Come la misura in linea dell'indice di rifrazione migliora il lavaggio della torta filtrante e il controllo del processo

Questo articolo è il terzo di una serie in tre parti su come i rifrattometri Vaisala aiutano a ottimizzare la produzione di API. La prima parte ha esplorato l'ottimizzazione dello scambio di solventi utilizzando i dati dei trend di misura dell’indice di rifrazione (IR), mentre la seconda ha trattato il controllo della cristallizzazione con l'IR.

In molti impianti API, il lavaggio del pannello filtrante (o torta) costituisce un punto critico del processo produttivo. Dopo la cristallizzazione, l'API deve essere separato dalla fase liquida e pulito, di solito tramite il lavaggio della torta filtrante utilizzando un solvente. L'obiettivo è semplice: rimuovere la soluzione madre residua dai cristalli per ottenere un prodotto puro, senza compromettere la resa. La sfida consiste nell'ottimizzare la quantità del solvente: sufficiente per raggiungere la purezza, ma non al punto da sprecare tempo, materiali o prodotto.

Indice di rifrazione come strumento PAT

La misura dell’indice di rifrazione supporta un approccio Quality by Design aiutando a identificare i parametri critici di processo:

• Quale tipo di lavaggio utilizzare?
• Quanto solvente è necessario?
• Quali parametri influenzano maggiormente la qualità e la resa?

Durante lo sviluppo, l'indice di rifrazione può anche essere usato per confrontare i solventi per individuare quello che assicura un lavaggio efficace e riduce la solubilità degli ingredienti farmaceutici attivi (API).

Customer case: ottimizzazione dei solventi guidata dai dati

Un cliente di Vaisala ha utilizzato l'indice di rifrazione per valutare le proprie prestazioni di lavaggio e determinare se fosse davvero necessario uno strumento di controllo dei processi. In laboratorio, un rifrattometro VAISALA misurava la concentrazione del liquido dopo il lavaggio, mentre una bilancia registrava la quantità di solvente utilizzata. Tracciando il volume del solvente in funzione dell'IR si è ottenuto un chiaro profilo di processo:

• Fase di spostamento: l'IR rimane costante mentre la soluzione madre viene spinta fuori.
• Fase di miscelazione: l'IR cambia man mano che il solvente di lavaggio rimuove impurità residue.
• Fase di completamento: l'IR si stabilizza, segnalando la fine del lavaggio efficace.

Il team ha inoltre testato diversi solventi, misurando l'IR di ciascuno sia allo stato puro che in condizioni di saturazione con gli API. Questo ha rivelato se il lavaggio terminava con un solvente effettivamente pulito, oppure con un solvente già vicino alla saturazione, rischiando la perdita di prodotto.

Risultati principali

• Solvente a bassa solubilità: lavaggio inefficace e cristalli non completamente puliti.
• Solvente ad alta solubilità: dissoluzione delle particelle fini, formazione di canali preferenziali e lavaggio inefficace.
• I dati dell'IR hanno confermato che la scelta del solvente può sia proteggere la resa sia causare perdite di prodotto.

Conclusione

Questi test hanno costituito una solida prova di fattibilità, permettendo al cliente di passare in modo efficiente alla fase pilota. È stato concluso che la misura dell’indice di rifrazione (IR) rappresenta uno strumento prezioso, riproducibile e ricco di dati per ottimizzare il lavaggio della torta filtrante, non solo nello sviluppo dei processi in laboratorio e nel loro scale-up, ma anche come strumento di controllo in tempo reale durante la produzione. Monitorando il momento in cui la misura dell’indice di rifrazione (IR) si stabilizza, gli operatori possono determinare con precisione il completamento del lavaggio, riducendo l’uso superfluo di solvente, i tempi di processo e prevenendo il sovralavaggio. I rifrattometri Vaisala supportano sia l'ottimizzazione dei processi basata sui dati sia un controllo dei processi efficiente e convalidato.

Per saperne di più sulla misura dell'indice di rifrazione per ottimizzare il lavaggio della torta filtrante, guarda la nostra nota applicativa.