Application of Scale-Up Methodologies to Industrial Pharmaceutical Processes
Les Organitzacions de Desenvolupament i Fabricació per Contracte (CDMO), com Esteve, són fonamentals per mantenir la cadena de subministrament produint Ingredients Farmacèutics Actius (API) comercials per satisfer la demanda global. A més, fabriquen API en fases clíniques per accelerar la seva aplic...
| Autor: | |
|---|---|
| Formato: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:318383 |
| Acesso em linha: | https://ddd.uab.cat/record/318383 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palavra-chave: | Agitació Mixing Agitación Escalat Scale-up Escalado Ciències Experimentals |
| Resumo: | Les Organitzacions de Desenvolupament i Fabricació per Contracte (CDMO), com Esteve, són fonamentals per mantenir la cadena de subministrament produint Ingredients Farmacèutics Actius (API) comercials per satisfer la demanda global. A més, fabriquen API en fases clíniques per accelerar la seva aplicació a la població mundial. El sector de les CDMO afronta restriccions degut als terminis dels clients, les necessitats de desenvolupament clínic i els costos dels projectes. El temps és crític, impactant tant en la cadena de subministrament del client com en la producció en plantes multipropòsit. Aconseguir escalar els processos a la primera és essencial, assegurant el lliurament del producte i evitant interrupcions en la producció, el que pot retardar múltiples projectes i comprometre els seus terminis de lliurament. La gestió eficient del temps millora el rendiment empresarial augmentant el rendiment dels projectes i mantenint la competitivitat en el sector de les CDMO. Des de la dècada de 1950, s'han desenvolupat correlacions empíriques i semi-empíriques per predir l'agitació. En les últimes dècades, l'aparició de programes comercials i les eines de simulació numèrica, com la Dinàmica de Fluids Computacional (CFD), han impulsat significativament l'aplicació de models d'agitació i transferència de calor. Aquestes eines permeten simulacions detallades de fluxos multifàsics, proporcionant una comprensió més profunda de la dinàmica dins dels reactors. Com a resultat, els clients exigeixen cada vegada més aquestes capacitats de modelatge, reconeixent el seu valor per garantir la fiabilitat i eficiència del procés. Aquest treball presenta una innovadora metodologia d'escalat per Esteve, centrada en la simulació per assegurar l'escalat de processos, enfocant-se en els paràmetres d'agitació. El treball inclou una extensa revisió de la literatura per comprendre l'impacte de l'agitació. Aquest coneixement va facilitar la comprensió dels fonaments de diversos programes de simulació. Després dels anàlisis inicials, es van dissenyar nous equips de laboratori, incloent turbines i trencacorrents, per millorar la similitud geomètrica entre els reactors de planta i de laboratori. Es va identificar el programa VisiMix com l'eina més adequada degut als seus fonaments, capacitats de simulació ràpides i la seva capacitat precisa per simular les geometries de gairebé tots els reactors d'Esteve. L'aplicació de l'estratègia d'escalat en nombrosos projectes d'Esteve ha generat coneixements essencials per desenvolupar estratègies úniques d'escalat per diverses operacions unitàries. Aquestes inclouen reaccions amb addició, reaccions i extraccions líquid-líquid, reaccions sòlid-líquid, cristal·litzacions, així com reaccions gas-sòlid-líquid. La metodologia d'escalat proposada comprèn diversos mètodes: i) fluxos de treball per a la detecció de factors d'escalat, que permeten als químics identificar factors d'escalat sense la necessitat d'usar eines de simulació; ii) una vegada identificat un factor d'escalat, es defineixen els paràmetres clau d'agitació; i iii) es realitza una avaluació de riscos d'escalat abans de la validació del procés, complementant la informació del desenvolupament del procés per establir el rang operacional de cada paràmetre (estudis PAR). Les operacions unitàries més comunes han estat exemplificades mitjançant casos pràctics de projectes desenvolupats a Esteve. |
|---|