Unter diesem Projekttitel arbeiten wir an der Entwicklung eines flüssigkeitsgekühlten Kristallisators für pharmazeutische Wirkstoffe (active pharmaceutical ingredients, APIs). Da mehr als 90% aller APIs für die Weiterverarbeitung kristallin vorliegen müssen, ist es notwendig, in großem Maßstab die Kristallisation des interessierenden Stoffes aus einer Lösung zu bewerkstelligen und gleichzeitig während des Prozesses die Produkteigenschaften gezielt verändern zu können. Zu diesen für die pharmazeutische Industrie wichtigen Eigenschaften zählen die Zerfallsrate, die Stabilität und die Fließfähigkeit, aber auch die Verdichtbarkeit und Tabletierbarkeit. Großen Einfluss darauf haben Kristallmerkmale wie die Kristallgröße, –form und –größenverteilung. Unter Verwendung des Modellsystems der Kristallisation von Acetylsalicylsäure (ASS) aus Ethanol wurden bereits kristalline Pulver nach Wunsch erzeugt, wobei die Beschaffenheit von kontinuierlich zugegebenen (ASS‑) Kristallisationskeimen einen großen Einfluss auf das Produkt zeigte. Das große Verhältnis von Oberfläche zu Volumen des schlauchförmigen Kristallisators ermöglicht ein rasches Abführen der Kristallisationswärme, wodurch kontrollierte Wachstumsbedingungen erreicht werden.
Der Fokus unserer Arbeit richtet sich nun auf die Modellierung des Kristallisationsprozesses für deren Berechnung Populations- und Massenbilanzen aufgestellt werden. Ergebnisse daraus werden dazu dienen, den Prozess im Hinblick auf die Temperaturtrajektorie entlang des Reaktors zu optimieren. Ein weiteres Ziel ist die Kontrolle von Kristallstruktur und Solvatbildung in polymorphen Substanzen. Die Umsetzung einer Feed-Forward- bzw. einer Feedback-Regelung wird darüber hinaus dazu beitragen auf die Partikelgrößenverteilung im Produkt Einfluss zu nehmen.
Gefördert von
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, FWF (Österreich)
