QbCon® 1 setzt in der Pharmaindustrie neue Maßstäbe

Drei kontinuierliche Verfahren in einer Anlage vereint

Mit dem QbCon® 1 stellte die L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH eine Anlage für die Feststoffherstellung in der Pharmaindustrie vor, die die drei Verfahren kontinuierliche Rohstoffdosierung (Mischung aus Hilfs- und Wirkstoffen), kontinuierliche Doppelschnecken-Feucht-granulierung und kontinuierliche Trocknung in einer Anlage inklusive integrierter Steuerung vereint.

QbCon® 1 ist als Anlage für einen Durchsatz von 0.5 kg/h bis 4.0 kg/h ausgelegt, somit kann die Anlage z.B. in der Forschung und Entwicklung neuer Arzneimittel, bei der nur sehr geringe Mengen neuartiger Wirkstoffe verfügbar sind, eingesetzt werden.

QbCon® 1 erfüllt die Hauptqualitätsanforderungen der kontinuierlichen Produktion in der Pharmaindustrie im Hinblick auf:

• kurze Verweilzeiten der Granulate im Trockner mit gleichzeitiger enger Verweilzeitverteilung („plug flow“, mit extrem geringer Partikelrückvermischung).

• Rückverfolgbarkeit der eingesetzten Materialien (Hilfs- und Wirkstoffe) im kontinuierlichen Prozess (Traceability).

• Gleichmäßige, reproduzierbare Trocknung aller Granulat-partikel verschiedener Größe.

• Lange Standzeit der Abluftfilter, ohne Unterbrechung des Trocknungsprozesses oder Filterwechsel.

QbCon® 1 – Revolutionäre Anlage für die Feststoffproduktion

Aktuell existieren auf dem Zuliefermarkt für die Pharmaindustrie lediglich quasikontinuierliche Trockner, die in Chargen arbeiten. Diese Anlagen haben den Nachteil der starken Filterverblockung. Dieses Problem führt zu häufigen Prozessunterbrechungen, zur Reinigung oder zum Austausch der Filter.

Mit dem QbCon® 1 ist nun der erste echt-kontinuierliche Trockner mit einer langen unterbrechungsfreien Prozesszeit (> 8 h, „24/7“) am Markt verfügbar.

Das wesentliche Alleinstellungsmerkmal von QbCon® 1 bezieht sich auf den echt-kontinuierlichen Trockner. Auf dem Markt existieren zwar aktuell einige semi- oder quasikontinuierliche Trockner (mit mehreren, parallel arbeitenden Trocknungskammern) für Granulate auf dem Markt, von denen jedoch keine Maschine den hohen Qualitätsansprüchen der Pharmabranche annähernd gerecht wird.

QbCon® 1 gegenüber semi-kontinuierlichen Trocknern klar im Vorteil

Semi-kontinuierliche Trockner halten den versprochenen Vorteil der Reduktion von Abfallprodukt, das nicht den Spezifikationen entspricht, nicht in dem Maße ein, wie der vollkontinuierliche Trockner des QbCon® 1. Durch das hohe Volumen an Material, das gleichzeitig in verschiedenen Kammern der semikontinuierlichen Trocknung verweilt, ist nämlich keine gezielte Ausschleusung von kleinen Teilmengen aus einem kontinuierlichen Strom möglich.

Im Gegenteil: Durch den hohen Grad an Vermischung müssen im Zweifelsfall ganze Teilchargen verworfen werden.

Im QbCon® 1 verlassen die feuchten Granulate den Doppelschneckengranulierer und gelangen über eine direkte Verbindung auf dem Anströmboden des kontinuierlichen Trockners, in dem diese von heißer Luft durchströmt und durch mechanische Anregung in Richtung des Auslasses gefördert werden. Während dieser Förderung werden die Granulatpartikel nicht mehr gemischt, da sie sehr eng beieinanderbleiben.

Die Förderung der Granulate und der Luftstrom sind unabhängig voneinander einstellbar. Dadurch wird die Trocknungswirkung der Granulate über die Zulufttemperatur, die Zuluftmenge und die Fördergeschwindigkeit geregelt.

QbCon® 1 mit technischen Vorsprung

Ein neuartiges Prinzip der Filterabreinigung hält die Filterfläche für die Abluft dauerhaft frei. Dadurch kann erstmals eine bislang nie erreichte kontinuierliche Trocknung dauerhaft und ohne Prozessunterbrechung durchgeführt werden.

In allen bisherigen Untersuchungen arbeitet QbCon® 1 ohne Prozessunterbrechung oder -störung. Alle kritischen Prozessparameter der Dosierung, Granulierung und Trocknung sind stets über die gesamte Versuchsdauer konstant. Besonders erwähnenswert ist die geringe Belegung der Abluftfilter mit dem Feinanteil der Granulate. Diese nur schwach ausgeprägte Belegung ist mit der extrem geringen Fluidisierung der Granulate im Trockner zu erklären. Bei der Abreinigung werden die Filter ohne Produktrückstände vollständig gereinigt.

Effiziente Trocknung

Bezüglich der Feuchte der getrockneten Granulate erzielt QbCon® 1 ein konstantes und reproduzierbares Ergebnis, das vor allem für einen kontinuierlichen Prozess von größter Wichtigkeit ist. Die Trocknung ist so effektiv und effizient, dass teilweise sogar unter die Ausgangs-feuchte des Rohmaterials getrocknet werden kann. Gerade dies ist für feuchteempfindliche Produkte äußerst relevant. Falls die Restfeuchte als zu gering angesehen wird, sind Anpassungen des Prozesses über kürzere Trocknungszeiten (=Verweilzeiten), niedrigere Temperaturen und Luftdurchsätze möglich, um in höheren Restfeuchten zu resultieren.

Neben der Restfeuchte ist für eine Weiterverarbeitung der Granulate eine konstante Partikelgrößenverteilung wichtig. Der kontinuierliche Granulier- und Trocknungsprozess im QbCon® 1 führt zu konstanten Granulatgrößen, die durch die schonende Trocknung nicht verändert werden. Durch die Verweilzeit der Granulate im Trockner wird die Zeit definiert, in der die feuchten Granulate dem trocknenden Luftstrom ausgesetzt sind. Eine konstante Verweilzeitverteilung ist daher entscheidend für konstante Trocknungsergebnisse. Alle Ergebnisse zeigen eine ideale sehr enge Verweilzeitverteilung der gemessenen Verteilungen für einen kontinuierlichen Trockner. Sämtliche Granulate werden gleich schnell durch den Trockner bewegt, um eine einheitliche Trocknungsleistung zu erhalten. Die Rückvermischung der Granulate im Trockner ist ebenfalls als gering zu bezeichnen.

Ihre Vorteile durch QbCon® 1:

• Durch die kontinuierliche Filterabreinigung kann bei einer Produktion von 24/7 eine Effizienzsteigerung durch die wirklich kontinuierliche Nutzung von QbCon® 1 in Höhe von 30 Prozent erreicht werden.

• Eine Produktqualitätssteigerung von bis zu 20 Prozent ist zu erzielen, da der Produktfluss inline durch spektroskopische Methoden (u.a. NIR) verfolgt und

• Das Kontaminationsrisiko für den Bediener entfällt durch die nicht notwendige Demontage von trockenen und mit Feinstaub belegten Filtern.

• Die engmaschige Prozessüberwachung durch PAT führt zu qualitativ hochwertigen Produkten, hoher Patientensicherheit, geringeren Kosten, besserem Prozessverständnis und Prozesskontrolle.

• Durch die integrierte Produkttemperaturmessung am Auslass lassen sich ein Zersetzen des API oder andere strukturelle Veränderungen verhindern und die Trocknung kann bereits indirekt gesteuert werden.

• Die NIR-Messung am Auslass des Trockners stellt sicher, dass man die Qualitätsgröße Restfeuchte des Produktes in Echtzeit verfolgen und steuern kann.

• Auf Kundenwunsch kann diese Methode auch in die Steuerung integriert werden, wodurch der Automationsgrad noch weiter erhöht wird. Nicht zuletzt bietet auch der Doppelschneckengranulator, der vor den Trockner geschaltet ist, durch seine flexibel ausgestalteten Ports die Option, variable Sonden zur Echtzeitüberwachung einzusetzen.