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制药API生产中粘度的过程控制

介绍

确保在连续的制药生产活动中达到中级和最终质量属性至关重要。 公司努力生产出具有卓越功效,安全性和美观性的药物,并向医师,药剂师和消费者提供保证,即给定产品的性能均匀且适合于特定用途。 药品必须以安全性销售,并使用性能一致且可预测的治疗活性制剂。 进入的原材料和生产过程(如搅拌,泵送和填充药品)必须通过使用粘度计定期进行粘度检查来控制。 最终产品也需要进行测试,以确保适当的存储稳定性或应用。 必须调整诸如药物粘度之类的参数以匹配客户的期望,以确保客户满意度。 制药生产的过程控制可以通过提高产量,减少原材料可变性和提高交付可靠性来显着降低成本。

制药API生产中的过程中粘度控制

临床前提交的材料包含反映新药体外性能的相关物理标准。 应确定有关片剂的崩解时间和溶解速度,固体剂型的重量变化,液体和半液体制剂的粘度的测试结果,以说明在各个阶段均应保持足够的控制以确保批次之间具有统一的药效生产。 随着制药业高管为应对日益增长的复杂性,成本和法规而奋斗,他们中的更多人正在寻求工业4.0制造作为解决方案。 通过数据和机器学习进行管理的智能自主工厂将降低制药生产成本,并允许应用可能需要的纠正措施,从而实时提高质量并减少产能限制。 贝恩公司(Bain&Company)报告称,制药业高管期望智能互联工厂在节省质量,使交付更加可靠的同时,可以节省20%或更多的费用。 具体来说,他们预测与劣质产品相关的成本将降低17%,将原料转化为药物的成本将降低15%,交付可靠性将提高14%。

法规变更,非专利药品和更多个性化药品的泛滥使制药业的利润面临风险,并为数字化制造提供了有力依据。 较小,更频繁的药物投放会增加生产的复杂性和成本。 个性化药物和针对患者的个性化药物的出现也意味着更复杂的过程。 仿制药的广泛使用正在压低价格。 对于制药公司来说,保持竞争力至关重要,对于他们而言,拥有敏捷,高性能的制造流程并采用IIoT和工业4.0至关重要。

制药API生产中粘度的过程控制

过程控制:粘度和密度监测oring 药品生产中的控制

尽管增加了过程知识和测量技术,但在制药行业中,对中间质量和最终质量属性的控制仍主要基于固定的配方方法,该方法对参数进行一次优化以实现理论上的稳态输出,并结合了可接受的采样策略。 实际上,原材料性能变化,有关物理磨损的设备状态以及变化的环境条件的出现会导致干扰,这些干扰会随时间变化,并且在生产过程中需要采取连续的纠正措施。 与市场需求相关的物料吞吐量波动也可以看作是一种干扰,需要对其进行补偿以确保产品质量。 传统上通常采用自动调节过程控制与手动监督相结合的制造方法不能实时补偿这种关键的质量属性变化。 为了应对这些挑战,在生产过程中包含自动化监督过程控制对于自动确保关键质量属性与验收标准实时一致是至关重要的。

在粘度起关键作用的过程中,受制造过程控制直接影响的药物类型可大致分为三大类:

  • 药物解决方案:这些是均匀的混合物,不会显示出颗粒沉淀。 溶液由溶解在液体/溶剂中的透明物质组成。 溶液可以进一步分为水溶液,例如冲洗液,漱口水和洗鼻液;非水溶液,例如e剂,烈酒和胶粘剂;以及甜或黏性溶液,例如止咳糖浆和蜂蜜。
  • 药物乳液:这些是由两种不混溶的液体组成的双相系统。 它们是热力学不稳定的,必须通过添加乳化剂使其稳定。 实例是用于治疗皮肤状况和皮肤护理的制剂。 与溶液相比,乳剂的优势在于它们可以通过口服给药递送水不溶性药物。
  • 药物悬浮液: 这些是含有沉降下来的固体颗粒(> 1000 nm)的异质混合物。 良好的悬浮液在储存期间必须稳定,应缓慢沉降,并在轻轻摇动容器后易于重新分散。 具有非常低溶解度的药物通常被配制成悬浮液。 混悬剂可通过防止在水的存在下快速降解来延长药物的作用,提高某些药物(例如青霉素G)的化学稳定性,并掩盖药物的不良味道。

粘度应用-制药行业质量控制

挑战解决方案认证的益处
的保湿效果 眼药水 只持续几秒钟。分析和精确量化在不同温度下滴眼液中甲基纤维素溶液的粘度值,模拟现实生活条件(眨眼和体温期间的剪切稀疏效应)。通过确定不同剪切速率和温度下的粘度值来模拟滴眼液的稠度。 了解了这些值之后,您就可以调整滴眼液中甲基纤维素溶液的比例。
止咳糖浆 不要停留在汤匙上并且过快地流过消化道(因此不会遮盖住喉咙的表面)。确定单点粘度以进行快速质量检查,或在恒定温度下以增加的速度进行多点分析。通过单点粘度检查或研究与流量或温度有关的行为,确保止咳糖浆具有舒缓作用和适当的粘度。 为了更深入地分析止咳糖浆的流动特性,可以使用数学模型剪切稀化指数。
微乳液 在热(35°C)中分离为多个相。以恒定的速度/剪切速率分析温度相关的流动行为。模拟产品在不同温度下存储期间的行为,并相应地改进配方。
临床营养 不能轻易吞下。确定单点粘度以进行快速质量检查,或在恒定温度下以增加的速度/剪切速率执行多点分析。通过分析低和高剪切速率下的粘度,可以确定静息和吞咽期间临床营养的粘度。 向低粘度流体中添加增稠剂会使流体更加粘稠,从而更容易吞咽。
不能抽水和挤压 软膏 开包装。 在目标身体部位使用时,没有良好的铺展能力。确定单点粘度以进行快速质量检查,或在恒定温度下以增加的速度/剪切速率执行多点分析。通过单点粘度检查或研究流动性和屈服点,可确保软膏具有完美的泵送性和涂抹能力。

为什么粘度管理在药品生产中至关重要?

使粘度管理在药品生产中很重要的广泛而重要的因素是:

  1. 产品质量: 药品必须符合最终产品规格和任何适当的药典要求,并且可以通过粘度质量控制来确保。
  2. 费用: 粘度不正确的生产不仅危害质量,而且危害更大。 不良的粘度管理会增加颜料和溶剂的用量,影响利润率。
  3. 浪费: 通过适当的粘度管理可以减少因质量差而报废的材料。
  4. 效率: 消除了手动粘度控制,可节省操作员的时间,使他们能够专注于其他任务。
  5. 环境: 减少颜料和溶剂的使用对环境有益。
  6. 注释: 也许与其他行业相比,制药生产需要更高的质量控制。 就法规和可追溯性代码而言,正确的成分和精确控制的质量是不可谈判的。

使用粘度计进行简单的粘度检查可确保最终产品的正确一致性,以满足客户的期望。 在不同流动条件下的粘度测量可以深入了解药品的流动行为。 屈服点分析有助于找出例如泵送,填充和施用药物所需的力。 粘度,流动性能和屈服点可以通过调整产品配方和添加增稠剂来控制。

为了确保一致的受控制造,应实时监控整个工艺流程中的粘度变化,从基线开始测量而不是简单地测量绝对值,并通过调整制造过程(混合,研磨等)进行粘度调整)和成分,以确保所生产药物的一致性和准确性。

过程挑战

现有的实验室粘度计在过程环境中几乎没有什么价值,因为粘度直接受到温度、剪切速率和其他变量的影响,而这些变量在离线时与在线时有很大不同。 传统上,操作员使用实验室旋转粘度计或流变仪测量药物制剂的粘度。 该过程混乱且耗时。 大多数情况下,在实验室收到结果之前,批次就已经完成,从而减少了纠正的机会。 当前的粘度测量方法会导致制造不一致、批次浪费,而这些问题本来可以使用在线实时监控来纠正oring。 此外,转向连续制造需要在线实时过程监控oring 配方粘度,以确保过程在限制范围内。

振动仪器用于在线实时监测oring 粘度,但它们往往非常庞大,反应缓慢,容易受到外部振动的影响,需要大量的维护和校准。

Rheonics' 解决方案

Rheonics 提供基于平衡扭转谐振器的一流在线粘度计,用于制药行业过程的过程控制和优化:

  1. 一致 粘性 测量: Rheonics和 SRV 是一款具有内置流体温度测量功能的范围广泛的在线粘度测量设备,能够实时检测任何工艺流中的粘度变化。
  2. 一致 粘度和密度 测量: Rheonics和 SRD 是一种在线式同时密度和粘度测量仪,具有内置的流体温度测量功能。 如果密度测量对您的操作很重要,则SRD是满足您需求的最佳传感器,它具有类似于SRV的操作能力以及精确的密度测量值。

通过SRV或SRD进行的自动在线粘度测量可消除采用传统方法进行粘度测量的样品采集和实验室技术的差异。 传感器位于行内,因此可以连续测量过程流体的粘度(在SRD情况下为密度)。 通过连续实时的粘度测量,通过控制器的定量给料系统,混合器或泵的自动化来实现制造一致性。 在制药生产线中使用SRV,可以提高产品的一致性,从而提高生产率,利润率和环境目标。 SRV和SRD都具有紧凑的外形尺寸,可轻松进行OEM和翻新安装。 他们不需要维护或重新配置。 无论安装方式或位置如何,这两种传感器均可提供准确,可重复的结果,而无需特殊的腔室,橡胶密封或机械保护。 SRV和SRD可与诸如GEA Varinline等的Asceptic过程连接一起使用。 不使用任何耗材,SRV和SRD极其易于操作。

大多数制药公司都在缓慢地采用数字化制造工具,担心他们的系统、数据和人员还没有准备好。 Rheonics 解决方案旨在解决制药行业运营商面临的关键挑战,并实现平稳集成 rheonics' 将工业解决方案融入您的流程中。

一旦建立了制造环境并调整了工艺窗口以适应其适当的目的,通常只需很少的努力即可通过严格控制参数来保持制造工艺的完整性 Rheonics 粘度控制系统。

Rheonics' 优势

卫生设计

Rheonics SRV 和 SRD 可用于 tri-clamp 除定制过程连接外,还提供 DIN 11851 连接。

SRV-DIN 11851-在线工艺粘度传感器,用于卫生医疗制药巧克力面糊食品混合应用 SRV-DIN 11851
SRV- Triclamp - 用于印刷、涂料、食品、混合和研磨应用的在线过程粘度传感器 SRV- Triclamp

紧凑的外形,无活动部件,无需维护

RheonicsSRV 和 SRD 的外形尺寸非常小,适合简单的 OEM 和改装安装。 它们可以轻松集成到任何流程中。 它们易于清洁,无需维护或重新配置。 它们占地面积小,可在墨水管线中进行内联安装,从而避免了生产线上的任何额外空间或适配器要求。 两种传感器均配有卫生和无菌过程连接。

SRV – DIN 11851尺寸 SRV-DIN 11851尺寸
SRV—— Triclamp 尺寸 SRV- Triclamp 尺寸

高稳定性,对安装条件不敏感:可以进行任何配置

Rheonics SRV和SRD使用独特的专利同轴谐振器,其中传感器的两端以相反方向扭转,抵消了安装上的反作用扭矩,从而使它们对安装条件和过程流量完全不敏感。 这些传感器可以轻松应对定期搬迁。 传感器元件直接位于流体中,不需要特殊的外壳或保护笼。

即时准确地读取打印条件–完整的系统概述和预测控制

Rheonics'软件功能强大、直观、使用方便。 可以在计算机上监控实时粘度。 多个传感器通过遍布工厂车间的单个仪表板进行管理。 泵送的压力脉动对传感器操作或测量精度没有影响。 不受机器振动的影响。

 

易于安装,无需重新配置/重新校准

无需更换或重新编程电子设备即可更换传感器,无需任何固件更新或校准系数更改即可直接更换传感器和电子设备。 安装方便。 没有暗室, O-ring 密封件或垫圈。 易于拆卸以进行清洁或检查。 SRV 可配备无菌法兰和 tri-clamp 连接方便安装和拆卸。

SRV 可配备法兰,符合 DIN 11851 卫生标准 tri-clamp 连接方便安装和拆卸。

用于预测性维护的高级分析

利用来自传感器的数据来识别故障模式(机器的哪一部分发生故障,故障的类型以及何时发生),该工具可以提前预测问题,使生产团队有机会在机器停机之前进行维护。 预警可以减少生产损失,并有助于防止昂贵的维修。 优化维护频率还可以降低成本。 经理从头到尾地审查系统可以迅速发现问题和性能差距,并使用数据来确定根本原因。

低功耗

24V直流电源在正常运行期间消耗的电流小于0.1 A(小于3W)

快速响应时间和温度补偿粘度

超快且强大的电子设备与全面的计算模型相结合,使 Rheonics 设备是业内最快、最准确的设备之一。 SRV 和 SRD 每秒提供实时、准确的粘度(以及 SRD 的密度)测量,并且不受流量变化的影响!

广泛的运营能力

Rheonics' 仪器专为在最具挑战性的条件下进行测量而设计。 SRV 具有市场上最广泛的在线过程粘度计操作范围:

  • 压力范围高达5000 psi和更高
  • 温度范围为-40至300°C
  • 粘度范围:0.5 cP至50,000 + cP

SRD:单仪器,三功能 –粘度,温度和密度

Rheonics和 SRD 是一款独特的产品,可代替三种不同的粘度,密度和温度测量仪器。 它消除了将三种不同仪器共置的麻烦,并且在最恶劣的条件下提供了极其准确和可重复的测量。

获得正确的生产质量,降低成本并提高生产率

将SRV / SRD集成到生产线中,并确保整个制造过程的一致性。 SRV(和SRD)不断监控和控制粘度(和SRD情况下的密度),并防止过度使用昂贵的颜料和溶剂。 使用SRV优化生产过程,并降低废品率,减少浪费,减少客户投诉,减少机器停机并节省材料成本。 最后,它有助于改善底线和改善环境!

就地清洁(CIP)

SRV(和SRD)通过monit监控工艺线的清理情况oring 清洁阶段溶剂的粘度(和密度)。 传感器会检测到任何细小的残留物,使操作员能够决定何时清洁管线。 或者,SRV(和 SRD)向自动清洁系统提供信息,以确保运行之间的全面且可重复的清洁,从而确保完全符合药品生产设施的卫生标准。

卓越的传感器设计和技术

先进的专利第三代电子设备驱动这些传感器并评估它们的响应。 SRV 和 SRD 可与制药行业标准过程连接件配合使用,例如无菌 GEA Varinline 和 Hygienic Tri-clamp 允许操作员用 SRV/SRD 替换生产线中的现有温度传感器,除了使用内置 Pt1000(可用 DIN EN 60751 AA、A、B 级)精确测量温度之外,还提供粘度等非常有价值且可操作的过程流体信息。

环境友好型

减少过程中VOC(挥发性有机化合物)的使用,减少回收VOC所需的能量或处置成本。 在节省成本,确保高质量和保护环境的同时智能制造。

满足您需求的电子产品

传感器电子器件既可以在防爆变送器外壳中使用,也可以在小尺寸DIN导轨安装中使用,从而可以轻松集成到过程管道和机器内部的设备柜中。

 

易于整合

传感器电子设备中实现了多种模拟和数字通信方法,从而使与工业PLC和控制系统的连接变得简单明了。

 

符合ATEX和IECEx

雷奥尼克斯 提供通过ATEX和IECEx认证的本质安全传感器,用于危险环境。 这些传感器符合与潜在爆炸性环境中使用的设备和保护系统的设计和构造有关的基本健康和安全要求。

拥有本质安全、防爆认证 Rheonics 还允许对现有传感器进行定制,从而使我们的客户能够避免与识别和测试替代品相关的时间和成本。 可为需要一台至数千台的应用提供定制传感器; 交货时间为数周而不是数月。

Rheonics SRV & SRD 均通过ATEX和IECEx认证。

通过ATEX(2014 / 34 / EU)认证

Rheonics经过 ATEX 认证的本质安全传感器符合 ATEX 指令 2014/34/EU,并通过 Ex ia 本质安全认证。 ATEX 指令规定了与健康和安全相关的最低和基本要求,以保护危险环境中的工人。

Rheonics经过 ATEX 认证的传感器在欧洲和国际上得到认可。 所有经过 ATEX 认证的零件均标有“CE”以表明符合要求。

IECEx认证

Rheonics本质安全型传感器已通过国际电工委员会 IECEx 认证,符合爆炸性环境中使用的设备相关标准的认证。

这是一项国际认证,可确保危险区域使用的安全合规性。 Rheonics 传感器经过 Ex i 本质安全认证。

SAP系统集成计划实施

将传感器直接安装到您的过程流中以进行实时粘度和密度测量。 无需旁路管线:传感器可以在线浸入。 流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。 通过对流体进行重复,连续和一致的测试来优化涂层性能。

Rheonics 仪器选型

Rheonics 设计、制造和销售创新的流体传感和监测oring 系统。 瑞士精密制造, Rheonics' 在线粘度计和密度计具有应用所需的灵敏度以及在恶劣操作环境中生存所需的可靠性。 即使在不利的流动条件下,结果也稳定。 不受压降或流速的影响。 它同样非常适合实验室中的质量控制测量。 无需更改任何组件或参数即可在全范围内进行测量。

建议的应用产品

  • 粘度范围广–监控整个过程
  • 在牛顿和非牛顿流体,单相和多相流体中均可重复测量
  • 密封,所有不锈钢316L润湿部件
  • 内置流体温度测量
  • 紧凑的外形尺寸,易于在现有生产线中安装
  • 易于清洁,无需维护或重新配置
  • 单一仪器,可进行过程密度,粘度和温度测量
  • 在牛顿和非牛顿流体,单相和多相流体中均可重复测量
  • 全金属(316L不锈钢)结构
  • 内置流体温度测量
  • 紧凑的外形尺寸,易于在现有管道中安装
  • 易于清洁,无需维护或重新配置
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