Simulation der Tablettenbeschichtung in Trommelcoatern

Ziel des Projektes war daher die Entwicklung eines integralen Modells zur Beschreibung des Tablettenbeschichtungsprozesses.

Das Modell beinhaltet mehrere Untermodelle, u. a. die Tablettenbewegung im Trommelcoater, die Tablettenbeschichtung durch die Beschichtungsflüssigkeit und die Kinetik des Wärme- und Stoffübergangs.

Zur Beschreibung der Tablettenbeschichtung durch die Beschichtungsflüssigkeit wurde zunächst eine Versuchsanlage gebaut, welche den Transport von Einzeltabletten durch eine Einzeltropfenkette ermöglicht. Daraus wurde ein Modell entwickelt, welches die Vorhersage des Kollisionsergebnisses (Deposition oder Separation) eines Tropfens mit der Tablettenoberfläche erlaubt. Die Tablettenbewegung im Trommelcoater wurde unter Verwendung der Diskreten-Elemente-Methode (DEM) simuliert. Die Charakterisierung des Sprays erfolgte mittels Phasen-Doppler-Anemometrie. Die Ergebnisse dienten als Einlassbedingungen für die Simulation der Tropfendeposition auf dem bewegten Tablettenbett. Durch die Weiterentwicklung eines OpenSource DEM-Tools konnten verschiedene Tablettenformen mittels zusammengesetzter Kugeln dargestellt werden. Die daraus resultierende Reduzierung der zu berechnenden Flächen ist ein entscheidender Effizienzvorteil gegenüber anderen Ansätzen. Die bisherige Limitierung des OpenSource DEM-Tools durch die fehlende Verknüpfung zu einer Strömungssimulation wurde erfolgreich adressiert, sodass die Tablettenbewegung in der rotierenden Trommel mit der Verknüpfung zum Spray und zur Trocknungsluft numerisch analysiert werden kann.