Granulations- und Trocknungstechnologie UltimaPro™-Ein-Topf-Prozessoren

Ein-Topf-Prozessoren von GEA bieten eine Auswahl an Misch-, Granulations- und Trocknungsoptionen, die in einem Prozessgefäß integriert sind. Mit unserer Hilfe können Sie die am besten geeignete Technik für Ihr Produkt auswählen.

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Definition

Ein Ein-Topf-Prozessor ist ein High-Shear-Mischer/-Granulator, der ebenfalls mit Trocknungstechnologien ausgestattetet ist. Die Ein-Topf-Verarbeitung ist also die Herstellung pharmazeutischer Granulate mithilfe eines Nassgranulation-Prozesses, bei dem Trockenmischen, Flüssigkeitszugabe, Nassgranulation, Trocknung und Dimensionierung des Granulats in einer Maschine erfolgen.  

Grundlegende Vorteile

  • Dank der Integration der Granulierungs- und Trocknungskomponente in einer Maschineneinheit ist der Kapitaleinsatz in Maschinen und Platzbedarf für eine gute Herstellungspraxis (GMP) geringer als für alternative Ausführungen.
  • Die Anzahl der Materialflussschritte ist geringer: Folglich ist die Gesamt-Verarbeitungszeit bei gleich hohem Ertrag kürzer und die Herstellungsunterstützung minimal. Gleichzeitig wird auch die Zahl der erforderlichen Bediener verringert. 
  • Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit sind im Herstellungsprozess eliminiert, wodurch sich Vorteile für die Verarbeitung feuchtigkeitsempfindlicher Formulierungen ergeben. 
  • Die Anforderungen für Lösungsmittel-Rückgewinnungssysteme sind für Eintopf-Verarbeitungsmaschinen geringer als für Wirbelschichttrockner. 
  • Durch korrekte Maßnahmen an den Zu- und Auslaufventilen lässt sich leicht ein hohes Containment-Level erreichen. 
  • Ein Einzelbehältnis kann in weniger als zwei Stunden gewechselt werden, was diese Technologie sehr attraktiv macht, wenn eine große Zahl unterschiedlicher Produkte hergestellt werden soll und dementsprechend häufige Produktwechsel erforderlich sind. 
 

Wichtige Eigenschaften

  • Flexible Technologie für herkömmliche Nassgranulation, Schmelzgranulation, Pelletisierung oder Brauseproduktion, kombiniert mit Vakuum- oder Mikrowellentrocknung
  • Optionen mit Kippkesseln während der Vakuumtrocknung führen zu einer Verbesserung der Granulateigenschaften sowie zu einer Verkürzung der Trocknungszeit.
  • Einfache und effiziente Reinigung (CIP) 
  • Kompakte Technologie – verringert den Platzbedarf, indem mehrere Verarbeitungsschritte in einer Maschine vereint werden.

Anwendungen

  • In sich geschlossene Produktion von äußerst wirksamen oder toxischen Produkten 
  • Brauseproduktion 
  • Nassgranulation mittels organischer Lösungsmittel 
  • Mehrere Produktanlagen erfordern ein rasches Austauschen 
  • „Sonderanwendungen“ (z. B. Schmelzgranulation, Kristallisation auf Substraten)

Produktionskapazitäten

UltimaPro™ Größe1025751503004006009001.200
Kesselvolumen (Liter)7,927771533034006149001.166
Typisches Chargengewicht bei 0,6 g/ml (kg)3113060120160240350480

UltimaPro™ FZ

Brausegranulate und -tabletten sind eine beliebte Darreichungsform zahlreicher Wirkstoffe. Die Herstellung dieser Produkte erfordert eine besondere Aufmerksamkeit. Der UltimaPro™ FZ wurde eigens für die Herstellung von Brausegranulaten unter Anwendung der wasserbasierten Reaktionsmethode konzipiert, doch dank seiner Flexibilität ist er für alle Herstellungsmethoden von Brauseprodukten geeignet: Zwei Schritte und ein Schritt unter Anwendung von Lösungsmitteln, ein Schritt unter Anwendung von Wasser.

Grundlegende Vorteile der wasserbasierten Produktion

Bei Brauseprozessen, die Wasser verwenden, ist eine rigorose Steuerung des Reaktionsprozesses erforderlich, um stabilere Formulierungen zu erzielen. Der UltimaPro™ FZ erreicht dies durch eine rasche Durchführung der Trocknung mittels Vakuum (die optional durch Mikrowellen unterstützt wird, um die Trocknungszeiten weiter zu verkürzen), eines leckdichten Betriebs und eines eigens konzipierten, ausgeglichenen Vakuumsystems.

Grundlegende Vorteile der lösungsmittelbasierten Produktion

Die Verwendung von Vakuum zur Trocknung, kombiniert mit einem Inertisierungssystem unter Anwendung geringer Mengen Stickstoff, ermöglicht die Verwendung von Lösungsmitteln für die Verarbeitung. Das ausgeklügelte Vakuumsystem mit Kondensator ermöglicht eine einfache Rückgewinnung des Lösungsmittels, wodurch die Lösungsmittelemission minimiert und Abfälle verringert werden.

Für weitere Informationen werfen Sie bitte einen Blick auf den Abschnitt über die lösungsmittelbasierte Produktion.

 

Vorgeschlagene Konfiguration für UltimaPro™ FZ

Der UltimaPro™ FZ ist ein Ein-Topf-Prozessor, der mit einem äußerst effizienten Vakuumsystem ausgestattet ist und eine eigene ausgeglichene Konstruktion für wasserbasierte Brauseprodukte aufweist. Der Kessel ist leckdicht, um das Erreichen einer Vakuumstufe von <3 mbar zu ermöglichen. Rezepte können in herkömmliche Brauseformulierungen integriert werden.

Die Vakuumtrocknung ist die grundlegende Trocknungstechnologie, wobei die Option besteht, Mikrowellen hinzuzufügen, um die Verarbeitungszeiten weiter zu verkürzen, den Ertrag zu erhöhen und ein stabileres Endprodukt zu erzielen.

Testmöglichkeiten

Die Ein-Topf-Verarbeitungstechnologie kann im Pharma Process Development Center von GEA in Wommelgem (Belgien) getestet werden.

UltimaPro™ HC

Die Produktion von äußerst potenten Wirkstoffverbindungen erfordert ein besonders hohes Maß an Aufmerksamkeit, um zu vermeiden, dass die Bediener dem Arzneimittel ausgesetzt werden oder dass es zu einer Kreuzkontamination anderer Produkte kommt, die in derselben Anlage hergestellt werden. Der UltimaPro™ HC wurde eigens konzipiert, um eine vollständig in sich geschlossene Produktion von äußerst potenten Wirkstoffverbindungen zu ermöglichen und jedweden Kontakt zwischen dem Produkt, dem Bediener und der Umgebung zu vermeiden.

Grundlegende Vorteile

Das Konzept eines Ein-Topf-Prozessors gewährleistet eine in sich geschlossene Verarbeitung, da die Granulation und die Trocknung in einem Gefäß erfolgen und somit Produkttransfers vermieden werden. Außerdem kann der UltimaPro™ mit mehreren Eigenschaften versehen werden, um das Umschließen toxischer Pharmazieprodukte zu optimieren.

Das Produktbeschickungs- und Ablassventil kann mit der äußerst sicheren Containment-Technologie des Buck®-Ventils und sogar mit einem Isolatorgehäuse ausgestattet werden, sofern der Kunde dies wünscht.

Ein Probennahmeventil, das es dem Bediener ermöglicht, während des Prozesses Proben zu nehmen, ohne dabei die Maschine anhalten zu müssen, den Kessel zu öffnen oder sogar eine Tür des Deckels zu öffnen, kann in das Verarbeitungsgefäß integriert und an unterschiedliche Containment-Stufen angepasst werden. Das Probenbehältnis ist vollständig in sich geschlossen und ermöglicht somit den Transport der Probe in das QC-Labor, ohne sie dabei der Atmosphäre auszusetzen. 

Das Containment-Konzept gilt nicht nur für den Produktionsbereich. Bei Arbeiten mit organischen Lösungsmitteln sind die Rückgewinnung und das Umschließen dieser Lösungsmittel ebenso wichtig wie das Produkt selbst. Der UltimaPro™ ist mit einem äußerst effizienten Rückgewinnungssystem ausgestattet, das über 99 Prozent der verwendeten Lösungsmittel rückgewinnen kann. 

Selbst bei der Reinigung wird das Containment-Konzept angewendet. Der UltimaPro™ kann mit einem umfassenden Sortiment an Optionen für die Vor-Ort-Waschung und für die vollständig automatisierte Vor-Ort-Reinigung geliefert werden.

 

Vorgeschlagene Konfiguration für UltimaPro™ HC

UltimaPro-HC 75
Extrembeispiel von Containment-Maßnahmen an einem Ein-Topf-Prozessor

Der UltimaPro™ HC ist ein Ein-Topf-Prozessor, der mit entsprechenden Containment-Tools für die Be- und Entladung (Hicoflex®, MC-Ventile usw.), einem vollständigen validierbaren System, in sich geschlossenen Probennahme-Optionen oder PAT für die Endpunktbestimmung sowie mit einem optimierten Vakuumsystem mit HEPA-Filter ausgestattet ist. 

Die Vakuumtrocknung ist die grundlegende Trocknungstechnologie, wobei die Option besteht, Mikrowellen hinzuzufügen, um durch die Optimierung der Prozessparameter den Ertrag zu erhöhen und dabei nasse und klebende Materialklumpen zu vermeiden.

UltimaPro™ ECO

Organische Lösungsmittel finden bei der pharmazeutischen Nassgranulation aus zahlreichen Gründen nach wie vor Anwendung. Der UltimaPro™ Eco wurde eigens für die sichere und effiziente Verarbeitung von auf organischen Lösungsmitteln basierenden Granulationen konzipiert, wobei die beiden größten Probleme in Zusammenhang mit Lösungsmittel behoben werden: die Explosionsgefahr und die Lösungsmittelemission.

Explosionsgefahr

Es besteht Explosionsgefahr, wenn während der Granulation und Trocknung Lösungsmittel oder bestimmte Trockenprodukte mit geringem MIE verwendet werden. Durch die Beseitigung einer der Quellen, die für eine Explosion erforderlich ist, kann dieses Risiko erheblich gesenkt werden. Das Ein-Topf-System wendet ein Inertisierungsverfahren an, um dies zu erreichen. Der Sauerstoff im Kessel wird in einem automatischen Zyklus durch Stickstoff ersetzt. Sauerstoffsensoren können bereitgestellt werden, um sicherzustellen, dass der Wert unterhalb der Explosionsgrenzwerte liegt.

Ein weiterer Vorteil der Anwendung eines Ein-Topf-Prozessors für Lösungsmittelprozesse in Zusammenhang mit der Explosionssicherheit ist die Tatsache, dass die Trocknung in einem Vakuum und somit in einer sauerstoffarmen Umgebung (selbst ohne Inertisierung) stattfindet.

Lösungsmittelemission

Da der Prozess in einem Vakuum stattfindet, entstehen während des Trocknungsprozesses nur Lösungsmitteldämpfe, wodurch die einfache Kondensation die ideale Methode ist, um Lösungsmittelemissionen zu verringern oder zu beseitigen. Das Vakuumsystem des UltimaPro™-Eco besteht aus einer äußerst effizienten Kombination aus Kondensatoren (Kühlung bis zu einer zur Lösungsmittelkondensation geeigneten Temperatur) und Vakuumpumpen, um eine rasche und sichere Trocknung zu gewährleisten und die Lösungsmittelemission und die Abfallbehandlung zu minimieren.
 

Risikoanalyse

GEA hilft Ihnen mit seiner umfassenden betriebsinternen Erfahrung gerne bei der Erstellung eines risikobasierten Ansatzes zur Bewertung sowie für HAZOP-Studien.

Vorgeschlagene Konfiguration für UltimaPro™-Eco

Der UltimaPro™ Eco ist ein Ein-Topf-Prozessor, der mit einem äußerst effizienten Vakuumsystem ausgestattet ist, das eine einfache Rückgewinnung von bis zu 99,5 Prozent der Lösungsmitteldämpfe ermöglicht. Alternativ dazu können Polizeikondensatoren oder Aktivkohlefilter integriert werden, um alle Lösungsmittelemissionen zu beseitigen. Das ganze System wurde konzipiert, umgesetzt und zertifiziert, um den ATEX-Richtlinien zu entsprechen.

Die Vakuumtrocknung ist die grundlegende Trocknungstechnologie, wobei die Option besteht, Mikrowellen hinzuzufügen, um die Verarbeitungszeiten zu verkürzen.

Trocknungsoptionen

Mit der High-Shear-Granulationstechnologie als Grundlage setzt man bei der Ein-Topf-Verarbeitung auf die Anwendung von Vakuum im Kessel, um die nasse Masse zu trocknen. Diese Technik ermöglicht dank der äußerst effizienten Lösungsmittelrückgewinnung die Trocknung von pharmazeutischen Wirkstoffverbindungen bei niedrigen Temperaturen sowie eine minimale Umweltbelastung – selbst wenn bei der Granulation organische Lösungsmittel verwendet werden. Der Vakuumtrocknungsprozess kann durch die Transflo™-Technik oder durch die Mikrowellentrocknung verbessert werden.

Vakuumtrocknung

Die Vakuumtrocknung ist das Trocknungsprinzip, das der Ein-Topf-Verarbeitung zugrunde liegt. Durch die Senkung des Drucks im System wird die Verdampfungstemperatur der Granulationsflüssigkeit erhöht, wodurch die Verarbeitungstemperatur und die zur Trocknung erforderliche allgemeine Energiezufuhr verringert werden. Um eine optimale Trocknungseffizienz zu erzielen, wurde der Konzipierung des Vakuumsystems des Sortiments UltimaPro™ eine besondere Aufmerksamkeit zuteil. Eine hervorragende Lösungsmittelrückgewinnung und eine konkurrenzfähige Trocknungsrate können erzielt werden, indem Kondensatorsysteme hinzugefügt und die richtigen Pumpen ausgewählt werden. Es stehen unterschiedliche Konfigurationen zur Verfügung, um jeder Prozessanforderung gerecht zu werden.

Gasunterstützte Vakuumtrocknung

Der Vakuumtrocknungsprozess kann durch das Hinzufügen einer geringen Menge Gas verbessert werden, das während der Trocknungsphase durch das Produkt strömt. Die gasunterstützte Vakuumtrocknung (Transflo™-Technik) führt zu kürzeren Trocknungszeiten und einer geringeren Restfeuchtigkeit im Endprodukt. Das Transflo™-System für die gasunterstützte Vakuumtrocknung wurde konzipiert, um eine optimale Verteilung des Strippgases im gesamten Produkt zu gewährleisten, ohne dabei die Prüfung, Validierung oder Reinigbarkeit zu beeinträchtigen.
 

Mikrowellentrocknung

Mikrowellen können als zusätzliche Energiequelle hinzugefügt werden, um den Trocknungsprozess weiter zu verbessern. Aufgrund der zusätzlichen Energie, die dem Prozess zugeführt wird, ist die Mikrowellentrocknung zweifelsohne die schnellste Trocknungsmethode, die für Ein-Topf-Systeme zur Verfügung steht. Unser System ist mit Steuerungs- und Sicherheitsmerkmalen ausgestattet, um eine hervorragende Prozesssteuerung und ein hohes Maß an Sicherheit für das Produkt, den Bediener und die Ausrüstung zu gewährleisten.

Kippkessel

Die Verwendung von Kippkesseln während der Vakuumtrocknung führen zu einer Verbesserung der Granulateigenschaften sowie zu einer Verkürzung der Trocknungszeit. Dies ist eine äußerst sanfte Methode, das Produkt während der Trocknung zu schütteln, da weniger Feinteile produziert werden und somit die Verarbeitung von Formulierungen möglich ist, die nicht explizit für die Vakuumtrocknung in einem Ein-Topf-Prozessor entwickelt wurden.