Granulate bilden in der oralen Feststoffproduktion eine zentrale Zwischenstufe zwischen der Pulvermischung und der fertigen Tablette oder Kapsel. Sie verbessern die Fließeigenschaften, reduzieren Entmischungsneigung und ermöglichen eine gleichmäßige Wirkstoffverteilung im Pressling. Während die Feuchtgranulierung mit wässrigen oder alkoholischen Bindemittellösungen arbeitet, verzichtet die Trockengranulierung vollständig auf externe Flüssigkeiten. Für Wirkstoffe, die hydrolyseanfällig sind, bei erhöhter Temperatur degradieren oder eine geringe thermische Belastungstoleranz aufweisen, ist sie häufig die einzige technologisch sinnvolle Option.
Das Verfahren findet darüber hinaus Anwendung, wenn der nachgelagerte Trocknungsschritt – wie er bei der Nassbearbeitung zwingend anfällt – aus wirtschaftlichen oder anlagentechnischen Gründen vermieden werden soll. Auch bei gut komprimierbaren Hilfsstoffen, die kein zusätzliches Bindemittel benötigen, bietet die Trockengranulierung eine prozessökonomisch attraktive Alternative.
Mechanismen der Trockengranulierung
Das Grundprinzip der Trockengranulierung beruht auf mechanischer Kompaktierung: Pulverpartikel werden unter hohem Druck so eng zusammengepresst, dass interpartikuläre Bindekräfte – vor allem Van-der-Waals-Kräfte, elektrostatische Wechselwirkungen und, bei plastisch verformbaren Materialien, mechanische Verhakungen – einen stabilen Verbund erzeugen. Dabei entsteht zunächst ein flächiges Zwischenprodukt, das anschließend zerkleinert und klassiert wird.
Die für die Bindung entscheidende Größe ist der tatsächlich wirkende Druckanteil, der auf die Partikeloberfläche trifft. Plastisch verformbare Substanzen wie mikrokristalline Cellulose (MCC) oder Laktose-Monohydrat eignen sich gut, weil sie unter Druck fließen und eine große gemeinsame Kontaktfläche ausbilden. Spröde Materialien hingegen neigen zur Lamination und müssen durch geeignete Hilfsstoffe in ihrer Kompaktierbarkeit verbessert werden. Die Auswahl eines internen Bindemittels – häufig MCC, Povidon oder Copovidon in trockener Form – ist daher ein wesentliches formulierungstechnisches Kriterium.
Walzenkompaktierung: das dominierende Maschinenkonzept
In der industriellen Praxis hat sich die Walzenkompaktierung (englisch: Roller Compaction) als Standardverfahren der Trockengranulierung etabliert. Das Pulver wird über eine Dosierschnecke kontinuierlich in den Walzenspalt gefördert, wo es zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen zu einem Ribbon – einem bandförmigen Pressling – verdichtet wird. Die Walzenkraft, der Walzenspalt und die Schneckengeschwindigkeit sind die primären Stellgrößen.
Dem Kompaktierungsschritt folgt die Mühle, in der das Ribbon reproduzierbar zerkleinert wird. Gebräuchlich sind Siebgranulatoren mit oszillierenden oder rotierenden Stäben sowie Conidur-Siebe mit definierter Lochanordnung. Die Maschenweite des nachgelagerten Siebs bestimmt maßgeblich die Korngrößenverteilung des Granulats. Eine zu hohe Kompaktierkraft erzeugt sehr hartes Ribbon, das beim Mahlen hohe Feinanteil generiert; eine zu niedrige Kraft liefert instabile Ribbons mit unzureichender Dichte.
