Es gibt verschiedene Granulationsmethoden, darunter die Trockengranulation, z. B. mit einer Walzenpresse, und die Nassgranulation, z. B. in einem High-Shear Mischer oder einem Wirbelschichtprozessor (Sprühgranulation). Jede Option bietet Vorteile und Einschränkungen, die bei der Auswahl der optimalen Lösung berücksichtigt werden müssen.
Die Trockengranulation, z. B. mit einem Walzenverdichter, erfordert keine Bindemittel und keine Trocknung. Die Pulver werden zu einem Band gepresst und dann zu Granulat vermahlen (Deagglomeration). Die Trockengranulation eignet sich jedoch nicht für alle Rezepturen. Außerdem müssen die Eigenschaften der Ausgangsstoffe sehr engen Spezifikationen entsprechen, um ein einheitliches Endergebnis zu erzielen. Innerhalb des Lebenszyklus eines Arzneimittels kann dies zusätzliche Herausforderungen bei der Beschaffung von Ausgangsstoffen bedeuten.
In einem Nassgranulationsverfahren, z. B. mit einem High-Shear-Granulierer, werden die verschiedenen Pulver gemischt, um eine homogene Mischung zu erhalten. Die auf die Mischung gesprühte Granulierflüssigkeit führt im nächsten Schritt zur Bildung von Flüssigkeitsbrücken zwischen den Partikeln. Das Mischwerkzeug verteilt die Granulierflüssigkeit und formt Granulate, indem es Scherkräfte in das Material einbringt. Ein zusätzlicher Zerhacker reduziert übergroße Klumpen zu kleineren Stücken.
Durch hohe Scherkräfte wird eine vorteilhafte Erhöhung der Granulatdichte erreicht. Der passende Endpunkt dieses Prozessschrittes lässt sich z. B. durch eine Drehmomentmessung bestimmen. Diese hochpräzise Methode ermöglicht wiederholbare Ergebnisse. Am Ende der Nassgranulation wird das Produkt aus dem High-Shear-Behälter ausgetragen, in einer Nassmühle kalibriert und z. B. in einer Wirbelschicht getrocknet.
Bei der Sprühgranulation in einem Wirbelschichtprozessor werden die verschiedenen Pulver zunächst gemischt, bis eine homogene Mischung entsteht. Sprühdüsen tragen anschließend die Granulierflüssigkeit in die fluidisierte Mischung ein. Konstruktionsseitig lassen sich die Sprühdüsen auf unterschiedliche Weise anordnen (von oben, tangential, von unten). Um eine hohe Dichte und eine enge Partikelgrößenverteilung zu erreichen, ist es vorteilhaft, in dem Bereich zu sprühen, in dem die Partikel die höchste kinetische Energie haben, d. h. direkt über der Luftverteilungsplatte, die sich am Boden des Wirbelschichtbehälters befindet. Eine geregelte Sprührate sowie stabile Tröpfchengrößen durch geregelte Sprühparameter sind unerlässlich, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Die Trocknung des Granulats beginnt bereits während des Sprühvorgangs über die konditionierte Prozessluft. Das Ende des Trocknungsschrittes lässt sich sehr genau bestimmen, z. B. durch Feuchtemessungen der Abluft.
Ein weiteres Schlüsselelement der Sprühgranulation besteht darin, Temperatur, Feuchte und Massenstrom für die konditionierte Luft konstant zu halten, um wiederholbare Ergebnisse zu erzielen – unabhängig von den regionalen und saisonalen Schwankungen der angesaugten Außenluft.