Granulatie- en pelletiseringstechnologieën PMA™ high-shear processor

Een veelzijdige processor die geschikt is voor de hogesnelheidsdispersie van droge poeders, granulaties op basis van water of oplosmiddelen, productie van bruistabletten en natte en smeltpelletisering voor farmaceutische toepassingen.

PMA™ high-shear technologie

Het PMA-systeem omvat drie machines en biedt volledige flexibiliteit in een systeemontwerp met een capaciteit van 1-1800 l. Ultieme veelzijdigheid met modulaire opties voor mengen, high-shear granulatie en natte of smeltpelletisering. Het ontwerp maximaliseert de productverwerking en gesloten materiaalbehandeling. Door de gebruiker te selecteren standaard procesmodules worden gecombineerd met geavanceerde automatisering en CIP (cleaning-in-place)-systemen om toegespitste oplossingen te creëren die aansluiten op individuele behoeften.

PMA™ met van onder aangedreven high-shear granulators

GEA levert geavanceerde verwerkingsinstallaties voor het mengen en granuleren van vaste stoffen aan de farmaceutische industrie. Dit zijn zowel kleine systemen die ontworpen zijn voor R&D, als grote industriële installaties voor de batchproductie van farmaceutische middelen onder cGMP-condities.

Met behulp van beproefde standaardonderdelen kan GEA zowel eenvoud als flexibiliteit in installatieontwerp leveren. Door de gebruiker geselecteerde procesopties, reinigingsapparatuur, besturingssystemen en PAT-technologieën worden in één systeem gecombineerd, zodat ze exact beantwoorden aan de procesvereisten. Deze benadering zorgt ervoor dat kwalificatie- en validatieprocedures tot een minimum beperkt blijven.

Belangrijkste kenmerken

  • Procescontainment 
  • Rotor- en chopperopties
  • Beschikbaar als standalone installatie of installaties in de wand
  • Geïntegreerde WIP of CIP
  • Er zijn modulaire upgrades beschikbaar voor toekomstige vereisten
  • Volledig te openen afdekking voor eenvoudige inspectie
  • Meest recente eindpuntdetectietechnieken
  • Geavanceerde procescontrole voor herhaalbaarheid
  • Zeer eenvoudige bediening (volledig automatisch of handmatig)

High-shear mengen

Wat de volgende productiestappen ook zijn, de formulatie van een werkzame stof en andere excipiënten moet homogeen gemengd worden. Low-shear mengen is gebaseerd op de planetaire beweging van de mengarm om homogeniteit te verkrijgen, terwijl high-shear mengen een mengblad met hoge intensiteit gebruikt om een homogeen mengsel te verkrijgen. Welke techniek het meest geschikt is, is afhankelijk van de volgende productiestap. Wij kunnen u assisteren bij het maken van de juiste keuze.

High-shear pelletproductie

Om korrels te verkrijgen uit poeders zijn een granlulatievloeistof en mechanische energie nodig. De vorming van pellets kan worden gezien als granulatie die een stap verder is om sferische korrels te bereiken. Voor high-shear pelletisering is een speciaal menginstrument beschikbaar om het proces te optimaliseren en de output te maximaliseren.

Natte pelletisering: Dit proces maakt gebruik van een roterende verstuiver voor een uitmuntende dispersie van bindmiddel in het mengsel en een speciaal hogesnelheid-rotatieblad voor maximale beweging van het product en een efficiëntere pelletisering. Een PTFE containervoering minimaliseert de behoefte aan 'top en tailing, zelfs bij de meest hechte producten. Onderzoek heeft aangetoond dat de PTFE-voering, uniek voor GEA, de productie-efficiëntie met wel 40% kan verhogen. Er kan ook een extrusiemachine worden gebruikt die lijkt op de machine die wordt gebruikt voor het vervaardigen van pellets. In een gebruikelijke configuratie worden alle ingrediënten vooraf gemengd in een container na het doseren. Naar gelang het ontwerp van de extrusiemachine kan de vloeistof in de extrusiemachine worden toegevoegd of afzonderlijk worden gemengd voor de juiste consistentie. Het materiaal dat door de extrusiemachine wordt geproduceerd wordt nu rechtstreeks overgebracht op een continu wervelbed waar het wordt gedroogd tegen het gewenste vochtniveau.

Smeltpelletisering: Dit is een uitzonderlijk snelle methode voor het in één stap produceren van pellets. Het actieve materiaal en het bindmiddel worden in een bindvorm gemengd en vervolgens verwarmd totdat het bindmiddel smelt. Een enkele batch wordt gewoonlijk verwerkt binnen slechts 15-20 minuten en hoeft niet aanvullend te worden gedroogd.

 

PMA-Advanced™

Kritiek gezien is de procesgeometrie van de PMA-Advanced™ identiek; wijzigingen in het ontwerp zijn uitsluitend uitgevoerd ten voordele van de gebruiker en eigenaar op het gebied van eenvoud in gebruik, reinigbaarheid, procesanalyse en installatie. De ruimtebesparende PMA-Advanced™ heeft een kleine footprint en oppervlaktegebied en toegang voor service wordt gerealiseerd via een GMP-afdekkingscharnier. Door deze nieuwe voordelen samen te voegen met de bewezen PMA™-procestechnologie biedt GEA de logische oplossing voor uw granulatiebehoeften. De filosofie achter het ontwerp is een combinatie van gestandaardiseerde opties die is geconfigureerd in op maat gemaakte installaties om te voldoen aan de vereisten van een specifiek proces (granulators met een gelijke capaciteit kunnen dan ook volledig van elkaar verschillen op het gebied van ontwerp, configuratie en fysieke afmetingen).

Volledige gesloten verwerking

  • Voor laden en ontladen van BUCK® high-containment gesplitste klep-technologie 
  • Voor giftige samenstellingen kunnen isolatorkisten worden geïntegreerd 
  • Monsterafname van product

Veiligheid en omgeving

Voor volledige conformiteit met de nationale en lokale voorschriften en de voorschriften binnen het bedrijf, biedt GEA een assortiment opties voor emissieregeling, inclusief recuperatiesystemen voor oplosmiddelen, afvoerfilters en installaties met volledige containment. Indien nodig kunnen we apparatuur leveren die explosieveilig en schokbestendig is conform de normen.

Uitgebreide veiligheidstests bevestigen drukverbeterende effecten en identificeren veilige ontwerplimieten voor geïntegreerde systemen. GEA heeft, in samenwerking met de FSA, het veiligheidscentrum in Duitsland, een uitgebreid testprogramma uitgevoerd waarbij meer dan 100 testexplosies waren betrokken. Dit onderzoek heeft onomstotelijk aangetoond dat bij een explosie tijdens de overdracht in een geïntegreerd systeem waarbij een granulator rechtstreeks is aangesloten op een wervelbeddroger zonder explosie-isolatieklep, de secundaire explosiedruk in de granulator aanzienlijk hoger kan zijn dan in het wervelbed. Deze tests hebben GEA in staat gesteld een volledige EC-goedkeuring te verkrijgen voor een bereik aan drukstootbestendige geïntegreerde systemen en high-shear granulators die bestand zijn tegen drukstoten van 16 bar.

Productiecapaciteit

PMA-formaat15030040060080012001800
Werkingsbereikl60-115120-225160-300240-450320-600480-900720-1350
Gebruikelijk gewicht bij 0,6 g/mlkg60120120240320480720

PMA™ standaard en geavanceerde high-shear granulators

Met behulp van beproefde standaard componenten kan GEA een installatie ontwerpen die zowel eenvoudig als flexibel is. Door de gebruiker geselecteerde procesopties, reinigingsapparatuur, besturingssystemen en PAT-technologieën worden in één systeem gecombineerd, zodat ze exact beantwoorden aan de procesvereisten. Deze benadering zorgt ervoor dat kwalificatie- en validatieprocedures tot een minimum beperkt blijven.

Installaties in de wand

Installaties in de wand bieden de beste optie op het gebied van reinigbaarheid, onderhoud en ATEX. Door de motoren buiten de verwerkingsruimte te houden, voorkomt u het risico op besmetting door deze moeilijk te reinigen items. Onderhoud wordt in de technische ruimte uitgevoerd waardoor de onderhoudstechnicus minder in een GMP-gebied hoeft te werken. Dit maakt het werk eenvoudiger en vermindert nogmaals het risico op besmetting. Voor ATEX stelt het ontwerp ons in staat de technische ruimte als veilig te classificeren. Er zijn geen dure vuurvaste motoren nodig, waardoor het upgraden voor het werken met oplosmiddelen veel eenvoudiger wordt. De framemontage voorziet in een standaardformaat voor de machine, waardoor deze met dezelfde structuur kan worden geconstrueerd en geïnstalleerd. Deze structuur kan worden verhoogd met standaardmodules om de gewenste hoogte voor de klant te bereiken. Bij sommige installaties is het tevens mogelijk om bedieningspanelen op de structuur te monteren om kwalificatie van het volledige systeem vóór verzending mogelijk te maken en de installatietijd op locatie aanzienlijk te verminderen.

Rotor- en chopperopties

  • Standaard PMA-rotor - standaardrotor ontworpen voor gebruik met conische trommel van de PMA high-shear granulator. 
  • U-gevormde chopper: Standaard chopper ontworpen voor gebruik met conische trommel van de PMA high-shear granulator. 
  • M8-rotor - innovatief terugzwenkend ontwerp; voor betere mengkenmerken, snellere verwerking en een duidelijker gedefinieerd eindpunt.  
  • Meerbladige rotor - flush-gemonteerd ontwerp met meerdere bladen verbetert bindoplossingdispersie en productbeweging tegen lage snelheden.

Filtratie

Materiaalfilter en mantel 
Productiefiltratie wordt bereikt met een eenvoudig te verwijderen materiaalfilter die kan worden gereinigd en hergebruikt. Voor vacuüm- en CIP-toepassingen kan roestvrij staal worden gebruikt.

Ontlading

In de wand geïnstalleerde molen
Product kan van de high-shear granulator rechtstreeks worden ontladen in een opvangcontainer, of via een meetmolen. Dit breekt de korrels om gelijkmatiger afmetingen te produceren voor verdere verwerking. De PMA-Advanced™ beschikt over een met scharnieren gemonteerde meetmolen in de wand die rechtstreeks is aangesloten op de ontladingspoort met opblaasbare afdichtingen. Voor onderhoud, reiniging en productwissels worden de afdichtingen gedefleerd en de molen van de poort weg gescharnierd voor volledige toegang. De TTW-montage zorgt ervoor dat de motor en besturingselementen weg worden gehouden van de schone verwerkingsruimte. Naast de standaardmolen zijn CIP- en drukstootbestendige opties beschikbaar die overeenkomen met de containment- en veiligheidsreferenties van de hoofdmachine. 

Verdekt scharniermechanisme

De afdekking is gemonteerd op een verdekt scharniermechanisme waardoor de afdekken met minimale inspanning kan worden opgetild terwijl het tegengewicht in de technische ruimte blijft. Dit levert een meer GMP-ontwerp op waarbij oppervlakken worden verkleind en reiniging eenvoudiger is. Op apparatuur met de drukstootbestendige optie is het scharniervergrendelingssysteem bekrachtigd voor het veilig en comfortabel openen van de trommelafdekking.

 

Laden

Door zwaartekracht laden
Open/sluit eenvoudigweg de poorten die op de afdekking zijn aangebracht en die worden gebruikt om het product in de mengtrommel te doseren. Voor krachtige poeders voorziet gesplitste kleptechnologie volledige containment tijdens het laden. De PMA-Advanced™ kan tevens worden geleverd met een conische laadpoort om de poederlaadpoorten van de afdekking te verwijderen, maar tocht een permanente aansluiting op het zwaartekrachtlaadstation te geven en tevens continue toegang om de afdekking te openen.

Vacuümladen
Snelle lading kan worden bereikt via vacuümtechnologie. De innovatieve dode-vacuümtechniek zorgt voor eenvoudige werking en onderhoud waarbij slechts een filter van standaardformaat nodig is. 

Toevoegen van bindmiddeloplossing

Nozzle
Er is een serie nozzles beschikbaar voor een optimale druppelgrootte van de bindmiddeloplossing voor een gelijkmatige verdeling in de poedermassa.

Pomp
De bindmiddeloplossing die nodig is voor granulatie kan in de mengtrommel worden gepompt met een mechanische of een peristaltische pomp om de bindmiddeloplossing toe te dienen aan de nozzle. Er zijn speciale pompen beschikbaar voor de dosering van bindmiddeloplossingen met een hoge viscositeit. 

Drukpot
Een drukpot voorziet in een snelle, hogedruktoediening van de bindmiddeloplossing voor een uitmuntende dispersie van vloeistof via het nozzle-systeem van de bindmiddeloplossing. Deze systemen worden gewoonlijk gekozen voor kleinschalige R&D-granulators.

Standaard platformontwerpen (optioneel)

Er zijn twee platformen beschikbaar voor de PMA-Advanced™. Het "medium" platform levert ruimte op naast de trommel zodat de bediener alle vul- en reinigingswerkingen kan uitvoeren. Het "XL"-platform voorziet in aanvullende ruimte voor andere items / bedieners op het platform en levert tevens voldoende ruimte zodat de bedieningsinterface op het platform kan worden gemonteerd. Vanwege de schone lijnen van dit ontwerp is de trommel/afdekkingsruimte eenvoudig toegankelijk via mobiele tredes. Bovendien kunnen wij een op maat gemaakt platformontwerp en constructieservices leveren voor een optimale integratie binnen de beschikbare installatieruimte.

Uw proces begrijpen en besturen

Het besturingssysteem van de GEA granulator kan worden geleverd met gestandaardiseerde of op maat gemaakte SCADA-interfaces met software, zoals iFIX™ van GE Fanuc Automation, voor gegevensverzameling, beheer en receptgestuurde processen, volledig in overeenstemming met FDA 21 CFR deel 11.

Efficiënte besturing

Voor een veilige, efficiënte werking van de granulator wordt het systeem bestuurd via een industriële computer HMI met alle functies van een PLC-controller. Dit ontwerp stelt de besturingsinterface in staat volledig te worden afgewassen tijdens productwisseling. Bovendien kan de HMI worden geüpgraded voor verwerking met brandbare organische oplosmiddelen, in een ATEX zone 1/21-ruimte. Door de ATEX zone 1/21-upgrade te voltooien wordt voorkomen dat brandbare gassen in de behuizing van de besturingen terechtkomen in de basis van de laboratoriummachines PMA-Compact™ door deze te verwijderen met perslucht. 

De fysieke veiligheid van de bediener wordt verzekerd door het gebruik van veiligheidsvergrendelingen en proximiteitsensors door toegang tot de trommel en ontlading te voorkomen als de apparatuur in bedrijf is. Het toevoegen van bindmiddeloplossing en de eindpuntbepaling kan worden bestuurd via de HMI, handmatige bediening of volledig geautomatiseerde receptbesturing van de unit. Gegevensverwerving kan worden geleverd via een 21 CFR deel 11-conform, ingebouwd gegevensvastleggingsapparaat dat kritieke parameters registreert tijdens het proces en het downloaden van informatie mogelijk maakt via een Ethernet-verbinding.

Eindpuntbesturing

Er wordt een keuze aan geautomatiseerde eindpuntbesturingen, met trending voor procesoptimalisatie, geleverd bij alle systeembesturingsopties - zowel handmatig als PLC-gebaseerd. Opties omvatten vaste procestijd, automatisch eindpuntbesturing gebaseerd op energieverbruik en een op torsie gebaseerd systeem met hoge nauwkeurigheid. Zowel de op energie als torsie gebaseerde opties kunnen worden gebruikt om de spraysnelheid en de tijd voor het toevoegen van vloeistof te optimaliseren voor een snellere, meer uniforme korrelgroei. Het is tevens mogelijk de groei van de korrels met FBRM inline te besturen.

Process Analytical Technology

Het PAT (Process Analytical Technology)-initiatief van de Amerikaanse Food and Drug Administration heeft GEA in staat gesteld om zijn vaardigheden in machineontwerp en know-how op het gebied van procesengineering te combineren voor het integreren van online (PAT)-analysators in zijn systemen, op een manier die werkelijk inzicht biedt in de werking van het proces, en klanten helpt om de belangrijkste kwaliteitsdoelen van het product te bereiken. Het doel van het PAT-initiatief is te zorgen dat farmaceutische producten geproduceerd worden met behulp van processen die begrepen en bewaakt worden, zodat de belangrijkste kwalitatieve kenmerken van de producten actief gecontroleerd kunnen worden.

Door procesbewaking te combineren met process engineering-principes voor vaste stoffen en geavanceerde procesmodelleringstechnieken kunnen procedures actief worden bestuurd om kleine invoervariaties (grondstoffen) te compenseren. GEA heeft zijn proceskennis ingebouwd in het besturingssysteem om bedieners te helpen hun proces te bewaken en te besturen. Bij verschillende processtappen zijn er eindpunten op basis van de procesparameters beschikbaar en worden er richtlijnen gegeven op basis van de ingevoerde instelpunten. Daarnaast heeft GEA ervaring met het integreren van innovatieve analytische tools voor procesbewaking en procesregeling.

 

PAT-integratie - Lighthouse Probe Technology™

GEA Pharma heeft haar krachten samengebundeld met J&M Analytik AG voor het creëren van een compacte en reinigbare in-proces optische sonde voor gebruik in poederverwerkingsapparatuur.

Het resultaat is de nieuwe Lighthouse Probe™, die kan worden gebruikt met een bereik aan spectroscopische technieken, waaronder NIR en UV/vis om het probleem van hechtend product aan de observatievensters te verhelpen. De sonde is compact en eenvoudig te installeren en maakt een betrouwbare procesmeting van kwaliteitskritieke productkenmerken, waaronder:

  • Identificatie van materiaal en actief gehalte 
  • Actieve uniformiteit van het gehalte tijdens high-shear mengbewerkingen 
  • Vochtgehalte en eindpunt tijdens droogproces 
  • Coatinggroei tijdens coatingproces

Optische methodes zoals UV/Vis of NIR-spectroscopie kunnen zeer krachtige tools zijn bij het analyseren van een reeks productkenmerken, maar bij processen met natte en klevende poeders is het van belang ervoor te zorgen dat het systeem een goed zicht geeft op het product. Conventionele venster die in procesapparatuur worden gebruikt, zoals wervelbedden of high-shear granulators, hebben altijd last gehad van venstervervuiling. De Lighthouse Probe™ heeft dit probleem overwonnen.

Optimalisatie van het granulatie- en droogproces is afhankelijk van een efficiënte en effectieve reiniging.

Automatisering van het reinigingsproces garandeert herhaalbaarheid, maakt validatie mogelijk en beperkt stilstand tot een minimum. Met het oog op de fundamentele rol van geautomatiseerde clean-in-place procedures in de geavanceerde poederverwerkingsindustrie heeft GEA een unieke benadering voor CIP ontwikkeld.

Eenvoudige verwijdering en vervanging van asafdichtingen

De asafdichting symboliseert de vele ontwikkelingen die de PMA heeft ondergaan. De PMA-Advanced™ high-shear granulator maakt gebruik van een cassettegemonteerd afdichtingssysteem dat een uitstekende prestatie biedt op het gebied van efficiëntie, reiniging na afloop en slijtageduur zonder dat er perslucht hoeft te worden gebruikt in de afdichting en in het proces. Onderhoudsvoordelen zijn onder andere een snelle vervanging en conditiebewaking.

Ontladingsklep met zuivere leiding

De circulaire ontladingsschoen is gebaseerd op een snelle afvoer en schone plaatsing van korrels met minimale ophangoppervlakken. De ontladingsklep heeft zich ontwikkeld om te zorgen dat een minimum aan oppervlakken aan het product wordt blootgesteld, zodat deze eenvoudig is te reinigen, handmatig of als onderdeel van een CIP-recept.

Verdekte services (optioneel)

Het filtersysteem kan in het scharniermechanisme worden gemonteerd waarbij de uitlaatlucht door het midden van de scharnier komt. Dit creëert een overzichtelijkere werkruimte met minder slangen die in de procesruimte naar de machine lopen. Bovendien kunnen pneumatische leidingen voor aandrijvingen en andere gelijksoortige services door de scharnier worden geleid.

CIP en WIP

Alle high-shear granulatiesystemen kunnen worden geleverd met een groot bereik aan washing-in-place (WIP)- en volledig geautomatiseerde cleaning-in-place (CIP)-opties. CIP-kenmerken omvatten een gecombineerde vacuümafdichting om productlekkages tegen te gaan, hefrotor, geautomatiseerde spuitkop en filterreiniging, en interne O-ringafdichtingen.

 

Er kunnen, ongeacht of de high-shear granulator een standalone unit is of is geïntegreerd in droogapparaat, verschillende functies worden geïncorporeerd in de proceslijn om een volledig gesloten verwerking te garanderen.

Met een bewezen bestaansrecht op het gebied van expertise en implementatie voldoen de apparatuur en technologieën van GEA aan de zeer strenge eisen van productieprestaties, flexibiliteit van de installatie en markt (voor één of meerdere producten), veiligheid van de bediener en, natuurlijk, waarde. Wij hebben met een wereldwijde ervaring en marktleidende referenties, een uitstekende reputatie opgebouwd qua kwaliteit en service en een leidende positie verworven op het gebied van containmentsystemen voor materiaalbehandeling.

Containmentintegratie in high-shear granulatie

Tijdens de meeste fabricageprocessen bevinden de API's zich in machines of vaten die enigermate als veilig kunnen worden beschouwd. De grootste kans op materiaalverlies in de omgeving treedt op wanneer een verbinding tussen apparatuurdelen tot stand moet worden gebracht of moet worden verbroken, er een monster moet worden genomen, en niet in de laatste plaats wanneer de machines moeten worden gereinigd aan het einde van de productiesessie.

Containment- en poedertechnologie

Door gebruik te maken van Buck®-kleptechnologieën kunnen wij stofvrije, gesloten poederoverdrachtsoplossingen leveren. Onze systematische benadering van het ontwerp elimineert besmetting en lekken van materiaal in de proceslijn terwijl flexibiliteit voor CIP of COP blijft bestaan, en voldoet aan de strengste GMP-eisen in industrie. Wij bieden een volledig gamma aan Intermediate Bulk Containers (IBC's) en een breed gamma aan technologieën en apparatuur die de efficiëntie en prestaties van productie-installaties voor vaste orale toedieningsvormen verbeteren:

  • Buck®-containmentinterfaces
  • Containmentsystemen voor eenmalig gebruik
  • Poederbehandelingssystemen
  • Tabletbehandelingssystemen
  • Containermenging
  • Containmentexpertise.