Tecnologia di granulazione, essiccazione e pellettizzazione per applicazioni farmaceutiche Lavorazione su letto fluido di prodotti farmaceutici

GEA fornisce processori a letto fluido per applicazioni di blending, granulazione, essiccazione, pellettizzazione e rivestimento per l'industria farmaceutica. Questi includono sistemi di piccola capacità progettati per le attività di ricerca sviluppo così come impianti industriali per la produzione partitaria di componenti farmaceutici in condizioni cGMP.

Lavorazione a letto fluido

Per la massima flessibilità di produzione, GEA può fornire un'unità a letto fluido singola o il processore a letto fluido FlexStream™, che combina processi multipli in un'unica apparecchiatura.

GEA offre una serie di processori a letto fluido idonea alla formulazione, allo sviluppo e alla produzione di materiale clinico fino alla scala industriale; la progettazione è basata sulla filosofia secondo cui vari moduli standardizzati possono essere combinati per soddisfare esigenze specifiche. Pertanto, essiccatore con la medesima capacità possono essere completamente differenti in termini di progetto, configurazione e dimensioni.

Capacità di produzione

Dimensioni PMA50010001500300045006000900012000
Capacità operativa tipical25-5060-115120-225240-450320-600480-900720-1355960-1800
Peso tipico del lotto (a 0,5 g/ml)kg2560115225300450680900
 

Moduli di lavorazione

Essiccatore: è soffiata aria calda attraverso un distributore traforato per essiccare velocemente e delicatamente i materiali fino al raggiungimento del contenuto necessario di umidità residua. L'umidità che evapora dal prodotto è scaricata con l'aria di essiccazione, consentendo tempi di lavorazione molto brevi.

Precision Granulator™: un nuovo processo di granulazione in cui nel tubo centrale di agglomerazione si instaura un flusso d'aria in rotazione ad alta velocità. Le particelle sono prelevate alla base del tubo e accelerate dal flusso d'aria. Esse entrano in contatto con le goccioline di liquido prodotte da un ugello nebulizzatore alla base del tubo. La velocità relativa dell'aria, delle goccioline di liquido e delle particelle è elevata, pertanto l'inumidimento è efficace e l'essiccazione inizia quasi immediatamente. La maggior parte del materiale di processo è in un'area di deposito esterna in cui la velocità del gas è molto bassa. L'attrito è notevolmente ridotto. Anche nell'area di deposito l'umidità del gas è bassa, in modo tale da mantenere asciutto il materiale ed evitare lo sviluppo di fenomeni di adesione. Le singole particelle possono essere sottoposte a cicli ripetuti (tipicamente da 10 a 1000) attraverso il tubo, consentendo la creazione di agglomerati molto grandi.

Granulatore con nebulizzazione dall'alto: offrendo la granulazione e l'essiccazione in un processo single-pot, il granulatore con nebulizzazione dall'alto agglomera le particelle più fini in granulati scorrevoli di dimensioni maggiori. Gli ingredienti sono miscelati e preriscaldati da un flusso di aria calda diretto verso l'alto. La granulazione ha luogo nebulizzando un liquido nella polvere fluidificata. Successivamente i granuli sono essiccati con aria calda. Il granulatore con nebulizzazione dall'alto può essere utilizzato anche per il rivestimento con nebulizzazione dall'alto, la stratificazione da un liquido e l'istantaneizzazione. 

Granulatore spray dryer: con lo scarico continuo o per lotti disponibile in modalità continua, il granulatore spray dryer trasforma le sospensioni o le soluzioni in granuli secchi, scorrevoli e privi di polvere. Una sospensione o una soluzione della sostanza da essiccare è nebulizzata su un flusso di aria calda, facendo essiccare e agglomerando contemporaneamente il prodotto. Questo è scaricato a velocità controllata per mantenere un'altezza del letto ottimale. Le caratteristiche speciali includono un facile scale-up e un piccolo ingombro.

PRECISION-COATER™: questo processore a letto fluido multifunzionale può essere utilizzato per la produzione di pellet mediante stratificazione del materiale attivo su un nucleo di materiale inerte. Offrendo velocità di nebulizzazione elevate per processi brevi, i nuclei preformati non simili sono immersi in una soluzione o sospensione nebulizzata di materiale attivo e contemporaneamente essiccati.

FlexStream™ propone lavorazioni multiple utilizzando un singolo tamburo, offrendo sia flessibilità che vantaggi economici.

FlexStream™ è un processore multifunzionale di GEA che utilizza una tecnologia collaudata a letto fluido per eseguire processi di granulazione, essiccazione e rivestimento di pellet (o di compresse) in un'unica apparecchiatura.

Processore a letto fluido FlexStream™

FlexStream a letto fluido per prodotti farmaceutici
  • Contenitore unico dei prodotti per tutte le operazioni 
  • Design/altezza unici per tutte le operazioni 
  • Volumetria ridotta sia in termini di altezza che di ingombro 
  • Scale-up lineare integrato 
  • Pronto al carico e allo scarico in totale contenimento 
  • Omogeneità superiore dei prodotti sia in termini di LOD (perdita all'essiccamento) che di PSD (distribuzione granulometrica delle particelle)
  • Misurazione in linea della crescita delle particelle per la conformità agli standard PAT
  • I processori a letto fluido di GEA esistenti possono essere aggiornati con la tecnologia FlexStream™

FlexStream™ è dotato di ugelli nebulizzatori montati nelle pareti laterali del processore. Sebbene questa sia una posizione ottimale dal punto di vista della lavorazione, essa comporta ancora il rischio di inumidimento eccessivo e incontrollato. Con FlexStream™ tale inconveniente è risolto allontanando in modo pneumatico le particelle dall'area ad elevata umidità immediatamente antistante alle punte degli ugelli, utilizzando un flusso d'aria protettivo prelevato dalla normale aria di processo. Questa configurazione non richiede aria compressa, determinando una resa maggiore grazie al minor numero di particelle distrutte. 

Il sistema è anche molto efficiente in termini energetici rispetto a quelli ad aria compressa, poiché non è necessaria una terza alimentazione d'aria. Il sistema FlexStream™ offre un vantaggio aggiuntivo poiché non necessita di alcuna regolazione meccanica per passare dal funzionamento dell'apparecchiatura come essiccatore al funzionamento come granulatore o macchina per il rivestimento. 

Dati di prova sorprendenti dimostrano che, oltre a tali vantaggi commerciali, FlexStream™ offre una qualità superiore del prodotto rispetto alla granulazione con nebulizzazione dall'alto convenzionale o al rivestimento Wurster.

Principali vantaggi di FlexStream™

  • Investimento ridotto 
  • Cambio di prodotto facile e veloce 
  • Tempi di fermo impianto ridotti 
  • Sistema a letto fluido flessibile per l'essiccazione, la granulazione e il rivestimento dei pellet 
  • Scale-up lineare
  • Design compatto
  • Risparmio economico
 

Una combinazione tra ispirazione e tecnologia

Lavorazione ispirata di prodotti effervescenti con la tecnologia di granulazione a letto fluido FlexStream™.

  • Idonea a tutte le formulazioni effervescenti con solventi acquosi e/o organici. 
  • Robusto processore per la granulazione di prodotti scorrevoli privi di grumi. 
  • Processo sostanzialmente più rapido rispetto ai metodi tradizionali di lavorazione dei prodotti effervescenti. 
  • Costi totali minimi per una lavorazione di alta qualità dei prodotti effervescenti.

Controllo dei processi

GEA ha integrato la propria conoscenza ed esperienza nei processori farmaceutici a letto fluido per aiutare gli operatori a monitorare e controllare il processo in modo semplice e intuitivo.

Monitoraggio dei processi

La tastiera posizionata nel pannello frontale del controllore a logica programmabile (PLC) e il monitor integrato sono utilizzati per l'impostazione delle ricette e la visualizzazione del processo in tempo reale tramite MIMIC. Per una compatibilità ottimale con le strategie esistenti di controllo dell'impianto, i sistemi a letto fluido sono disponibili con una scelta di comandi manuali o automatizzati conformi agli standard FDA. Le opzioni basate su PLC e PC offrono un'ampia gamma di funzioni per la gestione delle ricette, l'acquisizione dati e la comunicazione in rete.

L'iniziativa PAT (tecnologia analitica di processo) della FDA ha consentito a GEA di combinare le proprie competenze nella progettazione delle apparecchiature con il know-how nell'ingegneria di processo per integrare gli analizzatori in linea (PAT) nei suoi sistemi di processo, in modo da fornire ai propri clienti la possibilità di ottenere informazioni operative reali sul processo e aiutarli a raggiungere obiettivi fondamentali di qualità dei prodotti.

L'obiettivo dell'iniziativa PAT è quello di garantire che i prodotti farmaceutici siano lavorati utilizzando processi noti e monitorati, e che le caratteristiche fondamentali di qualità dei prodotti possano essere attivamente controllate. 

La combinazione tra il monitoraggio dei processi con analizzatori in linea, i solidi principi di ingegneria di processo e le tecniche avanzate di modellazione, consentirà il controllo attivo dei processi per compensare le minime variazioni nell'alimentazione (materie prime), in modo che le specifiche dei prodotti finali siano più vicine agli obiettivi ideali. 

L'utilizzo di modelli di processo per identificare le condizioni che determinano le migliori prestazioni dei prodotti nelle varie procedure consecutive, consentirà di impostare l'intero processo di produzione orientandolo verso le migliori prestazioni del dosaggio finale, anziché limitarsi a ottimizzare singolarmente le operazioni di ciascuna unità. L'ampio campo di visibilità di GEA fornisce una prospettiva unica su tutto il processo.

Tecnologia Lighthouse Probe™

GEA ha creato una sonda ottica di processo compatta e facile da pulire per l'impiego nelle apparecchiature di lavorazione delle polveri. Il risultato è la nuova Lighthouse Probe™, che può essere utilizzata con un'ampia gamma di tecniche spettroscopiche, tra cui la NIR (infrarosso vicino) e la UV/vis (ultravioletto/visibile), per superare il classico problema dell'adesione dei prodotti alle finestre di osservazione. 

La sonda è compatta e facile da installare, rende possibile eseguire, nel corso del processo, misurazioni affidabili delle caratteristiche critiche di qualità dei prodotti, tra cui

  • identificazione del materiale e del contenuto attivo 
  • uniformità del contenuto attivo durante le operazioni di blending ad alta azione di taglio 
  • contenuto di umidità e punto finale durante i processi di essiccazione 
  • crescita del rivestimento durante il relativo processo

I metodi ottici come la spettroscopia UV/vis o NIR possono costituire strumenti molto potenti per analizzare un'ampia gamma di caratteristiche dei prodotti. Tuttavia, nei processi in cui sono coinvolte polveri umide e adesive, è necessario assicurare che il sistema permetta una chiara visione del prodotto. Le finestre convenzionali utilizzate nelle apparecchiature di processo, come i sistemi a letto fluido o i granulatore ad alta azione di taglio, hanno sempre presentato un rischio insito di incrostazione. La nuova sonda Lighthouse Probe™ ha risolto questo problema.

 

Progetto dell'impianto

Utilizzando componenti standard collaudati, GEA può fornire un progetto di impianto a letto fluido caratterizzato da semplicità e flessibilità. I moduli di processo, i filtri, i sistemi di controllo e le unità di trattamento dell'aria scelti dal cliente possono essere combinati per soddisfare i requisiti di processo. Questo approccio modulare assicura che le procedure di qualificazione e validazione siano ridotte al minimo.

Installazione a parete

Posizionando la colonna di supporto nella parte posteriore del letto fluido, si ottiene un'installazione a parete che assicura l'alloggiamento di tutte le apparecchiature ausiliarie all'esterno della sala di processo. Ciò semplifica enormemente la conformità alle linee guida GMP.

Controllo delle emissioni di solventi

È disponibile una gamma di sistemi a ciclo aperto e a ciclo chiuso per la rimozione o il recupero dei solventi organici. Le opzioni includono la condensazione, l'assorbimento, l'ossidazione termica e la depurazione a umido.

Sistemi di nebulizzazione

In base alle esigenze di processo sono forniti ugelli, pompe e unità di trattamento dei liquidi.

Scarico dei prodotti

Per lo scarico automatico dei prodotti, sono disponibili sistemi di trasporto pneumatico o per gravità da utilizzare con la tecnologia di distribuzione dell'aria Non-Sifting Gill Plate™.

Unità di trattamento dell'aria di ingresso

L'aria d'ingresso è trattata utilizzando una serie di filtri e di unità di condizionamento in base alla sensibilità del processo e alle condizioni climatiche ambientali. Le opzioni variano dall'equipaggiamento minimo di base, composto da un prefiltro, un riscaldatore e un filtro finale, fino al condizionamento completo dell'aria per fornire tutto l'anno condizioni di processo costanti. Nella maggior parte delle applicazioni, per la deumidificazione dell'aria si utilizzano condensatori, ma per prodotti igroscopici o effervescenti che richiedono un punto di rugiada molto basso, possono essere installati ulteriori dispositivi di assorbimento. L'umidificazione si ottiene mediante iniezione di vapore.

Filtri di processo

Nelle applicazioni di granulazione, essiccazione e nella maggior parte delle applicazioni di pellettizzazione, si utilizza un filtro di processo per intrappolare le particelle di piccole dimensioni, che sono successivamente reintrodotte nel letto fluido quando si esegue la pulizia del filtro. Nelle applicazioni di rivestimento è generalmente necessario rimuovere le particelle fini. I letti fluidi utilizzati per più tipi di processo possono essere equipaggiati con filtri di processo intercambiabili.

 

Filtri disponibili

Filtro a scuotimento a sacco singolo: un filtro semplice, di base, con un solo sacco la cui pulizia avviene per scuotimento. Durante la pulizia del filtro la fluidificazione è arrestata.

Filtro a scuotimento multisacco: questo filtro è diviso in due o più sezioni, ciascuna con un sacco separato. Per una produzione più veloce ed efficiente, i sacchi sono puliti singolarmente scuotendo il filtro, mentre nelle altre sezioni la fluidizzazione prosegue.

Filtro blow-back: è costituito da sezioni multiple ciascuna con sacco di filtraggio. La pulizia ha luogo un sacco per volta, in modo che la gran parte del filtro sia sempre disponibile per una fluidizzazione continua.

Filtro a cartuccia: le cartucce in acciaio inox sono sottoposte a pulizia una per volta, in modo che la gran parte del filtro sia sempre disponibile per una fluidizzazione continua. A differenza dei filtri a sacco, la pulizia di questo sistema può avvenire sul posto.

Dispositivo di ritenzione delle particelle: utilizzato per le applicazioni di rivestimento, la sua struttura trattiene le particelle più grossolane e le reintroduce nel processo, rimuovendo la polvere e inviandola a un'unità di filtraggio esterna.

Contenimento

Le attuali norme per la buona fabbricazione richiedono in modo crescente che il prodotto sia sottoposto a contenimento durante la lavorazione per proteggere sia gli operatori che l'ambiente. I sistemi di processo a letto fluido integrati non solo assicurano il contenimento ma consentono anche un miglioramento della produttività tramite l'automazione, una resa maggiore e procedure di pulizia efficienti.

Costi delle apparecchiature elevati rispetto ad ambienti di lavoro pratici per gli operatori

  • Una migliore tecnologia di contenimento consente agli operatori di lavorare al di fuori dei sistemi di contenimento.
  • Gli operatori sono meno limitati, consentendo un ambiente di lavoro più efficiente. 
  • Basso rischio di contaminazione 
  • Sviluppo di prodotti/composti più attivi 
  • Norme più rigorose 
  • Migliori condizioni di pulizia e buon ordine 

Interfacce di contenimento

Anello portatile_BUCK MC

Le richieste riguardanti le apparecchiature utilizzate nell'industria farmaceutica sono in continuo aumento, specialmente riguardo alla protezione dell'ambiente di lavoro e dello stesso prodotto dai contaminanti nocivi. Sono necessarie soluzioni altamente specializzate, tra cui

  • valvola split Buck® MC: un sistema innovativo che unisce tutti gli attuali requisiti in un'apparecchiatura ad alto contenimento: design pienamente conforme alle norme GMP, nessuna necessità di condizioni di vuoto, centraggio robusto, collegamento libero e sgancio rapido, senza utensili, conforme agli standard. Ma il punto più innovativo è l'idea di utilizzare soltanto valvole passive azionate da un attuatore modulare. 
  • L'interfaccia di contenimento monouso Hicoflex® per la movimentazione rapida dei materiali svolge contemporaneamente svariate funzioni: rappresenta un metodo affidabile di trasporto dei materiali, un sistema di collegamento ergonomico, un modo per trasferire il prodotto senza contaminazioni e un sistema di chiusura ermetica affidabile dei contenitori per il trasporto. È semplice, efficace ed economico. 
  • esperti nel contenimento: GEA offre non solo la più ampia varietà di soluzioni hardware per la movimentazione dei materiali in ambiente di contenimento, ma anche un'esperienza senza eguali nell'identificare la soluzione adeguata in base a un'analisi del rischio di contenimento.