Messung der Kristallgrößenverteilung und Kristallisationskinetik zur Einhaltung von Produktspezifikationen und zur Vermeidung von Engpässen bei einer nachgeschalteten Filtration
Unternehmen aus der Bio- Pharma- und Chemiebranche stehen vor der Herausforderung, die Entwicklungszeiten für skalierbare Kristallisationsprozesse zu verkürzen – bei gleichzeitiger Reduktion der Kosten und Verbesserung der Qualität. Die Verbesserung von Zykluszeiten und die Optimierung der Produktqualität erfordern eine präzise Kontrolle der Kristallisationsbedingungen. Durch Verwendung von Prozessanalysetechnologien (PAT) sind Wissenschaftler in der Lage, in situ und ohne Probenahme schnell das Verhalten von Lösungen und Partikelphasen zu bestimmen.
Ein gut durchdachter Kristallisationsprozess ermöglicht die erfolgreiche Übertragung auf den Produktionsmasstab bei gleichzeitigem Erreichen von Vorgaben hinsichtlich Kristallgrößenverteilung, Produktionsertrag und Reinheit.
Anwendungsbereiche der Kristallisation:
- Batch-Kristallisation im Labor - Entwicklung skalierbarer Prozesse zur Batch-Kristallisation durch umfassende Untersuchung von Kristallform, ”Oiling-Out”, Sekundärkeimbildung und Einheitlichkeit der Chargenqualität
- Modellierung und Kontrolle von Kristallisationskinetik - Messung, Analyse und Kontrolle von Kristallkeimbildung, Wachstum, Agglomeration und Abrieb mit Hilfe von Techniken zur Inline-Partikelcharakterisierung und Reaktionsanalyse
- Kontinuierliche Kristallisation - Erzielung eines hohen Produktertrags mit der gewünschten Partikelgrößenverteilung mit Tools zur Partikelcharakterisierung in Echtzeit
- Scale-Up - Vermeidung von Problemen beim Scale-Up von Kristallisationsprozessen, die schwerwiegende Auswirkungen auf die Produktqualität und die Effizienz nachgeschalteter Prozesse nach sich ziehen, z. B. uneinheitliche Kristallgrößenverteilung zwischen verschiedenen Chargen, Ertragseinbußen und schwankende Reinheitsprofile
- Nachgeschaltete Prozesse - Problembehebung und Optimierung typischer Aspekte von nachgeschalteten Arbeitsabläufen wie z. B. lange Filtrationszeiten, unvollständiges Waschen oder Trocknen, ungleichmäßiger Pulverfluss oder uneinheitliche Rezeptierung
- Kristallisation in der Produktion - Verwendung von Prozessanalysetechnologien (PAT) zur Steigerung von Produktionsertrag und -kapazität bei gleichzeitiger Erzielung von reproduzierbarer Partikelgröße, Reinheit und Schüttdichte sowie Verkürzung von Zykluszeiten und Eliminierung von Fehlchargen
- Übersättigung - Messung und Kontrolle der treibenden Kraft für Kristallisationsprozesse
- Metastabile Zonenbreitenbestimmung (MZWD) - Entwicklung robuster Kristallisationsprozesse durch schnelle Charakterisierung anhand der Löslichkeitskurve und des metastabilen Bereichs in der frühen Entwicklungsphase
- Nassmahlung - Sicherstellung der gewünschten Partikelverteilung und Detektion von Endpunkten bei der Nassmahlung dank Inline-Partikelcharakterisierung – in Echtzeit und ohne Probenahme
Die hochentwickelten Kristallisations-Tools von METTLER TOLEDO werden verwendet, um:
- Entwicklungszeiten durch Echtzeit-Messungen zu verkürzen
- die Skalierbarkeit und Effizienz zu verbessern
- den Produktertrag zu erhöhen
- den Durchsatz zu optimieren
- die Kapazität zu steigern
- die Chance auf Spitzenpreise für qualitativ hochwertige chemische Produkte zu verbessern
METTLER TOLEDO arbeitet eng mit seinen Kunden zusammen, um für Sie den maximalen Nutzen durch unsere Prozessanalysetechnologien (PAT) zu erzielen. Dazu gehören:
- FBRM® zur quantitativen Messung und Änderungsverfolgung von Partikeln und ihrer Struktur unter realen Bedingungen ohne Probenahme. FBRM misst Änderungen der Partikelgröße, -form und -anzahl in Echtzeit. Mit der Übernahme von Lasentec im Jahr 2001 wurde METTLER TOLEDO zum weltweiten Anbieter von Systemen zur Inline-Partikelcharakterisierung.
- PVM® zur Visualisierung von Partikeln und Tröpfchen in Echtzeit sowie Analyse von Partikelgröße und -form
- ReactIRTMFT-IR Spektroskopie für in situ Reaktionsüberwachung und Kontrolle der relativen Übersättigung
- Automatisierte Laborreaktoren für die präzise Überwachung und Kontrolle der kritischen Prozessvariablen in den Kristallisationsphasen
