Optimierung von Prozessen unter Partikelbeteiligung durch In-situ Analyse

Kostengünstig Partikel charakterisieren: mit ParticleTrack™ E25 von METTLER TOLEDO

Moderne in-situ Technologien zur Partikelcharakterisierung wie ParticleTrack™ oder die bildgebende PVM® Technologie sind in der Pharmabranche etablierte Methoden, um Partikelprozesse effizient im Detail zu verstehen und zu optimieren. Durch die Weiterentwicklung der Technologie bietet METTLER TOLEDO in Form von ParticleTrack™ E25 die kostengünstige Möglichkeit zur Prozessoptimierung in weiteren Branchen wie Chemie, Spezialitäten und Food, zum Beispiel bei industriellen Kristallisationen, Fällungen und Emulsionsherstellung.

Traditionelle Technologien der Partikelcharakterisierung erfordern in der Regel eine Probenahme sowie eine Aufarbeitung der Probe (Verdünnung oder Ultraschallbehandlung). Sie sind in der Regel nicht in der Lage, die Partikel so wiederzugeben wie sie tatsächlich im Prozess existieren. Agglomerate lösen sich beispielsweise auf, Tropfen koaleszieren etc. Das Ableiten eines Prozessverständnisses auf Basis veränderter Proben führt leicht zu falschen Schlüssen und ist sogar bedenklich. Neben dem hohen personellen Aufwand einer Probenahme/ -aufarbeitung birgt die relativ geringe Datendichte der Offline-Techniken die Gefahr, den genauen Zeitpunkt oder ein Detail eines entscheidenden Ereignisses zu verpassen.

Mit den etablierten in-situ Partikelmesstechniken ParticleTrack™ (basierend auf verbesserter FBRM® Technologie) sowie PVM® sind Wissenschaftler und Ingenieure heute in der Lage, Partikel und Tropfen bei realer Prozesskonzentration und -bedingungen zu beobachten, so wie sie real im Prozess existieren. Die hohe Datendichte erlaubt einen Blick auf jedes Detail und ein umfassendes Prozessverständnis ist schon mit einer minimalen Anzahl von Versuchen aufgebaut. Die Versuche können zudem häufig über Nacht und automatisiert durchgeführt werden. Das auf beschriebenem Wege erlangte Prozessverständnis erlaubt es, die richtigen Entscheidungen in minimaler Zeit zu treffen und sich in der Optimierungsphase auf die entscheidenden Parameter zu fokussieren.

Bei industriellen Kristallisationen, Fällungen und Emulsionsherstellung hilft die in-situ Technologie von METTLER TOLEDO, den Prozess mit geringem Zeitaufwand zu optimieren. Dies ist in der Pharmaindustrie bereits nachweislich belegt. Neue Gerätevarianten wie das ParticleTrack™ E25 ermöglichen einen Einsatz in den Industrien: Basischemikalien, Spezialitäten und Food. Die Anwendungsingenieure bringen außerdem ihr Wissen und ihre Erfahrung bei einer möglichen Teststellung ein, damit in Zukunft Produkte schneller am Markt sind und dabei Kosten in der Entwicklung gesenkt werden.

In vielen verschiedenen Bereichen industrieller Forschung beschäftigt man sich mit der Ausarbeitung und Verbesserung von Prozessen. Zielgrößen sind dabei typischerweise Ausbeute, Produktqualität und -konsistenz. Ein derartiges Vorgehen gliedert sich unabhängig vom Prozess häufig in drei Abschnitte. Zu Beginn steht die Erlangung von Prozessverständnis im Mittelpunkt. Nachdem die den Prozess bestimmenden Parameter identifiziert sind, folgt die Optimierung, um schließlich den Prozess zu überwachen und sicherzustellen, den gewünschten Zielkorridor nicht zu verlassen und gleichzeitig weitere Kenntnisse zu erlangen.

Der entscheidende und zu einem großen Teil die Geschwindigkeit bestimmende Schritt ist der Aufbau von Prozessverständnis. Häufig wird hier ein auf Empirie basierender Ansatz gewählt, welcher voraussetzt, dass man schon im Groben die den Prozess bestimmenden Parameter gut kenne. Will man sich unvorbelastet seinem Prozess nähern, werden auch häufig statistische Methoden wie DoE (= Design of Experiments, Statistische Versuchsplanung) gewählt.

Prozesse unter Beteiligung von Partikeln stellen sich häufig als komplexe Systeme dar. Eine Möglichkeit, den ersten Schritt des Erkenntnisgewinns so effizient wie möglich zu gestalten, bietet die Durchführung datenreicher Experimente mit in-situ Charakterisierung der beteiligten Partikel. Dabei kommt es weniger auf absolute Zahlenwerte, zum Beispiel der Partikelgröße, an sondern vielmehr auf Fragestellungen wie: Wann passiert ein Ereignis in meinem Prozess genau? Wie groß ist der beobachtete Effekt? Mit welcher Geschwindigkeit tritt eine beobachtete Änderung in meinem Prozess auf?

Weiterführende Unterlagen wie Whitepaper und Webinare bietet METTLER TOLDEO kostenfrei unter: www.mt.com/partikelmesstechnik

METTLER TOLEDO ist ein weltweit führender Hersteller von Präzisionssystemen. Das Unternehmen ist der weltweit größte Hersteller und Händler von Wägesystemen zur Verwendung im Labor, in der Industrie und im Lebensmitteleinzelhandel. Das Unternehmen gehört zu den Marktführern bei verschiedenen komplementären Analysesystemen und ist ein führender Lieferant automatischer chemischer Systeme, die bei der Erforschung und Entwicklung pharmazeutischer und chemischer Präparate eingesetzt werden. Darüber hinaus ist das Unternehmen der weltweit größte Hersteller und Händler von in der Produktion und Verpackungsindustrie verwendeten Metallmeldesystemen. Weitere Informationen über METTLER TOLEDO finden Sie unter www.mt.com.

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