Aperfeiçoamento dos processos de troca de solvente com dados de tendência de índice de refração

Este blog é o primeiro de uma série de três partes sobre como os refratômetros de processo em linha podem otimizar os processos de API.

A criação de Ingredientes Farmacêuticos Ativos (APIs) é uma parte crítica da produção farmacêutica. A formulação de API geralmente começa com o carregamento de produtos químicos em um reator onde as ligações químicas são quebradas e novas ligações são formadas. Após a reação, o ingrediente ativo é separado por meio de etapas de purificação a jusante, como centrifugação e filtração. Normalmente, o API é recuperado como um sólido da fase líquida e o solvente usado é recuperado em unidades de recuperação de solvente dedicadas. A recuperação de solventes é importante na indústria farmacêutica porque ajuda a reduzir custos e impacto ambiental. O sólido API final é então seco antes de poder ser usado como intermediário ou para formular o medicamento final.

Desenvolver e otimizar os processos de fabricação farmacêutica pode ser um processo complexo e demorado, levando vários anos para ser concluído. Para simplificar esses processos e levar os medicamentos ao mercado mais rapidamente, é importante que as empresas farmacêuticas se concentrem na criação de processos eficientes que sejam escaláveis e reprodutíveis em escala comercial. A implementação da estrutura de Tecnologia Analítica de Processo (PAT) da FDA, incluindo o uso de instrumentação de medição em linha, oferece uma oportunidade valiosa para o desenvolvimento e ampliação de processos farmacêuticos por meio da coleta e análise de dados para compreensão, projeto e otimização de processos. As ferramentas PAT ajudam a garantir que a qualidade seja integrada ao projeto e que os processos produzam produtos de qualidade consistente que atendam às especificações exigidas.

Usando o índice de refração como parte do PAT

O índice de refração (RI) provou ser uma ferramenta útil de Tecnologia Analítica de Processo (PAT) para o desenvolvimento, projeto e otimização contínua de processos de fabricação de API. A medição contínua e em linha de RI fornece informações de dados e processos que auxiliam na compreensão e no projeto de diferentes etapas de fabricação. Os dados permitem a criação de perfis de processo que podem ser usados para detectar desvios e garantir a equivalência do processo. O refratômetro Vaisala fornece dados de tendências com alta confiabilidade e reprodutibilidade exigidas na fabricação farmacêutica. As medições do índice de refração não são afetadas pela presença de bolhas de gás, partículas sólidas ou cor do líquido. Esses recursos do índice de refração o tornam ideal para muitas aplicações no processo de fabricação de API. 

O índice de refração é uma propriedade física fundamental dos líquidos e geralmente não depende da quantidade da amostra medida. Isso simplifica a expansão dos processos do laboratório para o piloto e, em seguida, para a produção em escala total.  

Os dados de tendências são obtidos em tempo real e podem ser comparados com o perfil do processo de projeto obtido pelo RI, que determina a equivalência do processo e auxilia na avaliação e determinação de outros parâmetros críticos do processo, tolerâncias e condições operacionais ideais. Além disso, os perfis de processo dos dados de RI ajudam na identificação de problemas durante o aumento de escala e na otimização contínua dos processos existentes.

Otimizando a troca de solvente

A troca de solvente, uma etapa comum na produção de API, visa substituir o solvente original da reação, por um solvente mais adequado para a próxima etapa do processamento. A troca de solvente é normalmente feita por destilação. Durante a destilação, as medições de RI são usadas para monitorar as concentrações líquidas do produto superior (pós-condensador) e inferior, por exemplo, para garantir que a concentração correta de API ou solvente seja obtida, para identificar o ponto certo para mais adição de solvente e para reduzir o solvente geral consumo. Durante o desenvolvimento do processo, RI também pode ser usado para obter dados importantes para o projeto, como dados de equilíbrio vapor-líquido (VLE).

Medições em linha também são úteis para identificar problemas no processo. Por exemplo, no caso de um cliente, os dados de tendência do refratômetro Vaisala foram usados durante a ampliação do processo para estabelecer a equivalência do processo de duas instalações (uma nos EUA e outra na Europa) e o perfil do processo de laboratório. Graças aos dados em linha do refratômetro, este cliente descobriu que a planta dos EUA não estava se comportando conforme projetado e exigiu uma etapa de troca adicional para obter a mesma pureza alcançada no projeto do laboratório e na instalação piloto da UE. Nesse caso, os dados de tendência de RI foram uma ferramenta de solução de problemas inestimável que ajudou a garantir que eles pudessem atingir as condições operacionais ideais em todas as instalações.

Usando medições de índice de refração, nosso cliente identificou desvios do laboratório para o piloto. Eles foram então capazes de tomar ações corretivas imediatas, o que levou à economia no consumo de solventes e aumentou o rendimento do produto. O cliente usou medições de índice de refração desde o estágio inicial no laboratório para estudar a mistura, obter dados VLE e um perfil de processo e projetar o processo de troca. A ampliação do laboratório para o piloto foi simplificada por medições de índice de refração em linha.

As medições do índice de refração são uma poderosa ferramenta PAT para o projeto, monitoramento e otimização de processos de troca de solvente, bem como uma valiosa ferramenta de tendências para percepção do processo e solução de problemas.