PILOT PLANT SCALE UP FOR TABLETS

టాబ్లెట్

పైలట్ ప్లాంట్ స్కేల్ అప్

పైలట్ ప్లాంట్ అంటే ఏమిటి?

"ఫార్మాస్యూటికల్ పరిశ్రమలో భాగంగా నిర్వచించబడింది, ఇక్కడ ల్యాబ్ స్కేల్ ఫార్ములా తయారీకి బాధ్యతాయుతమైన ఆచరణాత్మక విధానాన్ని అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా ఆచరణీయ ఉత్పత్తిగా మార్చబడుతుంది."

• పైలట్ ప్లాంట్ స్కేల్-అప్ పద్ధతులు అధిక-వేగవంతమైన ఉత్పత్తి పరికరాలపై ప్రయోగాత్మక సూత్రీకరణ యొక్క పునరుత్పాదక తయారీని కలిగి ఉంటాయి, తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్న పద్ధతిలో

• ఇది ఫార్మాస్యూటికల్ పరిశ్రమలో ఒక భాగం, ఇక్కడ డోసేజ్ ఫారమ్‌ల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (R&D) సమయంలో ఉపయోగించే అదే ప్రక్రియలు వేర్వేరు అవుట్‌పుట్ వాల్యూమ్‌లకు వర్తించబడతాయి; సాధారణంగా R&D సమయంలో పొందిన దానికంటే ఎక్కువ

టాబ్లెట్ల కోసం పైలట్ ప్లాంట్ స్కేల్

• పైలట్ ప్లాంట్ సిబ్బంది యొక్క ప్రాథమిక బాధ్యత ఉత్పత్తి అభివృద్ధి సిబ్బందిచే అభివృద్ధి చేయబడిన కొత్తగా రూపొందించబడిన టాబ్లెట్‌లు సమర్ధవంతంగా, ఆర్థికంగా మరియు ఉత్పత్తి స్థాయిలో స్థిరంగా పునరుత్పత్తి చేయగలవని నిర్ధారించడం.

• టాబ్లెట్ అభివృద్ధి కోసం ఫార్మాస్యూటికల్ పైలట్ ప్లాంట్ రూపకల్పన మరియు నిర్మాణం నిర్వహణ మరియు శుభ్రతను సులభతరం చేయడానికి అవసరమైన లక్షణాలను కలిగి ఉండాలి

• సరఫరాల డెలివరీ మరియు షిప్‌మెంట్‌ను వేగవంతం చేయడానికి గ్రౌండ్ ఫ్లోర్‌లో ఉండాలి

• పైలట్ ప్లాంట్ డిజైన్‌లో క్రింది లక్షణాలను చేర్చడం ద్వారా అదనపు మరియు సూక్ష్మజీవ కాలుష్యం నుండి రక్షించబడాలి:

- ఫ్లోరోసెంట్ లైటింగ్ మ్యాచ్‌లు సీలింగ్ ఫ్లష్ రకంగా ఉండాలి

- శుభ్రపరచడాన్ని సులభతరం చేయడానికి వివిధ ఆపరేటింగ్ ప్రాంతాలలో ఫ్లోర్ డ్రెయిన్లు ఉండాలి

- ప్రాంతం ఎయిర్ కండిషన్డ్ మరియు తేమ నియంత్రణలో ఉండాలి

- అధిక సాంద్రత కలిగిన కాంక్రీట్ అంతస్తులను అమర్చాలి

- ప్రాసెసింగ్ మరియు ప్యాకేజింగ్ ప్రాంతాలలో గోడలు కాంక్రీటుపై ఎనామెల్ సిమెంట్ ముగింపుగా ఉండాలి

- ఫార్మాస్యూటికల్ పైలట్ ప్లాంట్‌లోని పరికరాలు ఉత్పత్తి విభాగం- టాబ్లెట్ల తయారీలో ఉపయోగించే మాదిరిగానే ఉండాలి.

1) మెటీరియల్ హ్యాండ్లింగ్ సిస్టమ్

• ప్రయోగశాలలో, మెటీరియల్స్ కేవలం స్కూప్ చేయబడతాయి లేదా చేతితో పోస్తారు, కానీ మధ్యంతర లేదా పెద్ద-స్థాయి కార్యకలాపాలలో, ఈ పదార్థాల నిర్వహణ తరచుగా అవసరం అవుతుంది

• ఒకటి కంటే ఎక్కువ ఉత్పత్తుల కోసం మెటీరియల్‌లను బదిలీ చేయడానికి సిస్టమ్ ఉపయోగించబడితే, క్రాస్ కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి చర్యలు తీసుకోవాలి

• ఏదైనా మెటీరియల్ హ్యాండ్లింగ్ సిస్టమ్ తప్పనిసరిగా పదార్ధం యొక్క ఖచ్చితమైన మొత్తాన్ని గమ్యస్థానానికి అందించాలి

• ఎంచుకున్న సిస్టమ్ రకం కూడా పదార్థాల లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది

2) డ్రై బ్లెండింగ్

• మంచి ఔషధ పంపిణీని నిర్ధారించడానికి ఎన్‌క్యాప్సులేషన్ లేదా గ్రాన్యులేటెడ్ కోసం ఉపయోగించే పౌడర్‌లను బాగా కలపాలి

• ఈ దశలో సరిపోని మిళితం వలన బ్యాచ్ యొక్క వివిక్త భాగం అధిక లేదా తక్కువ శక్తికి దారితీయవచ్చు

• అన్ని పదార్ధాలు ముద్దలు మరియు అగ్లోమెరేట్స్ లేకుండా ఉండేలా చర్యలు కూడా తీసుకోవాలి

• ఈ కారణాల వల్ల, పదార్థాల స్క్రీనింగ్ మరియు/లేదా మిల్లింగ్ సాధారణంగా ప్రక్రియను మరింత విశ్వసనీయంగా మరియు పునరుత్పత్తి చేస్తుంది

V బ్లెండర్లు/ ట్విన్ షెల్ బ్లెండర్లు

డబుల్ కోన్ బ్లెండర్లు

టంబుల్ బ్లెండర్లు/ కాంటా బ్లెండర్లు

పరిగణనలను స్కేల్ చేయండి

• బ్లెండింగ్ సమయం

• బ్లెండర్ లోడ్ అవుతోంది

• బ్లెండర్ పరిమాణం

• బ్లెండర్ యొక్క వేగం

3) గ్రాన్యులేషన్

గ్రాన్యులేటింగ్‌ను సమర్థించడానికి అత్యంత సాధారణ కారణాలు:

1. పదార్థానికి మంచి ప్రవాహ లక్షణాలను అందించడానికి

2. పొడుల యొక్క స్పష్టమైన సాంద్రతను పెంచడానికి

3. కణ పరిమాణం పంపిణీని మార్చడానికి

4. క్రియాశీల పదార్ధం యొక్క ఏకరీతి వ్యాప్తి

• హైస్పీడ్ ఛాపర్ బ్లేడ్‌లతో కూడిన టంబుల్ బ్లెండర్‌లను ఉపయోగించి వెట్ గ్రాన్యులేషన్‌ను కూడా తయారు చేయవచ్చు.

• ఇటీవల, ఒకే పరికరంలో నిరంతర ప్రక్రియలో డ్రై బ్లెండింగ్, వెట్ గ్రాన్యులేషన్, డ్రైయింగ్, సైజింగ్ మరియు లూబ్రికేషన్ వంటి పూర్తయిన గ్రాన్యులేషన్‌ను సిద్ధం చేయడానికి అవసరమైన అన్ని విధులను నిర్వహించగల మల్టీఫంక్షనల్ “ప్రాసెసర్‌ల” ఉపయోగం.

సిగ్మా బ్లేడ్ మిక్సర్లు

ప్లానెటరీ మిక్సర్లు

హై షీర్ మిక్సర్/గ్రాన్యులేటర్

పరిగణనలను స్కేల్ చేయండి

• ఇన్లెట్ ఎయిర్ ఉష్ణోగ్రతను ప్రాసెస్ చేయండి

• అటామైజేషన్ ఎయిర్ ప్రెజర్

• గాలి వాల్యూమ్

• లిక్విడ్ స్ప్రే రేటు

• నాజిల్ స్థానం మరియు స్ప్రే హెడ్‌ల సంఖ్య

• ఉత్పత్తి మరియు ఎగ్సాస్ట్ గాలి ఉష్ణోగ్రత

• ఫిల్టర్ సచ్ఛిద్రత

• క్లీనింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ

• బౌల్ సామర్థ్యం

బైండర్ల ఉపయోగం

• పౌడర్‌లను మరింత కుదించగలిగేలా చేయడానికి మరియు హ్యాండ్లింగ్ సమయంలో విచ్ఛిన్నానికి ఎక్కువ నిరోధకత కలిగిన టాబ్లెట్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి బైండర్‌లను టాబ్లెట్ సూత్రీకరణలలో ఉపయోగిస్తారు.

• కొన్ని సందర్భాల్లో బైండింగ్ ఏజెంట్ గ్రాన్యులేటింగ్ సొల్యూషన్‌కు స్నిగ్ధతను అందజేస్తుంది, తద్వారా ద్రవం బదిలీ కష్టం అవుతుంది కాబట్టి ఈ సమస్యను గ్రాన్యులేషన్‌కు ముందు పొడి పొడిలో కొన్ని లేదా అన్ని బైండింగ్ ఏజెంట్లను జోడించడం ద్వారా అధిగమించవచ్చు.

• కొంత గ్రాన్యులేషన్, ఉత్పాదక పరిమాణ పరికరాలలో తయారు చేయబడినప్పుడు, స్థిరత్వం వంటి పిండిని తీసుకుంటుంది మరియు ఎండబెట్టడాన్ని సులభతరం చేయడానికి మరింత గ్రాన్యులర్ మరియు పోరస్ ద్రవ్యరాశికి ఉపవిభజన చేయాలి.

• This can be accomplished by passing the wet mass through an oscillating type granulator with a suitably large screen or a hammer mill with either a suitably large screen or no screen at all

4) Drying

• The most common conventional method of drying a granulation continues to be the circulating hot air oven, which is heated by either steam or electricity

• Fluidized bed dryers are an attractive alternative to the circulating hot air ovens.

SCALE UP CONSIDERATIONS- Hot air oven

• Airflow

• Air temperature

• Depth of the granulation on the trays

-If the granulation bed is too deep or too dense, the drying process will be inefficient, and if soluble dyes are involved, migration of the dye to the surface of the granules

-Drying times at specified temperatures and airflow rates must be established for each product, and for each particular oven load

Hot air Oven

SCALE UP CONSIDERATIONS- Tray dryer

1. Air flow

2. Air temperature

3. Depth of the granulation on the trays

4. Monitoring of the drying process by the use of moisture and temperature probes

5. Drying times at specified temperatures and air flow rates for each product

Tray Dryer

SCALE UP CONSIDERATIONS- Fluidized bed dryer

1. Air flow

2. Air temperature

3. Material to be dried

4. Quantity of material

5) Size reduction

• Compression factors that may be affected by the particle size distribution are flowability, compressibility, uniformity of tablet weight, content uniformity, tablet hardness, and tablet color uniformity

• First step in this process is to determine the particle size distribution of granulation using a series of “stacked” sieves of decreasing mesh openings

• Particle size reduction of the dried granulation of production size batches can be carried out by passing all the material through an oscillating granulator, a hammer mill, a mechanical sieving device, or in some cases, a screening device

• As part of the scale-up of a milling or sieving operation, the lubricants and glidants, which in the laboratory are usually added directly to the final blend, are usually added to the dried granulation during the sizing operation

• This is done because some of these additives, especially magnesium stearate, tend to agglomerate when added in large quantities to the granulation in a blender

Hammer Mill

Oscillating Granulator

6) Blending

• In any blending operation, both segregation and mixing occur simultaneously are a function of particle size, shape, hardness, and density, and of the dynamics of the mixing action

• Particle abrasion is more likely to occur when high-shear mixers with spiral screws or blades are used

• When a low dose active ingredient is to be blended it may be sandwiched between two portions of directly compressible excipients to avoid loss to the surface of the blender

SCALE UP CONSIDERATIONS- Blender

1. Blender loads

2. Blender size

3. Mixing speeds

4. Mixing times

5. Bulk density of the raw material (must be considered in selecting blender and in determining optimum blender load)

6. Characteristics of the material

7) Specialized Granulation procedures: Slugging (Dry Granulation)

• A dry powder blend that cannot be directly compressed because of poor flow or compression properties

• This is done on a tablet press designed for slugging, which operates at pressures of about 15 tons, compared with a normal tablet press, which operates at pressure of 4 tons or less

• Slugs range in diameter from 1 inch, for the more easily slugged material, to ¾ inch in diameter for materials that are more difficult to compress and require more pressure per unit area to yield satisfactory compacts

• If an excessive amount of fine powder is generated during the milling operation the material must be screened & fines recycled through the slugging operation

• Granulation by dry compaction can also be achieved by passing powders between two rollers that compact the material at pressure of up to 10 tons per linear inch

• Materials of very low density require roller compaction to achieve a bulk density sufficient to allow encapsulation or compression

E.g densification of aluminum hydroxide.

• Pilot plant personnel should determine whether the final drug blend or the active ingredient could be more efficiently processed in this manner than by conventional processing in order to produce a granulation with the required tabletting or encapsulation properties

8) Tablet Compression

• The ultimate test of a tablet formulation and granulation process is whether the granulation can be compressed on a high-speed tablet press

• During compression, the tablet press performs the following functions:

1. Filling of empty die cavity with granulation.

2. Precompression of granulation (optional).

3. Compression of granules.

4. Ejection of the tablet from the die cavity and take-off of compressed tablet

Tablet compression machine

• When evaluating the compression characteristics of a particular formulation, prolonged trial runs at press speeds equal to that to be used in normal production should be tried.

• Only then are potential problems such as sticking to the punch surface, tablet hardness, capping, and weight variation detected

• High-speed tablet compression depends on the ability of the press to interact with granulation

SCALE UP CONSIDERATIONS- Tablet compression

1. Granulation feed rate

2. Delivery system should not change the particle size distribution

3. System should not cause segregation of coarse and fine particles, nor should it induce static charges

4. Speed of Rotation

• డై ఫీడ్ సిస్టమ్ తప్పనిసరిగా డై కావిటీస్‌ను ఫీడ్ ఫ్రేమ్‌లో డై వెళుతున్న తక్కువ వ్యవధిలో తగినంతగా పూరించగలగాలి

• టాబ్లెట్ చిన్నది, అధిక ప్రెస్ స్పీడ్‌లను ఏకరీతిగా నింపడం చాలా కష్టం

• హై-స్పీడ్ మెషీన్‌ల కోసం, ప్రేరేపిత డై ఫీడ్ సిస్టమ్‌లు అవసరం

• ఇవి వివిధ రకాల ఫీడ్ ప్యాడిల్స్‌తో మరియు వేరియబుల్ స్పీడ్ సామర్థ్యాలతో అందుబాటులో ఉన్నాయి

• డై కావిటీస్ నిండిన తర్వాత, డై టేబుల్ మధ్యలో ఉన్న ఫీడ్ ఫ్రేమ్ ద్వారా అదనపు తొలగించబడుతుంది

• పంచ్‌ల తలలు దిగువ మరియు ఎగువ పీడన రోలర్‌ల కిందకు వెళ్లినప్పుడు గ్రాన్యులేషన్ యొక్క కుదింపు సాధారణంగా ఒకే సంఘటనగా జరుగుతుంది.

• దీని వలన పంచ్‌లు ముందుగా నిర్ణయించిన లోతుకు చొచ్చుకుపోతాయి, పంచ్‌ల మధ్య సెట్ చేసిన గ్యాప్ యొక్క మందంతో గ్రాన్యులేషన్‌ను కుదించబడుతుంది.

• ఈ ప్రెస్ ఈవెంట్ సంభవించే మధ్య వేగవంతమైన మరియు నివసించే సమయం ప్రెస్ తిరిగే వేగం మరియు కంప్రెషన్ రోలర్‌ల పరిమాణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది

• కంప్రెషన్స్ రోలర్ పెద్దదైతే, క్రమంగా కుదింపు శక్తి వర్తించబడుతుంది మరియు విడుదల చేయబడుతుంది

• ప్రెస్ వేగాన్ని తగ్గించడం లేదా పెద్ద కంప్రెషన్ రోలర్‌లను ఉపయోగించడం తరచుగా సూత్రీకరణలో క్యాపింగ్‌ను తగ్గించవచ్చు

• చివరి సంఘటన డై కేవిటీ నుండి కంప్రెస్డ్ టాబ్లెట్‌లను ఎజెక్షన్ చేయడం

• కుదింపు సమయంలో, గ్రాన్యులేషన్ కుదించబడి టాబ్లెట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, సంపీడన పదార్థంలోని బంధాలు తప్పనిసరిగా ఏర్పడాలి, దీని ఫలితంగా అతుక్కొని ఉంటుంది

• అధిక స్థాయి లూబ్రికెంట్ లేదా ఓవర్ బ్లెండింగ్ ఫలితంగా మృదువైన టాబ్లెట్, పొడి యొక్క తేమ తగ్గడం మరియు రద్దు సమయం పొడిగించడం

• ఎజెక్షన్ సమయంలో ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి డైని మధ్యలో కంటే ఎగువ భాగంలో 0.001 నుండి 0.005 అంగుళాల వెడల్పు ఉండేలా డిజైన్ చేయడం ద్వారా డై గోడలకు బైండింగ్‌ను కూడా అధిగమించవచ్చు.

9) టాబ్లెట్ పూత

• చక్కెర పూత సంప్రదాయ పూత ప్యాన్లలో నిర్వహించబడుతుంది, పూత సాంకేతికతలో కొత్త అభివృద్ధి మరియు భద్రత మరియు పర్యావరణ నిబంధనలలో మార్పుల కారణంగా అనేక మార్పులకు గురైంది.

• సాంప్రదాయిక చక్కెర పూత పాన్ చిల్లులు గల పాన్‌లు లేదా ద్రవీకృత పడక పూత నిలువు వరుసలకు దారితీసింది

• కొత్త పాలీమెరిక్ పదార్ధాల అభివృద్ధి ఫలితంగా సజల చక్కెర పూత నుండి మరియు ఇటీవల, సజల చలనచిత్ర పూతకు మార్పు వచ్చింది

• మాత్రలు పూత పాన్ లేదా పూత కాలమ్‌లో దొర్లడాన్ని తట్టుకోవడానికి తగినంత గట్టిగా ఉండాలి

• కొన్ని టాబ్లెట్ కోర్ పదార్థాలు సహజంగా హైడ్రోఫోబిక్, మరియు ఈ సందర్భాలలో, సజల వ్యవస్థతో ఫిల్మ్ కోటింగ్‌కు టాబ్లెట్ కోర్ మరియు/లేదా పూత పరిష్కారం యొక్క ప్రత్యేక సూత్రీకరణ అవసరం కావచ్చు.

• ఫిల్మ్ కోటింగ్ సొల్యూషన్ చిన్న ల్యాబ్ కోటింగ్ పాన్‌లో ఒక నిర్దిష్ట టాబ్లెట్‌తో బాగా పనిచేస్తుందని కనుగొనబడి ఉండవచ్చు, కానీ ఉత్పత్తి స్థాయిలో పూర్తిగా ఆమోదయోగ్యం కాదు.

• బ్యాచ్ పరిమాణం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు మరియు పూత మరియు ఎండబెట్టడం ప్రక్రియలో టాబ్లెట్‌లు బహిర్గతమయ్యే ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమలో భిన్నంగా ఉన్నప్పుడు, పెరిగిన ఒత్తిడి & రాపిడి కారణంగా ఇది జరుగుతుంది

టాబ్లెట్ కోటింగ్ పాన్