Echtzeitüberwachung der Produkttemperatur in der Gefriertrocknung

Die Produkttemperatur ist der wichtigste kritische Produktparameter eines Gefriertrocknungsprozesses. Überschreitet beispielsweise die Produkttemperatur während der Primärtrocknung die kritische Formulierungstemperatur, führt dies meist unweigerlich zu schweren Schäden am Produkt. Die kabellosen und batterielosen Tempris Sensoren können in Gefriertrocknern aller Größen eingesetzt werden und stellen so von der Entwicklung über den Transfer bis zur Produktion die vergleichbarsten und beständigsten Daten für diesen Parameter in Echtzeit zur Verfügung, sogar bei Verwendung von automatischen Beladesystemen.

Die Produkttemperatur kann während des Gefriertrocknungsprozesses nicht direkt gesteuert werden, sondern wird durch verschiedene Prozess- und Produktparameter bestimmt. Die wichtigsten vom Benutzer definierbaren Einflussgrößen bei der Festlegung eines Gefriertrocknungsprogramms sind die Stellflächentemperatur und der Kammerdruck, durch die ein geeignetes Produkttemperatur-Zeit-Profil erreicht werden muss.

Ein weiterer wichtiger Parameter mit starkem Einfluss auf die Produkttemperatur ist der Produktwiderstand Rp der bereits getrockneten Schicht, der wiederum von der Feststoff-Konzentration, der Schichtdicke der getrockneten Schicht und den Einfrierbedingungen abhängt. Ein hoher Produktwiderstand gegen den Fluss von Wasserdampf durch die getrocknete Schicht führt zu höheren Produkttemperaturen.

Zusätzlich wird die Produkttemperatur von weiteren Parametern beeinflusst, wie der Geometrie des Primärpackmittels, dem Umfang von Wärmestrahlung auf die Vials sowie des physikalisch-chemischen Zustands des Produkts. Aufgrund dieser Vielfalt an Einflussfaktoren ist es sehr schwierig, während des gesamten Gefriertrocknungsprozesses alle Produkteinheiten einer Charge auf einer Ziel-Produkttemperatur zu halten. Diese Herausforderung kann durch Verwendung von TEMPRIS, einer prozessanalytischen Technologie zur Echtzeit-Messung der Produkttemperatur, bewältigt werden.

Die Tempris Systemvorteile im Überblick

Das Tempris System wurde speziell zur Überwachung und Optimierung von Gefriertrocknungsprozessen entwickelt und hat seine Zuverlässigkeit in zahlreichen industriellen und akademischen Anwendungen bewiesen. Tempris bietet verschiedene Vorteile gegenüber anderen in der Gefriertrocknung eingesetzten Sensoren:

Das Design der Sensoren erlaubt eine exakte Bestimmung der Temperatur am Messpunkt. Da die Spitze mittels eines speziellen Positionierungsgeräts exakt und verlässlich mittig auf dem Boden des Vials platziert werden kann, ist der Kontaktverlust zum Eis ein wertvoller Indikator für das Ende der Primärtrocknung. Unabhängige wissenschaftliche Untersuchungen berichteten auch, dass Tempris Sensoren während der Primärtrocknung den Kontakt zum Eis länger behalten als kabelgebundene Thermoelemente. Während der Primärtrocknung aufgenommene Temperaturdaten waren außerdem in guter Übereinstimmung mit aus MTM-Messungen (Manometric Temperature Measurement) berechneten Werten für Tb.

Tempris entspricht den Vorgaben von cGMP, 21CFR Part 11 und GAMP 5.

Alle verwendeten Materialien des Tempris Systems können in cGMP-konformen Umgebungen eingesetzt werden, sind dampfsterilisierbar und können im sterilen Produktionsprozess eingesetzt werden. Tempris-Sensoren eignen sich für automatische Be- und Entladesysteme (Automatic Loading and Unloading Systems) und bestechen durch einfache Handbarkeit in RABS (Restricted Access Barrier System) und Isolator.

Aufgrund der kabellosen Konstruktion können die Sensoren vorsterilisiert, in Vials platziert und mit automatischen Ladesystemen in den Gefriertrockner eingebracht werden. Dies ermöglicht eine Anordnung der Sensoren auf flexiblen Zielpositionen für vielseitige Anwendungen, z.B. Monitoring von Worst Case Positionen oder Vergleich von Rand- und Zentrumspositionen.

Die Sensoren werden vor der Auslieferung einzeln kalibriert und erhalten ein Kalibrierzertifikat.

Tempris Sensoren messen die Produkttemperatur am Boden des Vials, Tb, mit einer Genauigkeit von ± 0,7 °C über einen Temperaturbereich von -60 °C bis +60°C.

Tempris Sensoren enthalten keine Batterie, sondern arbeiten passiv. Im Gegensatz zu anderen Temperatursensoren wird dabei keine Wärme auf das Produkt übertragen. Auch ist hierdurch die Einsatzzeit der Sensoren nicht begrenzt, und die Sensoren müssen nicht aufgeladen werden. Der Verzicht auf Batterien vergrößert im Vergleich zu anderen Systemen ebenfalls die Sicherheit und Einsetzbarkeit in Produktionsequipment.

Jeder Gefriertrockner, von Labor- bis zum Produktionsgerät, kann nachträglich mit der Tempris Technologie ausgestattet werden. Dies bietet Ihnen eine von konventioneller Sensorik unerreichte Vergleichbarkeit der Temperaturdaten von der frühen Entwicklung bis hin zur Routineproduktion. Diese Konsistenz der Information über den wichtigsten kritischen Produktparameter kann auch für die Erstellung von regulatorischen Einreichungen wertvoll sein.

Mit der Tempris DataServer Software können die erfassten Temperaturdaten während des laufenden Prozesses direkt und übersichtlich dargestellt werden. Das System speichert ebenfalls die Positionen der einzelnen Sensoren und bietet Ihnen vielfältige Auswertungsfunktionen und benutzerspezifische Einstellungen.

• Datenaufzeichnung und Datenvisualisierung
• Konformität zu cGMP, GAMP 5, FDA 21 CFR Part 11
• Benutzerverwaltung
• Audit Trail
• Backup
• Logdatei-Reportausgaben
• CSV-Export
• Automatisierungsschnittstellen zu SPS / SCADA
• Sensorfunktionsprüfung