EasyViewer met iC Vision

Hallo, dit is Dez O'Grady, een van de experts op het gebied van kristallisatie bij Mettler Toledo. Ik wilde van deze gelegenheid gebruikmaken om u een korte update te geven over ons initiatief Take Control of Particles en het concept introduceren van een particle engineering workstation, die kan helpen bij het oplossen van enkele van de belangrijkste uitdagingen en problemen rond particle engineering en kristallisatie. Kristallisatie is, zoals velen van u weten, een unit operation waarmee product op een zeer handige manier kan worden geïsoleerd en gezuiverd. Het verkrijgen van de juiste verdeling van kristalgrootte en -vorm in de kristalliseerder kan helpen mogelijke problemen te beperken die verderop in het proces optreden tijdens bijvoorbeeld filtratie, drogen, transport en productformulering. Enkele uitdagingen die u in verschillende delen van dit proces tegenkomt, zijn onder meer productdegradatie op een filter, omdat de filtratie misschien te lang duurt, bijvoorbeeld als gevolg van te veel fijne deeltjes, of bijvoorbeeld moeilijkheden bij het transporteren van materiaal door problemen met de stroombaarheid als gevolg van de deeltjesvorm; dus het goed afstellen van de processen in de kristalliseerder helpt echt om de downstream-activiteiten te optimaliseren Enkele van de belangrijkste uitdagingen die samenhangen met kristallisatie en particle engineering worden geïllustreerd in deze twee citaten die ik heb gehaald uit twee zeer goede artikelen over kristallisatie. In het eerste artikel, een publicatie over continue kristallisatie van Eli Lilly, werd voor dit project een van de aangehaalde uitspraken gebruikt: deeltjes groter dan 200 micrometer kunnen de absorptie beperken, dus de biologische beschikbaarheid. In wezen moest de kristallisatie daarom niet-geagglomereerde kristallen opleveren met een kleine aspectverhouding en een grootte kleiner dan 200 micrometer. Een kleine kristalgrootte was dus belangrijk om ervoor te zorgen dat het product goed zou werken. Als u naar het tweede artikel over een ander project kijkt, staat daar echter dat in de meeste gevallen fijne deeltjes niet gewenst zijn, omdat ze zeer moeilijk te hanteren zijn in de downstreamverwerking, met name filtratie, wassen en drogen. Wat dit hier samenvat en mooi illustreert, is dus dat het verkrijgen van een effectief product en het realiseren van een goed en efficiënt proces in feite concurrerende doelstellingen kunnen zijn, en dat maakt het ontwerp van particle engineering behoorlijk uitdagend. Enkele overwegingen om aan particle engineering te denken, zie ik graag in de vorm van deze workflow, waarin u bepaalde procesparameters hebt die u als wetenschapper kunt aanpassen of optimaliseren. Bijvoorbeeld het type oplosmiddel dat u gebruikt, het mengregime dat u toepast, misschien de pH of de toevoegingssnelheid van een antisolvent, of iets eenvoudigs als de gekozen koelsnelheid. En afhankelijk van deze combinatie van verschillende keuzes, kunt u verschillende transformaties krijgen die plaatsvinden tijdens het kristallisatieproces, dus misschien geeft u de voorkeur aan groei boven nucleatie; als de mengsnelheid bijvoorbeeld te hoog is, krijgt u te veel breuk, of als de pH om de een of andere reden niet klopt, krijgt u veel agglomeratie. De procesparameters beïnvloeden deze transformaties en afhankelijk van de transformaties die u krijgt, eindigt u mogelijk met een ander resultaat, zowel wat betreft het product dat u krijgt, de deeltjesgrootte, vorm, zuiverheid en opbrengst bijvoorbeeld bijvoorbeeld, maar ook de verwerkbaarheid van de deeltjes die u genereert. Zijn ze gemakkelijk te filteren? Stromen ze goed? Zijn ze eenvoudig te formuleren? Deze workflow is dus echt belangrijk om in overweging te nemen bij het ontwerpen van deeltjes: de parameters die u kiest, de transformaties die optreden en het eindresultaat dat u gaat krijgen. Traditioneel deed men dit door een offline monster te nemen en de deeltjes op een specifiek tijdstip na bemonstering en voorbereiding te karakteriseren. U ziet hier een typische workflow rond het nemen van een monster; een zeer goede methodeontwikkeling is nodig om dit goed te doen en ervoor te zorgen dat u de kristallen bijvoorbeeld niet verandert, maar doorgaans neemt u een monster, filtreert u het, droogt u het mogelijk, bereidt u het op de een of andere manier voor en voert u vervolgens de analyse uit om uw resultaat te verkrijgen. Dit is erg belangrijk voor naleving van regelgeving; het is een zeer standaardmethode om controle over het proces aan te tonen, helpt u specificaties vast te stellen en kan u ook een goed inzicht geven in wat er gebeurt als een momentopname op een specifiek tijdstip. Dit is dus een soort van de offline benadering van de karakterisering van deeltjes. Als we echter terugdenken aan dit concept van een workflow die van parameters naar transformaties naar resultaat loopt, geeft het offline monster u eigenlijk alleen informatie over het resultaat. En wat we bij MATLAB Toledo proberen te doen, is tools voor particle engineering bieden die daadwerkelijk informatie geven over de procesparameters die u moet optimaliseren, maar ook over de transformaties die optreden in bijvoorbeeld een kristallisatieproces. We bieden dus informatie. Over de procesparameters stellen we u in staat deze te controleren en vast te leggen, maar ook de vaste fase, de deeltjes zelf en de vloeibare fase in een kristallisatieproces te monitoren. En de combinatie van deze informatie kan een zeer bruikbaar procesinzicht opleveren dat wetenschappers helpt het resultaat te krijgen dat ze aan het einde van de dag nodig hebben, en het resultaat dat een goed product en ook een efficiënt proces zal opleveren. Dus dit is echt ons doel: het leveren van. Deze tools voor particle engineering helpen bij het controleren en vastleggen van de procesparameters en bieden vervolgens in situ real-time analyse van vaste en vloeibare fasen in bijvoorbeeld een kristallisatieproces. Dus heel snel: dit is hoe deze combinatie van producten eruit kan zien wanneer ze samen verpakt zijn in de toolbox of een particle engineering workstation. U ziet hier real-time microscopiebeelden waarin we daadwerkelijk een zaadkristallisatieproces zien dat groeit en agglomereert, en vervolgens zien we dendritische groei en valt het uiteen, waarna secundaire nucleatie optreedt; dus zeer complexe mechanismen die we visualiseren en die we ook kunnen kwantificeren. mechanismen door de deeltjesgrootte en het aantal deeltjes in real time te volgen met het particle track-instrument, en dit wordt allemaal gecombineerd in één pakket, samen met de procesparameters, in dit geval temperatuur. U kunt dus zien dat wanneer de temperatuur in dit voorbeeld daalt, het aantal deeltjes stijgt, precies rond het moment dat die secundaire-nucleatiegebeurtenis plaatsvindt. Dit is dus een zeer snelle, beknopte beschrijving van hoe een typische particle engineering toolbox of workstation kan werken. En een van de manieren waarop we hiernaar kijken, is dat het niet genoeg is om alleen data te leveren; wat we echt proberen te doen, is een holistische oplossing bieden, en dat omvat verschillende dingen. Allereerst moeten deze tools walk-up tools zijn die elke wetenschapper kan gebruiken om succesvol te zijn. We proberen onze reactoren zo te ontwerpen dat ze aansluiten op grotere schalen, wat hopelijk scale-upbeslissingen iets eenvoudiger maakt. We hebben zeer krachtige tools voor data-analyse met ons IC-software. softwareplatform en daarnaast ook oplossingen voor databeheer. Een van de dingen die gebeurt wanneer u deze aanpak implementeert, is dat u meer data gaat genereren, en het is erg belangrijk om die data te kunnen beheren zodat u nuttige informatie kunt extraheren. Daarom hebben we ook databeheeroplossingen rond IC Data Center om hierbij echt te helpen. Dit is dus de complete oplossing, samen verpakt, zeer gebruiksvriendelijke walk-up tools, eenvoudige en duidelijke maar krachtige software. ook, dus wat betekent dit alles uiteindelijk? We hopen dat onze klanten met deze particle engineering workstations zich echt kunnen richten op vier dingen, waarvan de eerste is In staat zijn goede deeltjes te ontwerpen. Dus deeltjesontwerp. Dus deeltjes kunnen ontwerpen met de gewenste fysische eigenschappen, met name met de juiste deeltjesgrootte en vorm. Snel problemen oplossen is ook belangrijk. We hopen dus dat we wetenschappers in staat stellen bewijsmateriaal te verkrijgen waarmee de hoofdoorzaak van problemen of storingen kan worden vastgesteld. We hebben goede voorbeelden in onze literatuurlijsten, die ik op de volgende en laatste dia zal laten zien, waar onze tools daadwerkelijk worden gebruikt om procesinzicht te documenteren en procesbeheersing aan te tonen, wat zeer nuttig is voor acceptatie door toezichthouders, en ten slotte voorspelbare productie: het gebruik van de data die in het laboratorium worden gegenereerd in combinatie met data die mogelijk worden verzameld in een kilo lab of pilot plant of een productieomgeving, om ervoor te zorgen dat u met vertrouwen kunt opschalen en over goede productiecapaciteiten beschikt wanneer u uiteindelijk op volledige productieschaal uitkomt Dus heel kort wil ik mensen wijzen op een literatuurlijst die interessant kan zijn om te bekijken; er zijn veel verschillende toepassingen van de particle engineering workstation gedurende de ontwikkelingscyclus voor kristallisatieprocessen. We hebben hier enkele vermeld, zoals het monitoren van oververzadiging, het bekijken van oiling out of fasescheiding, opschalen, continue processen, al dit goede spul, en deze literatuurlijst kan samen met nog veel meer referentiemateriaal eigenlijk worden Misschien heeft u die website gevonden waar ik hiernaar verwijs. Het is dus www.mt.com forward slash AC dash control particles. Als u meer wilt weten over wat andere gebruikers doen in de industrie en de academische wereld met deze particle engineering workstation, staan er hier op deze website zo’n 40 of 50 vrij recente verwijzingen die ik voor mensen interessant vind om te bekijken. Bedankt.