Virtual prototyping of pharmaceutical granulation and coating equipment

È stato sviluppato un metodo per la prototipazione virtuale di macchine per la granulazione e il rivestimento di particelle in ambito farmaceutico. L’applicazione del modello Multiphase Particle in Cell (MP PIC) ha permesso di simulare il flusso bifase gas solido presente in granulatori e rivestitori con prestazioni computazionali molto elevate. L’utilizzo di CPFD® Barracuda VR™ è stato validato su dati sperimentali e dati di simulazioni CFD DEM presenti in letteratura mostrando le sue criticità. La tendenza a sovrastimare il trasporto di particelle, ma allo stesso tempo la capacità di catturare l’andamento delle grandezze fisiche considerate, fanno di Barracuda VR un ottimo strumento per analisi comparative, mentre è considerato meno affidabile per stimare valori e performance assoluti. L’applicazione di Barracuda VR è stata valutata su un rivestitore Wurster per applicazioni farmaceutiche. È stato possibile valutare che una portata d’aria di 800 Nm3/h permette la migliore performance in termini di omogeneità di distribuzione del rivestimento sulle particelle. Diversi prototipi virtuali sono stati modellati per ottenere un letto fluido rotante in una geometria statica (RFB SG), detto “Spin Flow”. Il letto fluido di tipo spin flow (SFFB) deve essere adattabile sia a processi di granulazione che a processi di rivestimento. Sono stati condotti degli esperimenti virtuali, usando Barracuda VR™, variando la portata d’aria agli ingressi dei prototipi virtuali, ma mantenendo la portata d’aria totale costante e uguale a quella trovata per il processo Wurster. Questi esperimenti virtuali hanno evidenziato che un prototipo virtuale, ovvero quello con quattro ingressi laterali, ha reso possibile ottenere un letto fluido spin flow con particelle piccole, tipiche della granulazione, ma con i presenti prototipi non è stato possibile ottenere un letto fluido spin flow per particelle più grandi, tipiche dei processi di rivestimento Wurster.