Perfeccionamiento de los procesos de intercambio de solventes con datos de tendencia del índice de refracción

Este blog es el primero de una serie de tres partes sobre cómo los refractómetros de proceso en línea pueden optimizar los procesos API.

La creación de ingredientes farmacéuticos activos (API) es una parte crítica de la producción farmacéutica. La formulación de API generalmente comienza con la carga de productos químicos en un reactor donde se rompen los enlaces químicos y se forman nuevos enlaces. Después de la reacción, el ingrediente activo se separa mediante pasos de purificación posteriores, como centrifugación y filtración. Por lo general, el API se recupera como un sólido de la fase líquida y el solvente utilizado se recupera en unidades de recuperación de solventes dedicadas. La recuperación de solventes es importante en la industria farmacéutica porque ayuda a reducir los costos y el impacto ambiental. El API sólido final luego se seca antes de que pueda usarse como un intermedio o para formular el producto farmacéutico final.

El desarrollo y la optimización de los procesos de fabricación de productos farmacéuticos puede ser un proceso largo y complejo, que puede tardar varios años en completarse. Para optimizar estos procesos y llevar los medicamentos al mercado más rápido, es importante que las compañías farmacéuticas se concentren en crear procesos eficientes que sean escalables y reproducibles a escala comercial. La implementación del marco de tecnología analítica de procesos (PAT) de la FDA, incluido el uso de instrumentación de medición en línea, ofrece una oportunidad valiosa para el desarrollo y la ampliación de procesos farmacéuticos a través de la recopilación y el análisis de datos para la comprensión, el diseño y la optimización de procesos. Las herramientas PAT ayudan a garantizar que la calidad se integre en el diseño y que los procesos generen productos de calidad constante que cumplan con las especificaciones requeridas.

Uso del índice de refracción como parte de PAT

El índice de refracción (IR) ha demostrado ser una herramienta útil de tecnología analítica de procesos (PAT) para el desarrollo, diseño y optimización continua de los procesos de fabricación de API. La medición continua y en línea de RI proporciona datos y conocimiento del proceso que ayudan a comprender y diseñar diferentes pasos de fabricación. Los datos permiten la creación de perfiles de proceso que pueden utilizarse para detectar desviaciones y garantizar la equivalencia del proceso. El refractómetro de Vaisala proporciona datos de tendencias con la alta confiabilidad y reproducibilidad requeridas en la fabricación farmacéutica. Las mediciones del índice de refracción no se ven afectadas por la presencia de burbujas de gas, partículas sólidas o el color del líquido. Estas características del índice de refracción lo hacen ideal para muchas aplicaciones en el proceso de fabricación de API.

El índice de refracción es una propiedad física fundamental de los líquidos y generalmente no depende de la cantidad de muestra medida. Esto simplifica la ampliación de los procesos desde el laboratorio hasta el piloto y, luego, hasta la producción a gran escala.

Los datos de tendencia se obtienen en tiempo real y se pueden comparar con el perfil del proceso de diseño obtenido por RI, que determina la equivalencia del proceso y ayuda a evaluar y determinar otros parámetros críticos del proceso, tolerancias y condiciones operativas óptimas. Además, los perfiles de proceso de los datos de RI ayudan a identificar problemas durante la ampliación y para la optimización continua de los procesos existentes.

Optimización del intercambio de solventes

El intercambio de solventes, un paso común en la producción de API, tiene como objetivo reemplazar el solvente original de la reacción, con un solvente más adecuado para el siguiente paso de procesamiento. El intercambio de disolvente se realiza típicamente por destilación. Durante la destilación, las mediciones de RI se utilizan para monitorear las concentraciones de líquido de producto superior (poscondensador) e inferior, por ejemplo, para garantizar que se obtenga la concentración correcta de API o solvente, para identificar el punto correcto para agregar más solvente y para reducir la cantidad total de solvente. consumo. Durante el desarrollo del proceso, RI también se puede utilizar para obtener datos importantes para el diseño, como los datos de equilibrio vapor-líquido (VLE).

Las mediciones en línea también son útiles para identificar problemas en el proceso. Por ejemplo, en el caso de un cliente, los datos de tendencias del refractómetro de Vaisala se usaron durante la ampliación del proceso para establecer la equivalencia del proceso de dos instalaciones (una en EE. UU. y otra en Europa) y el perfil del proceso de laboratorio. Gracias a los datos en línea del refractómetro, este cliente descubrió que la planta de EE. UU. no se estaba comportando según lo diseñado y requirió un paso de intercambio adicional para lograr la misma pureza lograda en el diseño en el laboratorio y en la instalación piloto de la UE. En este caso, los datos de tendencias de RI fueron una herramienta invaluable para la solución de problemas que ayudó a garantizar que pudieran lograr condiciones operativas óptimas en todas las instalaciones.

Mediante el uso de mediciones del índice de refracción, nuestro cliente identificó las desviaciones del laboratorio al piloto. Luego pudieron tomar medidas correctivas inmediatas, lo que condujo a ahorros en el consumo de solventes y un mayor rendimiento del producto. El cliente había utilizado mediciones del índice de refracción desde una etapa temprana en el laboratorio para estudiar la mezcla, obtener datos VLE y un perfil del proceso, y diseñar el proceso de intercambio. La ampliación de laboratorio a piloto se simplificó mediante mediciones del índice de refracción en línea.

Las mediciones del índice de refracción son una poderosa herramienta PAT para el diseño, monitoreo y optimización de los procesos de intercambio de solventes, así como también una valiosa herramienta de tendencias para conocer el proceso y solucionar problemas.