Technologia granulacji, suszenia i peletyzacji do zastosowań farmaceutycznych Fluid Bed Processing of Pharmaceuticals

GEA dostarcza mieszalniki fluidalne do mieszania, granulowania, suszenia, peletyzacji i powlekania w przemyśle farmaceutycznym. Oferta obejmuje systemy o małej wydajności zaprojektowane z myślą o pracach badawczo-rozwojowych, jak również instalacje przemysłowe do produkcji seryjnej produktów farmaceutycznych w warunkach bieżących dobrych praktyk produkcyjnych (cGMP).

Mieszanie fluidalne

Aby zapewnić maksymalną elastyczność produkcji, GEA może dostarczyć jednostkę na bazie łoża fluidalnego lub mieszalnik fluidalny FlexStream™, który łączy wiele operacji w ramach jednego urządzenia.

GEA oferuje serię mieszalników fluidalnych nadających się do formułowania, opracowywania i produkcji materiałów klinicznych aż po produkcję na pełną skalę; filozofia konstrukcyjna jest taka, aby zestaw standardowych modułów można było połączyć w celu spełnienia określonych wymagań. W ten sposób suszarnie o równej wydajności mogą się kompletnie różnić pod względem konstrukcji, konfiguracji i rozmiaru.

Wydajność produkcyjna

Rozmiar PMA50010001500300045006000900012000
Typowa wydajność roboczaDł.25-5060-115120-225240-450320-600480-900720-1355960-1800
Typowa masa partii przy (0,5 g/ml)kg2560115225300450680900
 

Moduły przetwórcze

Suszarnia: ciepłe powietrze jest przedmuchiwane przez perforowany dystrybutor, aby szybko i delikatnie osuszyć materiały aż do osiągnięcia wymaganej wilgotności resztkowej. Wilgoć, która odparowała z produktu, zostaje odprowadzona z powietrzem osuszającym, gwarantując bardzo krótkie okresy przetwarzania.

Precision Granulator™: nowatorski proces granulacji, w którym obracający się strumień powietrza o dużej prędkości zostaje wytworzony w centralnej rurze do aglomeracji. Cząstki są zbierane u podstawy rury i przyspieszane przez strumień powietrza. Cząstki wchodzą w kontakt z kropelkami cieczy wytworzonymi przez dyszę rozpyłową u podstawy rury. Prędkość względna powietrza, kropelek cieczy i cząstek jest wysoka, zatem nawilżanie jest skuteczne i suszenie rozpoczyna się niemal natychmiast. Większość doprowadzanego materiału znajduje się w zewnętrznym „obszarze przetrzymywania”, gdzie prędkość gazu jest bardzo niska. Zachodzi znaczna redukcja ścierania. Wilgotność gazu jest także niska w obszarze przetrzymywania, tak aby materiał był suchy, a nie lepki. Poszczególne cząstki mogą przechodzić przez rurę w powtarzających się cyklach (z reguły od 10 do 1000), co pozwala na nagromadzenie się bardzo wielkich aglomeratów.

Granulator z górnym natryskiem: oferując granulację i suszenie w procesie jednomisowym, granulator z górnym natryskiem aglomeruje drobniejsze cząstki w większy oraz sypki granulat. Składniki zostają zmieszane i wstępnie ogrzane przez unoszące się ciepłe powietrze. Granulacja następuje w drodze spryskiwania upłynnionego proszku cieczą. Granulat jest następnie suszony ogrzanym powietrzem. Granulator z górnym natryskiem może być także stosowany do powlekania, nakładania warstw cieczy oraz instantyzacji. 

Granulator z suszarnią rozpyłową: z odprowadzaniem partiami lub ciągłym dostępnym w trybie ciągłym granulator z suszarnią rozpyłową przetwarza zawiesiny i roztwory w suchy, sypki i niepylący granulat. Zawiesina lub roztwór substancji do suszenia są natryskiwane na ciepłe powietrze z równoczesnym suszeniem i aglomeracją produktu. Produkt jest odprowadzany w kontrolowanym tempie, aby utrzymać optymalną wysokość łoża. Specjalne funkcje obejmują łatwe skalowanie i mały rozmiar.

PRECISION-COATER™: ten wielofunkcyjny mieszalnik fluidalny można stosować, aby wytwarzać peletki przez nakładanie warstw materiału aktywnego na rdzeń obojętny. Urządzenie oferuje wysokie tempo rozpylania dla krótkich procesów a granulaty początkowe typu nonpareil są spryskiwane roztworem lub zawiesiną materiału czynnego i równocześnie suszone.

System FlexStream™ oferuje wieloetapowe przetwarzanie jednomisowe, zapewniając elastyczność i korzyści kosztowe.

FlexStream™ to wielozadaniowe urządzenie przetwórcze korzystające ze sprawdzonej technologii łoża fluidalnego, aby uzyskać granulację, suszenie i powlekanie granulatu (lub powlekanie tabletek) w ramach jednego urządzenia.

Mieszalnik fluidalny FlexStream™

Łoże fluidalne FlexStream do produktów farmaceutycznych
  • Jeden zbiornik produktu dla wszystkich operacji jednostkowych 
  • Tylko jedna konstrukcja/wysokość dla wszystkich operacji jednostkowych 
  • Mniejsze wymiary zarówno w zakresie wysokości, jak i powierzchni na posadowienie 
  • Konstrukcja do liniowego skalowania 
  • Gotowy do hermetycznego załadunku i rozładunku 
  • Doskonała jednorodność produktu zarówno dla straty przy suszeniu (LOD), jak i zróżnicowania wielkości cząstek (PSD)
  • Liniowy pomiar wzrostu cząstek dla zgodności PAT
  • Istniejące mieszalniki fluidalne GEA mogą zostać zmodernizowane z użyciem technologii FlexStream™!

System FlexStream™ jest wyposażony w dysze rozpyłowe zamontowane w ścianach bocznych. Chociaż to optymalna pozycja dysz (z punktu widzenia przetwarzania), wciąż niesie za sobą ryzyko niekontrolowanego nadmiernego zwilżenia. Z tego powodu przy użyciu systemu FlexStream™ cząstki są pneumatycznie odprowadzane z obszaru o dużej wilgotności, bezpośrednio przed końcówkami dysz, za pomocą ochronnego strumienia powietrza pochodzącego ze zwykłego powietrza technologicznego. Do tej konfiguracji nie jest wymagane sprężone powietrze, co daje większą wydajność, jako że mniejsza ilość cząstek ulega zniszczeniu. 

System jest także bardzo efektywny energetycznie w porównaniu z systemami stosującymi sprężone powietrze, ponieważ nie jest wymagany trzeci dopływ sprężonego powietrza. Koncepcja FlexStream™ posiada dodatkową zaletę w postaci braku konieczności mechanicznej regulacji trybu pracy urządzenia, które może być używane do suszenia, granulowania lub powlekania. 

Co więcej robiące wrażenie dane testowe dowodzą, że oprócz tych korzyści handlowych, system FlexStream™ pozwala uzyskać lepszą jakość produktu w porównaniu z konwencjonalną granulacją z natryskiem górnym lub powlekaniem metodą Wurster.

Kluczowe zalety systemu FlexStream™

  • Mniejsza inwestycja 
  • Łatwa/szybka zmiana 
  • Krótsze przestoje 
  • Elastyczna koncepcja łoża fluidalnego do suszenia, granulacji i powlekania peletek 
  • Liniowe skalowanie
  • Kompaktowa konstrukcja
  • Oszczędność kosztów.
 

Tutaj inspiracja spotyka się z technologią

Pomysłowe przetwarzanie produktów musujących — z technologią granulacji fluidalnej FlexStream™

  • Nadaje się do wszystkich preparatów musujących z rozpuszczalnikami na bazie wodnej lub organicznej 
  • Solidne urządzenie przetwarzające sypkie produkty bez grudek. 
  • Znacznie szybszy proces w porównaniu z tradycyjnymi metodami przetwarzania produktów musujących. 
  • Najniższe całkowite koszty dla wysokiej jakości przetwarzania produktów musujących.

Sterowane procesem

GEA wykorzystała swoją wiedzę i doświadczenie w zakresie farmaceutycznych mieszalników fluidalnych, aby pomóc operatorom w monitorowaniu procesu i sterowaniu nim w sposób prosty i oczywisty.

Monitorowanie procesu

Klawiatura na panelu przednim z programowalnym sterownikiem logicznym (PLC) oraz wbudowany monitor służą do wprowadzania receptury oraz wyświetlania procesu MIMIC w czasie rzeczywistym. Aby zapewnić optymalną kompatybilność z istniejącymi strategiami sterowania instalacją, systemy łoża fluidalnego są dostępne z szeregiem manualnych lub zautomatyzowanych urządzeń sterujących zgodnych z wytycznymi amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA). Oparte na sterowaniu PLC i komputerowym opcje służą do realizacji wielu zadań, między innymi zarządzania recepturami, gromadzenia danych i komunikacji sieciowej.

Inicjatywa PAT (technologia analizy procesowej) amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków umożliwiła GEA połączenie umiejętności w zakresie projektowania wyposażenia z know-how na temat inżynierii procesu, aby zintegrować analizatory w linii (PAT) w swoich systemach w sposób, który umożliwia rzeczywisty wgląd w pracę procesu i pomaga klientom osiągnąć kluczowe cele jakościowe produktu.

Celem inicjatywy PAT jest zapewnienie, by produkty farmaceutyczne były produkowane z użyciem procesów, które są zrozumiałe i monitorowane, tak aby kluczowe parametry jakościowe produktów mogły być kontrolowane w sposób aktywny. 

Połączenie monitorowania procesu za pomocą analizatorów online wraz z solidnymi zasadami inżynierii procesowej i zaawansowanymi technikami modelowania procesu umożliwi aktywne sterowanie procesem w celu kompensacji drobnych zmian sygnału wejściowego (surowców), tak aby specyfikacje produktu końcowego były bliższe idealnemu celowi. 

Zastosowanie modeli procesowych do określenia warunków, w których produkty radzą sobie najlepiej w późniejszych procesach umożliwi ukierunkowanie całego procesu produkcji na wykonanie ostatecznej dawki, zamiast po prostu jednostkowej optymalizacji każdej operacji. Szerokie spojrzenie GEA daje jej unikalną perspektywę na cały proces.

Technologia Lighthouse Probe™

GEA stworzyła kompaktową i możliwą do czyszczenia sondę optyczną w procesie do zastosowania w urządzeniach do przetwórstwa proszku. Rezultat to nowatorska sonda Lighthouse Probe™, którą można zastosować z szeregiem technik spektroskopowych, w tym NIR oraz UV/vis, aby przezwyciężyć tradycyjny problem w postaci przylegania produktu do wzierników. 

Sonda jest kompaktowa i łatwa w montażu oraz umożliwia niezawodny pomiar w procesie krytycznych dla jakości właściwości produktu, w tym

  • identyfikację materiału i aktywnej zawartości 
  • jednorodność aktywnej zawartości podczas czynności mieszania szybkoobrotowego 
  • wilgotność oraz punkt końcowy podczas procesów suszenia 
  • przyrost powłoki podczas procesów powlekania.

Metody optyczne, takie jak spektroskopia UV/vis lub NIR mogą stanowić bardzo skuteczne narzędzia do analizy szerokiej gamy właściwości produktu. Jednakże w procesach obejmujących mokre i lepkie proszki koniecznie należy zapewnić, aby system wyraźnie widział produkt. Konwencjonalne wzierniki w urządzeniach do przetwórstwa, takich jak systemy łóż fluidalnych lub granulatory szybkotnące zawsze były dotknięte problemem zabrudzenia. Nowa sonda Lighthouse Probe™ przezwyciężyła ten problem.

 

Projekt instalacji

Stosując sprawdzone standardowe komponenty, GEA zapewnia zarówno prostotę, jak i elastyczność konstrukcji instalacji łoża fluidalnego. Wybrane przez użytkownika moduły procesowe, filtry, systemy sterowania oraz jednostki przygotowania powietrza mogą zostać połączone w sposób spełniający wymagania produkcyjne klienta. To modułowe podejście gwarantuje ograniczenie do minimum procedur kwalifikacji i walidacji.

Instalacja przez ścianę

Przez ustawienie kolumny podpierającej z tyłu łoża fluidalnego uzyskuje się instalację przez ścianę. która gwarantuje, że całość sprzętu pomocniczego mieści się poza pomieszczeniem produkcyjnym. To znacznie ułatwia zapewnienie zgodności z wytycznymi dobrych praktyk produkcyjnych (GMP).

Kontrola emisji rozpuszczalnika

Dostępny jest asortyment systemów o cyklu otwartym i zamkniętym do usuwania lub odzyskiwania rozpuszczalników organicznych. Opcje to między innymi kondensacja, adsorpcja, utlenianie termiczne i czyszczenie na mokro.

Systemy natryskowe

Dysze, pompy i moduły przygotowania cieczy są dostarczane zgodnie z potrzebami procesu.

Odprowadzanie produktu

W celu zapewnienia automatycznego rozładunku produktu oferowane są pneumatyczne linie przesyłowe lub systemy grawitacyjne współpracujące z technologią dystrybutora powietrza Non-Sifting Gill Plate™.

Moduł przygotowania powietrza na wlocie

Powietrze na wlocie jest oczyszczane z użyciem serii filtrów i modułów oczyszczających zgodnie z wrażliwością procesu oraz warunkami klimatycznymi otoczenia. Opcje sięgają od zupełnego minimum, w którego skład wchodzi filtr wstępny, podgrzewacz i filtr końcowy, do pełnej klimatyzacji zapewniającej stałe warunki przetwarzania przez cały rok. W większości zastosowań do osuszania są stosowane skraplacze, lecz dla produktów higroskopijnych lub musujących, które wymagają bardzo niskiego punktu rosy, można zainstalować dodatkowe urządzenia do adsorpcji. Nawilżanie osiąga się przez wstrzyknięcie pary.

Filtry procesowe

W granulacji, suszeniu i większości zastosowań dotyczących peletyzacji, filtr procesowy służy do przechwytywania małych cząstek, które są następnie zwracane do łoża, gdy filtr jest czyszczony. W zastosowaniach dotyczących powlekania drobne cząstki zazwyczaj muszą zostać usunięte. Łoża fluidalne stosowane do więcej niż jednego rodzaju procesu mogą być dostarczane z wymiennymi filtrami procesowymi.

 

Opcje dotyczące filtra

Pojedynczy filtr workowy z wytrząsaczem: prosty, podstawowy filtr z pojedynczym workiem czyszczonym przez wytrząsanie. Fluidyzacja zatrzymuje się podczas czyszczenia.

Filtr workowy w wieloma wytrząsaczami: ten filtr jest podzielony na co najmniej dwa odcinki z osobnym workiem w każdej. Worki są czyszczone osobno przez wytrząsanie filtra, podczas gdy fluidyzacja dalej odbywa się w pozostałych sekcjach, aby produkcja była szybsza i wydajniejsza.

Filtr przedmuchiwany: występuje wiele sekcji worków filtrowych w tym wykonaniu. Czyści się po jednym worku, tak aby większa część filtra zawsze była dostępna do ciągłej fluidyzacji.

Filtr kasetowy: kasety filtra ze stali nierdzewnej czyści się po jednym, tak aby większa część filtra zawsze była dostępna do ciągłej fluidyzacji. W przeciwieństwie do flitów workowych, system ten można myć w obiegu zamkniętym.

Element zatrzymujący cząstki: ta stosowana do zastosowań dotyczących powlekania konstrukcja zatrzymuje większe cząstki i zwraca je do procesu, usuwając pył do zewnętrznego modułu filtra.

Rozwiązania bezpieczeństwa

Bieżące dobre praktyki wytwarzania coraz częściej wymagają, aby produkt był przetwarzany w sposób hermetyczny, co pozwala chronić operatorów i środowisko. Zintegrowane systemy mieszania fluidalnego nie tylko oferują rozwiązania hermetyzacji, ale także ulepszoną produktywność za sprawą automatyzacji, zwiększonej wydajności oraz skutecznych procedur czyszczenia.

Wysokie koszty wyposażenia a przyjazne dla operatora środowisko robocze

  • Lepsza technologia hermetyzacji umożliwia operatorom pracę poza systemami hermetyzacji
  • Operatorzy są mniej ograniczeni, co tworzy bardziej wydajne środowisko pracy 
  • Małe ryzyko ponownego skażenia 
  • Opracowywanie produktów/związków o silniejszym działaniu 
  • Surowsze regulacje 
  • Lepsze utrzymanie porządku 

Interfejsy do hermetyzacji

BUCK MC_przenośny pierścień

Wymagania wobec sprzętu stosowanego w przemyśle farmaceutycznym ciągle rosną, zwłaszcza w zakresie ochrony środowiska roboczego oraz samego produktu przed szkodliwymi skażeniami. Wymagane są wysoce specjalistyczne rozwiązania, w tym

  • zawór dzielący Buck® MC: ta pionierska koncepcja łączy wszystkie aktualne wymagania w postaci sprzętu o wysokim stopniu hermetyzacji: konstrukcja w pełni zgodna z dobrymi praktykami produkcyjnymi (GMP), brak konieczności stosowania podciśnienia, solidne wyśrodkowanie, swobodnie ustawione dokowanie oraz szybkie zwolnienie bez narzędzi jako standard. Lecz największą innowacją jest zastosowanie tylko zaworów biernych napędzanych prze modułowy siłownik. 
  • system jednorazowej wysokiej ochrony Hicoflex® do szybkiej obsługi materiałów wykonuje równocześnie wiele funkcji: zapewnia niezawodny sposób bezpiecznej obsługi produktów do transportu, ergonomiczny system dokowania, wolny od skażenia sposób transportu produktu oraz niezawodny system uszczelnienia dla pojemników transportowych. Jest prosty, skuteczny i niedrogi. 
  • eksperci od hermetyzacji: W GEA nie tylko oferujemy największą różnorodność rozwiązań sprzętowych do bezpiecznego przetwarzania, ale także posiadamy niezrównane doświadczenie w identyfikacji najodpowiedniejszego rozwiązania w oparciu o analizę ryzyka hermetyzacji.