造粒技術およびペレット化技術 PMA™ 高剪断力処理装置

乾燥粉末の高速な分散、水溶造粒または溶剤造粒、発泡性製品、発泡性製品の生産および溶融ペレット化に等しく適合する製薬用途向けの多目的加工装置。

PMA™ 高剪断力技術

PMA システムは 3 台の機械から構成され、1 ~ 1800 L の容量でシステム設計に総合的な柔軟性をもたらします。 最高レベルの汎用性を持ち、ブレンド、高剪断力造粒、溶融または湿式ペレット化に対応するモジュール型オプションが含まれます。 この設計により、製品処理と封じ込めのハンドリングを最大化できます。 ユーザ選択による標準プロセスモジュールを、先進的な自動化と CIP (cleaning-in-place: 定置洗浄) システムと結合することで、個別のニーズを満たすカスタムのソリューションを得られます。

PMA™ ボトムドライブ高剪断力造粒機

GEA は、製薬業界の混合と造粒向けに、先進的な固形物処理プラントを提供します。 これには研究開発用に設計された小容量システムおよび cGMP (Current Good Manufacturing Practices: 現行医薬品適正製造基準) 条件下の医薬化合物のバッチ生産のための産業規模プラントが含まれます。

実績のある標準構成部品を使用することで、GEA はシンプルさと柔軟性の両方をプラント設計に提供できます。 ユーザが選択したプロセスオプション、洗浄装置、管理システム、および PAT 技術はシステム内で組み合わされ、プロセス要件を正確に満たします。 この方式によって資格認定および検証手順が最小限にされます。

特長

  • プロセス封じ込め 
  • インペラおよびチョッパのオプション
  • スタンドアロンまたは壁面型の設置を利用可能
  • WIP または CIP の統合
  • モジュールアップグレードを利用して将来の要件に対応
  • 完全に開くカバーで点検が容易
  • 最新の終点検出手法
  • 再現性に優れた先進的なプロセス制御
  • 非常に容易な操作 (全自動または手動)

高剪断力混合

後続の生産ステップが何であっても、活性化合物や他の添加剤の製剤は均質に混合する必要があります。 低剪断力混合は均質性を得るのに混合機アームの遊星運動を頼る一方、高剪断力混合では高強度混合ブレードを使用して均質な混合物が得られます。 最も適切な技術は後続の生産ステップに左右されます。 当社は適切な選択をサポートします。

高剪断力ペレット処理

粉末から細粒を形成するには、造粒液体と機械的なエネルギーが必要です。 ペレットの製剤は、造粒をさらに一歩進めて楕円の細粒を形成する処理と考えることができます。 高剪断力ペレット化のために特別な混合ツールが提供されており、プロセスを最適化し成果物を最大化できます。

湿式ペレット化: このプロセスでは回転式噴霧器を使用して混合によるバインダ液の的確な拡散を得る一方、特別な高速回転ブレードを使用して製品を最大限に動かし効率的なペレット化を促進します。 PTFE 容器内張りにより、最も結合力のある製品でも、「top and tailing」の必要性を最小限にできます。 いくつかの調査では、GEA 特有の PTFE 内張りは生産効率性を 40% 向上させることが示されています。 または、ペレット生産に使われるものと類似した押し出し機を使用できます。 典型的な設定では、すべての成分の投入後にそれらを容器であらかじめブレンドします。 押し出し機の設計に応じて、液体を押し出し機内に添加するか、または正しく整合するように液体を別途混合できます。 押し出し機によって生成された材料は、連続的な流動床に直接転送され、そこで任意の水分量レベルまで乾燥されます。

溶融ペレット化: これは 1 ステップでペレットを生成する格段に迅速な方法です。 活性物質とバインダがバインダ形状に混合され、バインダが溶けるまで加熱されます。 1 つのバッチは、通常 15 ~ 20 分で処理され、以降の乾燥は不要です。

 

PMA-Advanced™

重要な点として、PMA-Advanced™ の処理構造は同じです。設計の手直しは、ユーザや所有者にとって、容易な扱い、優れた洗浄性、プロセス解析や設置が可能になる部分に限られました。 PMA-Advanced™ の小さな設置面積や表面積は空間を節約し、保守点検などのアクセスは GMP カバーヒンジから行います。 これらの新しい長所と実績あるPMA™ プロセス技術を組み合わせることで、GEA は固有の造粒ニーズに適する論理的なソリューションを提供します。 設計の背景には、標準化されたオプションを組み合わせて特注のプラントに構成することで特定プロセスの要件に対応する、という概念があります (例えば、同じ能力の造粒機でも設計、構成、実寸などがまったく異なるなど)。

完全な封じ込められたプロセス

  • BUCK® 強力封じ込め割弁技術のロードおよびアンロード 
  • 有毒化合物では、アイソレータボックスを統合可能 
  • 製品サンプリング

安全性と環境

国、地方、および社内の規制に完全に準拠するため、GEA では、溶剤回収システム、アウトレットフィルタおよび完全封じ込めプラントなど、さまざまな排出制御オプションを取り揃えています。 必要に応じて、防爆および衝撃圧基準に適合する装置を提供できます。

広範な安全性テストで、圧力の増進効果が確認され、統合システムの安全設計限界が特定されています。 GEA はドイツの安全性専門センターの FSA と連携し、100 回以上の試験的爆発を含む広範なテストプログラムを実施しました。 この調査の結果、爆発分離バルブなしに造粒機を流動床乾燥機に直接接続した統合システムでの搬送作業中に爆発が起きた場合、造粒機における二次的な爆発圧力は流動床における場合と比較して格段に高いことが判明しました。 これらのテストにより、GEA は圧力衝撃耐性を持つ幅広い統合システムおよび 16 bar 圧力衝撃耐性を持つ高剪断力造粒機について、EC 型式認定を得ることができました。

生産能力

PMA サイズ15030040060080012001800
動作範囲L60 ~ 115120 ~ 225160 ~ 300240 ~ 450320 ~ 600480 ~ 900720 ~ 1350
標準重量、@ 0.6 g/mlkg60120120240320480720

PMA™ Standard および Advanced 高剪断力造粒機

実績のある標準構成部品を使用することで、GEA はシンプルさと柔軟性の両方をプラント設計に提供できます。 ユーザが選択したプロセスオプション、洗浄装置、管理システム、および PAT 技術はシステム内で組み合わされ、プロセス要件を正確に満たします。 この方式によって資格認定および検証手順が最小限にされます。

壁面型構成

壁面型は、清浄性、保守、および ATEX の面で最良のオプションです。 モータをプロセス室外に維持することで、清掃が難しい機器類からの汚染リスクを避けられます。 保守はテクニカルなスペースから行われ、保守エンジニアが GMP スペースで作業する必要性は最小限になります。 これにより作業が容易になり、この場合も汚染のリスクが減ります。 ATEX 適合のため、テクニカルなスペースを安全な空間として設計しています。 これにより高価な防爆モータは必要なく、溶剤を扱う作業のグレードを容易に高めることができます。 フレーム取り付けにより機械の標準フォーマットが可能になり、同じ構造を使用して機械を構築、設置できます。 この構造体は標準のモジュールを使用して高さを増し、お客様任意の高さを実現できます。 設置によっては、構造体に制御パネルを取り付けて、出荷前に完全なシステムの適格性評価を行い、現場での設置期間を大幅に短縮できます。

インペラおよびチョッパのオプション

  • 標準 PMA インペラ - 標準インペラは PMA 高剪断力造粒機の円錐形ボウルで使用できるように設計されています。 
  • U 字型チョッパ: 標準チョッパは PMA 高剪断力造粒機の円錐形ボウルで使用します。 
  • M8 インペラ - 混合特性を向上し、処理を迅速化し、より明確な終点を特定できる、革新的な後退翼デザインを採用しています。 
  • マルチブレードチョッパ - フラッシュマウント型のマルチブレード設計により、低速でバインダ溶液の拡散と製品の動きを高めることができます。

ろ過

材料フィルタおよびシュラウド 
製品のろ過は、取り外しが容易で清掃、再利用が可能な素材フィルタを使用して行います。 真空および CIP 用途では、ステンレス鋼が使われる場合もあります。

排出

壁面型ミル
製品は、高剪断力造粒から受け取り容器に直接またはサイジングミルを経由して排出できます。 これにより、以降の処理のために細粒をより均等な大きさに細分化します。 PMA-Advanced™ は、壁面型ヒンジ固定サイジングミルを備えており、膨張式シールを使用して排出ポートに直接接続されます。 保守、清掃、製品の切り替えの際には、シールが収縮してミルがポートからヒンジで移動して離れ、完全にアクセスできるようになります。 TTW (壁面型) 設置により、モータと制御装置を清浄なプロセス領域から遠ざけることができます。 標準ミルの他に CIP および圧力衝撃耐性のオプションを利用でき、主要機械の封じ込めと安全の信頼性に適合します。 

隠しヒンジ機構

隠しヒンジ機構にカバーを取り付けながら、カバーが最小の力で持ち上がるようになる一方、釣合い重りはテクニカルスペースに保持されます。 これにより GMP 設計が助長され、表面が減るとともに清掃が楽になります。 圧力衝撃耐性設計オプションとともに提供される機器では、ヒンジインターロッキングシステムは電動アシストされ、ボウルカバーを安全で楽に開くことができます。

 

ロード

自重ロード
シンプルな開ポートまたは閉ポートをカバーに取り付け、製品を混合ボウルに投入するために使用できます。 強力な粉末では、割弁技術によりロード中に完全な封じ込めが可能です。 PMA-Advanced™ には場合により円錐形のロードポートが付属し、粉末ロードポートをカバーから取り外せるようになりますが、自重ロードステーションに完全固定となる上、カバーを開くためのアクセスが常に必要になります。

真空ロード
真空技術によって迅速なロードが可能になります。 GEA の革新的な真空キルド技法により容易な操作と保守が可能になり、標準サイズのフィルタのみで済みます。 

バインダ溶液添加

ノズル
幅広いノズルが利用できることで、最適なバインダ液の液滴サイズが得られ、粉末質量の全体を均一に配分できるようになります。

ポンプ
機械式または空気式ポンプを使用して、造粒に必要なバインダ溶液を混合ボウルにポンピングし、バインダ液を噴霧ノズルに移送できます。 高粘度のバインダ注入には、特別なポンプを利用できます。 

圧力ポット
または、圧力ポットを使用すればバインダ溶液を高圧で迅速に移送し、バインダノズル噴霧システムにより液を的確に拡散できます。 これらのシステムは、一般的に小規模な研究開発用の造粒機に適します。

標準プラットフォーム設計 (オプション)

PMA-Advanced™ との統合のために標準プラットフォームが 2 種類あります。 「Medium」プラットフォームにはボウルに隣接する空間があり、オペレータは充填と清掃作業を実行できます。 「XL」プラットフォームでは、プラットフォーム上の他の機器類やオペレータにさらに空間をもたらし、またオペレータインタフェースをプラットフォームレベルに取り付けるための十分な空間を得られます。 洗浄ラインが整然と配置された設計であるため、移動式階段を使用してボウル / カバー領域に容易にアクセスできます。 さらに当社は、特注のプラットフォーム設計および構築サービスを提供し、利用可能なプラント領域内への最適な統合を可能にします。

お客様のプロセスを理解し制御する

GEA 造粒機制御システムには、標準化または特注による SCADA インタフェースが付属する場合があり、ソフトウェア (GE Fanuc Automation の iFIX™ など) を使用してデータ収集、管理およびレシピドリブンプロセス、FDA 21 CFR Part 11 への完全な適合が可能になります。

効率的な制御

造粒機の安全で効率的な運用のために、システムは産業用コンピュータ HMI によって制御され、すべての機能は PLC コントローラから作動します。 この設計では、製品切り替えの際に制御インタフェースを隅々まで洗浄できます。 さらに HMI をアップグレードすることで、ATEX Zone 1/21 領域での可燃性有機溶剤を使用したプロセスが可能になります。 ATEX Zone 1/21 のアップグレードを完了すると、圧縮空気を使用したパージによって、可燃性ガスが Laboratory PMA-Compact™ マシンのベース内の制御エンクロージャに侵入するのを阻止できます。 

オペレータの物理的な安全性は、安全ロックと近接センサを使用してボウルへのアクセスと機器運転時の排出を防ぐことで確保されます。 バインダ添加と終点の判定は、HMI、手動制御または全自動、装置のレシピ制御により制御できます。 データ取得は、21 CFR Part 11 準拠のオンボードデータ収集デバイスによって行われ、プロセス全体の重要なパラメータを記録し、イーサネット接続による情報のダウンロードを可能にします。

終点の制御

プロセス最適化のためのトレンディングを含む自動式の終点制御機能の選択肢が、手動および PLC ベースのすべてのシステム制御オプションで提供されています。 オプションには、固定プロセス時間、電力消費に基づく終点の自動制御、高精度なトルクベースシステムがあります。 電力に基づくオプションとトルクベースのオプションのどちらも、噴霧速度と湿塊時間を最適化するために使用して、より迅速で均一な粒子の成長を促すことができます。 また FBRM によって、粒子の成長をインラインで制御することもできます。

プロセス分析技術

FDAのPAT (Process Analytical Technology: プロセス分析技術) イニシアチブによって GEA はその装置設計スキルとプロセスエンジニアリングのノウハウを組み合わせてオンライン (PAT) アナライザをそのシステムに統合し、プロセスの運用に関する知識を共有することで、お客様が主要製品品質目標を達成する支援を行うことができるようになりました。 PAT イニシアチブの目標は、医薬製品が、理解され監視されているプロセスを利用して製造され、製品の主要品質特徴を積極的に管理できるようにすることです。

プロセス監視と、堅実なプロセスエンジニアリングの原理および最先端のプロセスモデリング手法を兼ね備えることで、プロセス手順の積極的な制御が可能になり、わずかな入力変動 (原材料など) でも補正できるので、最終的な製品仕様が理想の目標に近づきます。 制御システムに組み入れる形で、GEA はそのプロセスに関する豊富な知識を統合し、オペレータのプロセス監視と制御を支援してきました。 いくつかのプロセスステップについて、プロセスパラメータに基づいた終点を利用でき、入力された設定値に応じたガイドラインが提示されます。 また GEA は、プロセス監視および制御の革新的な分析ツールの統合についても経験豊かです。

 

PAT 統合 - Lighthouse Probe Technology™

GEA Pharma は J&M Analytik AG と提携し、粉末処理装置で使用できる小型で洗浄可能な製造過程向け光プローブを開発しました。

この開発で生まれた Lighthouse Probe™ は、NIR および UV/vis などの幅広い分光手法で使用することにより、製品が監視窓に付着するこれまでの問題を解消します。小型で容易に設置できるこのプローブにより、品質面で重要な製品特性を製造過程で確実に測定できるようになります。測定対象には以下が含まれます。

  • 素材および有効成分の特定 
  • 高剪断力ブレンド処理中の有効成分の均質性 
  • 乾燥処理時の水分と終了点 
  • コーティング処理時のコーティング増加

UV/vis または NIR 分光などの光学手法は、幅広い製品特性を分析するための非常に強力なツールになる一方、湿った粘着性の粉末を含む製造過程では、システムで製品を明確に把握することが欠かせません。 流動床システムや高剪断力造粒機などの製造過程の機器で使われる従来の窓では、窓汚れのリスクに常に悩まされます。 Lighthouse Probe™ ではこの問題を解消しています。

造粒や乾燥のプロセスを最適化できるかどうかは、効率的で効果的な清掃によって左右されます。

洗浄プロセスの自動化によって再現性が確保され、検証が可能になり、ダウンタイムが最小限になります。 現在の先進的な粉末処理の事業分野で自動 CIP (clean-in-place: 定置洗浄) 手順が果たす基本的な役割を認識し、GEA は CIP に対する独自のアプローチを開発しました。

軸封の容易な取り外しと交換

PMA の誕生からこれまでの経緯の中で、軸封は多くの開発を象徴するものです。 PMA-Advanced™ 高剪断力造粒機は、カートリッジ取り付け式のシールシステムを使用しており、有効性、汚れ除去、摩耗寿命の面で優れたパフォーマンスを示し、シール全体やプロセス内を圧縮空気でパージする必要がありません。 保守の利点には、迅速な部品交換や状態の監視があります。

洗浄ライン排出弁

循環排出シュートの設計は、「素早い排出」および最小限の「渋滞」表面による細粒の滑らかな落下に基づいています。 排出弁は進化しており、製品に露出する面が最小限になり手作業の清掃または CIP レシピの一環の清掃を容易にしています。

隠しサービス (オプション)

排気がヒンジ中央を通過する状態で、フィルタシステムをヒンジ機構の中に取り付けることができます。 これにより、プロセス領域で機械につながるホース本数が減り、作業スペースが整理されます。 さらにアクチュエータの空気圧配管や同様のサービス配管を、ヒンジ経由で敷設できます。

CIP および WIP

すべての高剪断力造粒システムは、幅広い WIP (washing-in-place) と全自動の CIP (cleaning-in-place) のオプションを含む納品が可能です。 CIP の特長には、製品の漏れを防ぐ真空カバーシールの組み込み、上昇式インペラ、自動スプレーヘッド、フィルタ清掃、内部 O リングシールなどがあります。

 

高剪断力造粒機がスタンドアロンかまたは乾燥装置との一体型かを問わず、複数の機能をプロセスラインに組み入れて完全な封じ込めによる処理を実現できます。

長年にわたる専門ノウハウと実装の実績を重ねた GEA の機器と技術は、生産パフォーマンス、プラントおよび市場の柔軟性 (単一および複数製品)、オペレータの安全性、および価値に対する非常に厳しい要求を満たしています。 世界規模の経験と市場をリードする信頼性を持つ GEA は、その品質とサービスで高い評価を得るに至り、封じ込めマテリアルハンドリングにおけるリーディングカンパニーとなりました。

高剪断力造粒での封じ込め統合

製造プロセス中の大部分では、API は機械または容器の内部にあり、ほぼ安全です。 材料が環境中に漏れ出てしまう主なリスクが発生するのは、これらの機器同士を接続または接続解除する必要があるとき、サンプルの採取が必要なとき、そして軽視できないのが生産作業の終了後に機器を洗浄するときです。

封じ込めおよび粉末技術

当社は、Buck® バルブ技術を使用した、粉塵の発生しない高度な封じ込めによる粉末輸送ソリューションを提供します。 設計に対する当社の体系的なアプローチにより、CIP または COP の柔軟性を維持しながらプロセスライン全体で汚染と材料漏れを解消し、業界での厳格な GMP 要件を満たします。 当社は、あらゆるタイプを揃えた高品質な IBC (Intermediate Bulk Container: 中間バルク容器)、および幅広い技術や機器を提供し、経口固体製剤生産プラントの効率性と性能の改善、強化に貢献します。

  • Buck® 封じ込めインタフェース
  • 使い捨て封じ込めシステム
  • 粉末ハンドリングシステム
  • 錠剤ハンドリングシステム
  • コンテナブレンド
  • 封じ込めの専門ノウハウ