Rewolucyjna kontrola mieszania w czasie rzeczywistym
Mieszanie jest kluczowym etapem wielu procesów, a jego skuteczna kontrola jest niezbędna do osiągnięcia prawidłowej jednorodności mieszaniny oraz optymalizacji wszystkich parametrów. Dotychczasowo wykorzystywane metody analizy miały swoje wady: opierały się na pobieraniu próbek bezpośrednio z mieszalnika, ingerując przy tym w proces, lub nie nadawały się do wykorzystania w mieszalnikach kontenerowych. Tym problemom rzuciła wyzwanie Amerykańska firma VIAVI wprowadzając na rynek spektrometr bliskiej podczerwieni VIAVI MicroNIR PAT-W – bezprzewodowe urządzenie umożliwiające monitorowanie mieszania w czasie rzeczywistym, bez konieczności budowy czasochłonnych modeli ilościowych.
Zasada działania urządzenia opiera się na technice spektroskopii w bliskiej podczerwieni. Jest to uniwersalna metoda analityczna, którą można wykorzystywać do analizy zdecydowanej większości związków chemicznych. Jedynym warunkiem jest to, że cząsteczka musi posiadać niezerowy moment dipolowy. Badana próbka jest wpierw naświetlana promieniowaniem o długości fal od 700 do 2500 nm, generowanym przez dwie wolframowe lampy, a następnie odbite światło jest rejestrowane przez ultraczuły czujnik optyczny zainstalowany w urządzeniu. Informacje są natychmiast interpretowane przez intuicyjne oprogramowanie VIAVI przy użyciu wybranego modelu chemometrycznego.
Dzięki temu, że do naświetlania próbek wykorzystywane są lampy wolframowe a nie laser, analiza spektrometrem VIAVI MicroNIR PAT-W unika problemu inherentnego dla spektroskopii Ramana lub urządzeń bazujących na technice FTIR, czyli fluorescencji wybranych próbek która uniemożliwia ich analizę.
Mały spektrometr, wielkie możliwości
Spektrometr od VIAVI ma kompaktowe wymiary i jest wystarczająco lekki, by można było go zamontować nawet na dwulitrowych mieszalnikach bez zastosowania przeciwwagi. Obudowa sondy wykonana jest ze stali nierdzewnej z szafirowym oknem na aparaturę optyczną. Reszta obudowy wykonana jest z aluminium w celu ograniczenia masy analizatora.
Urządzenie instalowane jest na specjalnym kołnierzu montażowym, wyposażonym w szafirowe okno, który uprzednio należy wspawać do pokrywy mieszalnika kontenerowego. Dzięki nieinwazyjnej konstrukcji elementu montażowego, modyfikacja pokrywy nie wpływa w żaden negatywny sposób na funkcjonalność mieszalnika. Sam spektrometr montowany jest do kołnierza za pomocą zacisków, co zajmuje kilka sekund i umożliwia użycie jednego spektrometru do analizy w kilku różnych mieszalnikach, co jest kluczowe przy prowadzeniu eksperymentów powiększania skali.
Analizator wyposażony jest w czujnik grawimetryczny, wrażliwy na obroty mieszalnika. Gdy czujnik wykryje obrót mieszalnika, a w efekcie przykrycie sondy mieszaną masą, rozpoczynany jest pomiar i pozyskane dane trafiają bezpośrednio do oprogramowania VIAVI MicroNIR Pro. W praktyce przekłada się to na jedno widmo na jeden obrót mieszalnika.
VIAVI MicroNIR Pro – oprogramowanie gotowe na każde wyzwanie
Zaawansowane oprogramowanie VIAVI MicroNIR Pro jest sercem każdej analizy. Zaobserwowane widma trafiają w czasie rzeczywistym do oprogramowania i są następnie interpretowane za pomocą wybranego modelu chemometrycznego. W przypadku większych instalacji, możliwe jest również automatyczne przekazywanie informacji do sterowni, co umożliwia skoordynowanie VIAVI MicroNIR PAT-W z innymi urządzeniami na linii produkcyjnej.
Modelem chemometrycznym dedykowanym specjalnie do monitorowania mieszania w czasie rzeczywistym, jest tzw. Moving Block Standard Deviation, czyli Odchylenie Standardowe Ruchomego Bloku. Jest to rewolucyjny model jakościowy badający serię widm pod kątem odchylenia standardowego. W czasie rzeczywistym, oprogramowanie tworzy wykres odchylenia standardowego kolejnych bloków, co bezpośrednio przekłada się na stopień wymieszania masy. Każdy kolejny blok ma w założeniu coraz mniejsze odchylenie od poprzedniego, a punkt końcowy jest osiągany kiedy wartości odchylenia przestają się znacząco zmieniać. W praktyce umożliwia to monitorowanie mieszania dowolnej masy bez konieczności uprzedniej konstrukcji modelu ilościowego.
Takie podejście do analizy bezpośrednio przekłada się na oszczędność czasu i pieniędzy. Przy zastosowaniu urządzenia do monitorowania mieszania w produkcji, usuwamy konieczność budowy modelu jakościowego i fizycznego pobierania próbek do HPLC. Sama czynność pobrania próbek z mieszania oznacza ingerencję w proces i zmienienie stopnia wymieszania, co w efekcie sprawia, że analiza mieszania przy pomocy HPLC obarczona jest błędem.
Spektrometr VIAVI MicroNIR PAT-W usprawnia optymalizację nowych procesów w działach badań i rozwoju. Od stosowanej pojemności mieszalnika, przez kolejność załadunku surowców i poziom wypełnienia mieszalnika, po częstotliwość obrotów urządzenia, a na wyznaczeniu punktu końcowego procesu skończywszy.
Przy wykorzystaniu standardowej analizy HPLC, konieczne byłoby czasochłonne pobieranie próbek, wysyłanie ich do analizy i korelowanie ich z danymi procesu. Dzięki VIAVI MicroNIR PAT-W, wszystko trwa znacznie krócej, a otrzymane wyniki mają więcej praktycznych zastosowań.
Spektrometr stworzony z myślą o przemyśle farmaceutycznym
Oprogramowanie VIAVI MicroNIR Pro spełnia wymogi 21CFR Part 11, co pozwala na zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym. A.P. Instruments oferuje walidację i kwalifikacje DQ/IQ/OQ i PQ. W razie zainteresowania, jesteśmy gotowi na nieodpłatne testy urządzenia z mieszalnikiem i surowcami klienta.
Spektrometrom marki VIAVI zaufały już największe koncerny farmaceutyczne na świecie. Na swoich liniach produkcyjnych wykorzystują je m.in.: Johnson & Johnson, Sanofi, Roche, Merck i Novartis. Od rewolucyjnej kontroli mieszania w czasie rzeczywistym, dzieli Twoją firmę tylko kilka kroków.