약제학 실습 - 과립제의 제조 (습식과립법을 이용한 아세트아미노펜의 과립 제조)

문서 내 토픽

1. 과립화 공정

과립화 공정은 분말 혼합물을 응집체로 만드는 과정으로, 이를 통해 더 큰 입자들이 만들어진다. 이는 제약공정에서 입자의 양을 재현성 있게 정량 화하여 공정속도를 증가시키기 위해 사용된다. 과립화를 수행하면 입자들의 흐름성이 좋아지므로 우수한 흐름성과 혼합된 성분들의 분리방지를 얻을 수 있다. 과립화의 방법에는 건식 과립법과 습식 과립법이 있다. 건식 과립법은 분말을 과립 화하는데 액체를 사용하지 않으며, 따라서 물이나 열에 불안정한 의약품에 응용된다. 습식 과립법은 적절한 액체를 이용하여 작은 분말을 큰 덩어리로 응집시키는 방법으로 일반적으로 제약공정에서 널리 사용된다.
2. 저전단 과립법

저전단 과립법은 저전단 과립기에서 분말과 결합액을 혼합하고, 트레이 건조기에서 건조하는 과정을 통해 과립을 얻는 방법이다. 이 방법은 적은 기계적 힘을 사용하며 약물 노출 시간이 짧아 생산성과 품질적 측면에서 이점이 있다. 저전단 과립기는 크게 기계적 교반 과립기와 회전형 과립기로 구분된다.
3. 고전단 과립법

고전단 과립법(high-shear granulation)은 과립을 만들 때 가장 일반적으로 쓰이는 방법 중에 하나이다. 대부분의 고전단 과립기는 혼합 용기, 교반날개와 세단기로 구성되어 있으며, 교반날개는 마른 파우더를 섞고 결합액을 퍼뜨려주는 역할을 한다. 세단기는 젖어 있는 재료를 과립으로 만들기 위해서 부수는 역할을 한다. 고전단 과립법은 저전단 과립법에 비해 밀도가 높은 과립을 제조할 수 있지만, 저전단 과립기에 비해 더 많은 액체를 사용하며, 낮은 밀도의 과립 생산이 어렵고, 공정 조건의 범위가 좁다는 단점이 있다.
4. 롤러 압축법

롤러 압축법이란 건식과립공정 중 하나로, 분말 혹은 분말 혼합물을 압착 롤러를 이용해 고밀도 분말 시트로 만든 후, 과립기를 통해 일정한 입자 크기로 과립화시키는 공정이다. 롤러 압축법은 건식과립공정 중에서도 현대약학산업에서 가장 많이 사용되고 있으며, 단순화된 공정, 적은 원료 물질의 사용, 공정 사이클 시간의 개선, 조작에 최소한의 에너지 사용, 연속 제조 공정이 가능, 스케일업의 용이성 등의 장점이 있다.
5. 분무건조법

분무건조법은 가장 오래된 건조의 형태 중 하나로, 액체나 저점도 페이스트를 건조분말형태로 변환시키는 기술이다. 분무건조기를 이용한 과립 제조 방법은 액체를 분무한 후, 열풍을 혼합하여 건조시켜 입자를 만드는 방식이다. 이 방법은 액체를 건조분말로 만드는 가장 오래된 방식이며, 입도분포, 부피밀도, 압축거동 등에서 매우 우수한 일관성을 보이는 등 다른 과립제조 방법과 비교하여 우수한 특성을 가지고 있다.
6. 유동층 과립화

유동층 과립화 공정은 기류를 이용하여 건조시키는 방식으로, 균일한 구형입자를 제조할 수 있고 주로 펠렛의 제조에 사용된다.
7. 압출/구형 과립

압출/구형 과립의 공정은 균일한 구형입자를 제조할 수 있고, 주로 펠렛의 제조에 사용된다.
8. 싱글-팟 공정

싱글-팟 공정은 혼합, 과립화, 건조 등이 하나의 기기안에서 이루어지게 만들어진 공정이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 과립화 공정

과립화 공정은 의약품, 식품, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 중요한 제조 기술입니다. 이 공정을 통해 분말 상태의 원료를 입자 크기와 모양을 조절할 수 있어 제품의 유동성, 용해도, 안정성 등을 향상시킬 수 있습니다. 과립화 공정에는 다양한 방법이 있는데, 각각의 장단점이 있어 제품의 특성과 공정 조건에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다. 예를 들어 저전단 과립법은 입자 손상이 적어 활성 성분의 안정성을 유지할 수 있지만 균일성이 낮은 단점이 있습니다. 반면 고전단 과립법은 균일한 입자 크기 분포를 얻을 수 있지만 입자 손상이 발생할 수 있습니다. 따라서 제품의 특성과 공정 조건을 고려하여 최적의 과립화 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
2. 저전단 과립법

저전단 과립법은 분말 입자에 최소한의 전단력을 가해 과립을 형성하는 방법입니다. 이 방법은 입자 손상이 적어 활성 성분의 안정성을 유지할 수 있는 장점이 있습니다. 또한 공정이 단순하고 설비 비용이 낮아 경제적이라는 장점도 있습니다. 그러나 균일한 입자 크기 분포를 얻기 어려운 단점이 있습니다. 따라서 균일성이 중요한 제품에는 적합하지 않을 수 있습니다. 저전단 과립법은 주로 활성 성분이 열에 민감하거나 분말 특성상 균일성이 중요하지 않은 제품에 적용됩니다. 예를 들어 일부 생물학적 제제나 천연 물질 기반 제품 등에 활용될 수 있습니다.
3. 고전단 과립법

고전단 과립법은 분말 입자에 강한 전단력을 가해 과립을 형성하는 방법입니다. 이 방법은 균일한 입자 크기 분포를 얻을 수 있는 장점이 있습니다. 또한 공정 중 입자 간 결합력이 강해 과립의 기계적 강도가 높아 취급이 용이합니다. 그러나 강한 전단력으로 인해 입자 손상이 발생할 수 있어 활성 성분의 안정성이 저하될 수 있습니다. 따라서 활성 성분이 열에 민감하거나 기계적 스트레스에 약한 제품에는 적합하지 않습니다. 고전단 과립법은 주로 균일성과 기계적 강도가 중요한 제품, 예를 들어 일반 의약품이나 화장품 등에 활용됩니다.
4. 롤러 압축법

롤러 압축법은 분말 원료를 두 개의 회전하는 롤러 사이에 통과시켜 과립을 형성하는 방법입니다. 이 방법은 입자 크기와 모양을 균일하게 조절할 수 있어 제품의 유동성, 용해도, 안정성 등을 향상시킬 수 있습니다. 또한 연속 공정이 가능하여 생산성이 높고 자동화가 용이한 장점이 있습니다. 그러나 롤러 압축 과정에서 분말이 받는 높은 압력으로 인해 활성 성분의 열화나 입자 손상이 발생할 수 있습니다. 따라서 열에 민감한 활성 성분이나 기계적 스트레스에 약한 제품에는 적합하지 않습니다. 롤러 압축법은 주로 균일성과 기계적 강도가 중요한 제품, 예를 들어 정제, 과립, 펠릿 등의 제조에 활용됩니다.
5. 분무건조법

분무건조법은 액상 원료를 미세한 액적으로 분무하고 이를 고온의 건조 공기와 접촉시켜 건조시키는 방법입니다. 이 방법은 입자 크기와 모양을 정밀하게 조절할 수 있어 제품의 유동성, 용해도, 안정성 등을 향상시킬 수 있습니다. 또한 연속 공정이 가능하여 생산성이 높고 자동화가 용이한 장점이 있습니다. 그러나 고온 건조 과정에서 활성 성분의 열화가 발생할 수 있어 열에 민감한 제품에는 적합하지 않습니다. 분무건조법은 주로 분말 제품의 제조에 활용되며, 의약품, 식품, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
6. 유동층 과립화

유동층 과립화는 분말 원료를 공기 흐름에 의해 부유시킨 상태에서 결합제를 분무하여 과립을 형성하는 방법입니다. 이 방법은 입자 크기와 모양을 균일하게 조절할 수 있어 제품의 유동성, 용해도, 안정성 등을 향상시킬 수 있습니다. 또한 공정 중 입자 간 마찰이 적어 활성 성분의 열화나 손상이 적은 장점이 있습니다. 그러나 공정 설계와 운전 조건 최적화가 까다로워 기술적 숙련도가 필요합니다. 유동층 과립화는 주로 활성 성분이 열에 민감하거나 기계적 스트레스에 약한 제품의 제조에 활용됩니다. 예를 들어 일부 생물학적 제제나 천연 물질 기반 제품 등에 적용될 수 있습니다.
7. 압출/구형 과립

압출/구형 과립화는 분말 원료를 압출기를 통해 압출한 후 구형화하는 방법입니다. 이 방법은 입자 크기와 모양을 균일하게 조절할 수 있어 제품의 유동성, 용해도, 안정성 등을 향상시킬 수 있습니다. 또한 연속 공정이 가능하여 생산성이 높고 자동화가 용이한 장점이 있습니다. 그러나 압출 과정에서 분말이 받는 높은 압력으로 인해 활성 성분의 열화나 입자 손상이 발생할 수 있습니다. 따라서 열에 민감한 활성 성분이나 기계적 스트레스에 약한 제품에는 적합하지 않습니다. 압출/구형 과립화는 주로 균일성과 기계적 강도가 중요한 제품, 예를 들어 정제, 과립, 펠릿 등의 제조에 활용됩니다.
8. 싱글-팟 공정

싱글-팟 공정은 분말 원료를 단일 용기에서 혼합, 과립화, 건조 등의 공정을 연속적으로 수행하는 방법입니다. 이 방법은 공정 단계를 최소화하여 생산성을 높일 수 있고, 공정 간 원료 이송이 필요 없어 오염 위험이 낮은 장점이 있습니다. 또한 자동화가 용이하여 작업자의 개입을 최소화할 수 있습니다. 그러나 공정 조건 최적화가 까다로워 기술적 숙련도가 필요합니다. 싱글-팟 공정은 주로 소량 생산이나 개발 단계의 제품 제조에 활용되며, 의약품, 식품, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.