befestigung auf der Antriebswel] e 5 auf.

Für eine Zerkleinerung bzw. Granulierung von Material ist ein vier kreuzförmig zuej nander verlaufende Hackflugel 19 aufweisender Zerhacker 20 vorgesehen, der umfangsseitig, also seitlich, in den Granuliertopf 10 ragt und durch einen waagerecht sitzenden Motor 21 angetrieben ist. Der Motor 21 ist über eine Motorhalterung 22 mit der Halteplatte 7 verbunden. Auf einer Motorwelle 23 ist über eine Bohrfutteraufnahme 24 ein Bohrfutter 25 zur Aufnahme der die Hackflugel 19 halternden Welle 26 befestigt.

über den äußeren Umfang des Granuliertopfes 10 ist ein wen- delformig gebogenes Rohr 27 gefuhrt, dessen Enden 28 jeweils mit einem eine Schnellkupplung 29 aufweisenden Schlauch 30 verbunden sind. über die Schnellkupplungen 29 kann das Rohr 27 an ein Temperiergerat angeschlossen werden, um eine gewünschte konstante Temperatur des Granulier- topfes 10, die insbesondere beim Schmelzgranulieren von Bedeutung ist, einzustellen.

Der Granuliertopf 10 ist oberseitig durch einen abgedichtet sitzenden Deckel 31, der einen mit einer Schraube 32 festgelegten Kugelknopf 33 tiagt, verschlossen. An der Unterseite des Deckels 31 ist ein das Aufnahmevolumen des Granu-

liertopfes 10 reduzierender Einsatz 34 mittels Schrauben 35 befestigt. Der Einsatz 34 verjungt sich von seinem freien Ende 35 in Richtung des Deckels 31 konisch, wobei eine Innenwandung 36 des Einsatzes 34 unter Einschluss eines Radi- us 37 m eine parallel zum Deckel verlaufende Stirnwandung 38 übergeht. Der Außenumfang des Einsatzes 34 ist zum abgedichteten Eingreifen in den Granuliertopf 10 bemessen.

Die Vorrichtung weist beispielsweise eine Gesamtlange von ca. 215 mm, eine Gesamtbi'eite von ca. 105 mm und eine Gesamthohe von ca 185 mm auf und ist insbesondere für eine Verarbeitung von Materialgewichten von ungefähr 5 - 10g geeignet .

Trotz der sehr kompakten Abmessung des Geräts lassen sich alle wesentlichen Kenngroßen der Granulierung genau erfassen :

• Umdrehungszahlen des Ruhr- und Zerhackermotors über die eingestellte VoJtzahl bei Gleichstrommotoren und/oder über beruhrungslose Drehzahlmesser

• Temperatur des Granuliergutes durch von oben oder seitlich eingeführte Temperaturfühler

• Zähigkeit der GranuJ iermasse durch Messung des Drehmoments an der Antriebswelle des Ruhrmotors oder über die Stromaufnahme des Ruhrmotors.

Diese Messdaten erleichtern das Upscaling des Granulier- vorgangs .

Bezugszeichenliste

1. Gummifuß 29. Schnellkupplung

2. Grundgestell 35 30. Schlauch

3. Gleich- oder Wechsel31. Deckel strommotor 32. Schraube

4. VorSchaltgetriebe 33. Kugelknopf

5. Antriebswelle 34. Einsatz

6. Ruhrkopf 40 35. Ende

7. Halteplatte 36. Innenwandung

8. Distanzhülse 37. Radius

9. Topfaufnähme 38. Stirnwandung

10. Granuliertopf

11. Nut

12. Querschraube

13. Rändelschraubenköpf

14. Schraube

15. Ruhrflügel

16. Bohrung

17. Rändelschraubenköpf

18. Schraube

19. Hackflügel

20. Zerhacker

21. Motor

22. Motorhalterung

23. Motorwelle

24. Bohrfutteraufnähme

25. Bohrfutter

26. Welle

27. Rohr

28. Ende v. 28