Continuous Manufacturing – Kontinuität muss nicht komplex sein

Dr. Anna Novikova, PAT-Expertin von Fette Compacting, erläutert, was bei der kontinuierlichen Tablettierung zu beachten ist.

Frau Dr. Novikova, welche Parameter sind im Continuous-Betrieb kritisch?

Das hängt von den einzelnen Prozessschritten ab. Kommt zum Beispiel ein Mischer zum Einsatz, muss der Bediener besonders auf die Mischhomogenität achten. Ausgangsstoffe dürfen sich anschließend nicht wieder entmischen. Beim Granulieren spielt zum Beispiel die Verteilung der Partikelgrößen eine wichtige Rolle. Im Fall einer Nassgranulierung muss die Restfeuchte konstant gering sein. All diese Faktoren gilt es sensorisch zu erfassen, zu überwachen und gegebenenfalls anzupassen. Meist kann man sagen: Je schlanker das Anlagendesign, desto leichter die Prozesskontrolle. Unter anderem deswegen legen wir unseren Fokus auf die Direktverpressung. Wir erwarten, dass die Nachfrage nach diesem Prozess weiter steigen wird.

Was sind die Vorteile der Direktverpressung?

Das Pulver wird nach der Dosierung ohne Granulation vom Mischer in die Tablettenpresse geleitet. Damit entfällt ein kompletter Prozessschritt, der im Falle einer Nassgranulation durch die Trocknung zusätzlich energie- und zeitaufwendig wäre. Hinzu kommt, dass jeder Prozessschritt vorher auch entwickelt werden muss. Die Direktverpressung verkürzt also bereits die Entwicklungszeit. Insgesamt halten wir das Verfahren für den richtigen Herstellungsprozess für viele Formulierungen.

Welche Nachteile gib es?

Es gibt Wirk- und Hilfsstoffe, die aufgrund ihrer Fließeigenschaften, der Bindungskräfte zwischen den Partikeln und anderer Faktoren eine Vorbehandlung erfordern. Wir müssen immer zuerst prüfen, ob die direkte Kompression überhaupt möglich ist. Bei der kontinuierlichen Verpressung ist entscheidend, wie die Tablettenpresse in den Gesamtprozess integriert ist. Davon hängen die Effizienz der Produktion und die Qualität der Tabletten ab. Wir haben aber mittlerweile viele Szenarien mit großem Erfolg getestet. Wenn sie stofflich möglich ist, empfehlen wir die Direktverpressung als kontinuierliches Verfahren. Unsere Tablettenpresse FE55 ist hierfür maßgeschneidert und ermöglicht aufgrund ihrer drei Druckstationen eine erhöhte Prozessierbarkeit, sprich Direktverpressung, von Materialien.

Bitte nennen Sie uns ein Testbeispiel?

Vor Kurzem haben wir Versuche mit einem Kunden in unserem Competence Center in Schwarzenbek durchgeführt. Dabei ging es um die Direktverpressung mit einem Wirkstoff, der in einigen Ländern als Arzneistoff eingestuft wird. Hier war es äußerst wichtig, eine exakte Konzentration zu erzielen und zu dokumentieren. Sie sollte mit 0,3 Prozent extrem niedrig sein – eine anspruchsvolle Aufgabe. Mit der passenden PAT-Sensorik, in diesem Fall der Raman-Spektroskopie, konnten wir den Wirkstoff jedoch präzise messen.

Was steckt hinter “Raman” und welche Messmethoden gibt es noch?

Ich beginne mal andersherum: In den meisten Fällen, grob geschätzt 90 Prozent, setzen wir die Nahinfrarotspektroskopie ein – kurz NIRS. Sie hat die Vorteile, dass viele Wirkstoffe gut auf ihren Spektralbereich reagieren und die Strahlen tief in die Tablette eindringen können, ohne sie zu schädigen. Außerdem ist NIRS schnell und damit für Hochleistungsmaschinen optimal. Bei einem Wirkstoffgehalt unter einem Prozent stößt sie jedoch an ihre Grenzen. Dafür gibt es die Raman-Spektroskopie, bei der ein recht starker Laser zum Einsatz kommt. Er ist auch weniger empfindlich in Bezug auf Prozessvariationen, erfordert aber Erfahrung in der Bedienung, damit es nicht etwa zu Überlagerungen durch Fluoreszenz kommt. In Spezialfällen greifen wir auch auf Methoden wie laserinduzierte Fluoreszenz ( LIF ), UV- oder Terahertz-Spektroskopie zurück.

Wo befinden sich die Messpunkte in der Anlage?

Je nach Anwendungsfall variiert die Zahl der Sensoren. Oft wird ein Sensor nach dem Mischer eingesetzt, bevor das Pulver in die Tablettenpresse gelangt, manchmal auch noch an der Fill-O-Matic. Die chemischen Eigenschaften der fertigen Tablette prüfen wir entweder in-line in der Tablettenpresse oder at-line im Checkmaster, bei Letzterem gekoppelt mit physikalischen Messungen der Größe, des Gewichts und der Härte. Entscheidend ist, dass das Zusammenspiel von Messverfahren und Messpunkten stimmt. So können die Sensoren – die Augen der kontinuierlichen Anlage – bestmöglich sehen.

Was sind die nächsten Schritte?

Wir arbeiten mit verschiedenen Partnern an standardisierten PAT-Tools für den kontinuierlichen Betrieb. Das Angebot und Know-How implementieren wir in unseren Competence Centern, sodass die Kunden weltweit von den schlüsselfertigen Anlagen und Softwarelösungen für den Continuous-Betrieb profitieren.

Gerne stehen wir Ihnen für weitere Informationen zur Verfügung.

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