Pi-PMS 移動式在線顆粒分析系統

綜述

Pi-PMS是一個便攜式在線形狀分析儀，可以作為一個臨時或專用系統實時監測大小，形狀。該系統基是由幾個Pi Sentinel PRO儀器組合而成，一個先進的動態圖像分析儀合并在分析模塊，并由主計算機控制到一個便攜式電池操作的控制單元。

這個系統不僅監測顆粒直徑，也可以得到顆粒的形狀信息。在許多工業和制藥過程中，相同的形狀對于確保產品的有效性至關重要。

使用高分辨率的分析工具是至關重要的，它可以盡可能多的提供關于晶體隨時間形成的信息。Pi PMS是為那些原材料制造過程需要實時反饋以做出關鍵工藝決策而設計的。

Pi PMS的分析模塊用于原材料制造過程中，并實時反饋做出關鍵過程決策的信息。Pi PMS直接從反應器或過程中提取樣品進行分析。原材料的分析是在反應器旁邊“在線”進行的，沒有任何中斷或對客戶資源的重大修改。一旦分析完成，分析模塊就可以從反應器組斷開，并連接到另一個反應器上。

控制單元頂部的主觸摸屏計算機同時監控兩臺或多臺儀器的性能，通過無線遙控應用程序直接在反應器或過程中監控原材料的分析。
該系統由一個強大的電池驅動，并配有智能充電器/控制器，使電池始終充滿電。因此，我們期待一個24/7/365的無中斷工作周期。

只有在所有者授予了對系統的訪問權限(隨機生成的密碼僅有效一次)的情況下，才能進行遠程故障排除。

控制單元

上面部分

上面部分包含一個觸摸屏一體機作為主控機，以及一個通過遙控應用軟件控制兩個無線模塊的顯示器。

下面部分

下面部分裝有電池和智能充電器/控制器以及為上部提供電力的逆變器。

無線分析模塊

無線模塊包含Microsoft Surface PRO 4計算機和Pi Sentinel PRO儀器(模塊化版本)。這允許進程的監控在被主計算機監控和控制的同時自動發生。

過程控制方法的發展

傳統過程控制方法

典型的粒度系統大多是離線使用的，也稱為在線，在此過程中，樣品必須從過程中提取，準備和分析，然后審查結果和決定過程可能經歷的任何變化。

多年來，這一直是控制一個進程的正常和可接受的手段。由于分析簡單，激光衍射通常是選擇的工具。激光衍射需要幾個參數的已知，如折射率，以獲得準確的結果。然而，由于軟件和探測器技術所帶來的相對較高的靈敏度，激光衍射是檢查和比較批次之間的差異的理想方法，使用戶能夠研究和決定哪些需要改變。

如上所示，從生物反應器中收集樣品、分析樣品和決定工藝變更的過程是緩慢和昂貴的，會造成產品的浪費和廢料以及生產延遲。這種過程控制信息的緩慢轉變迫使許多制造商提高產量。由于過程控制反饋的緩慢轉變，減少浪費和成本的小批量趨勢在歷史上變得更加困難。

現有過程控制方法

過去已經開發了一些聯機和在線系統，但其中大多數是低分辨率技術，無法使終端用戶對原材料的粒度和形狀有高度的信心。這些低分辨率的技術通常只有在過程非常失控的情況下才有用，在這種情況下，檢測是無用的。例如，離線激光衍射系統通常是高分辨率的，可以檢測原材料尺寸的微小變化。這來自于擁有大約100到幾百個高靈敏度的探測器。基于在線探針的方法往往有一到幾個檢測器，這使得識別流程更改非常困難，除非發生重大更改。無法節省流程，從而造成浪費。

動態圖像分析

隨著新技術進入市場，業界已經開始了解動態圖像分析的價值。動態圖像分析不僅提供了高分辨率的傳統尺寸信息，而且提供了廣泛的形狀信息。這個添加特性,連同所有測量顆粒的圖像,允許用戶有高分辨率處理變化信息以及樣品中區分不同子群體的能力,如活性藥物成分的百分比(API)和輔料的比例。動態圖像分析也適用于在線處理工具，并允許查看實時處理變化和跟蹤參數隨時間的變化，如尺寸、長寬比、濃度、溫度變化和其他測量參數。當它們發生時，使用時間序列圖表特征。

Pi儀器和形狀模塊在大公司實施過程

階段1：Pi與激光系統配合使用

一些制藥公司在他們的激光系統旁邊運行他們的獨立的Pi系統，以收集額外的信息，如圓度，長寬比等，這些是傳統的方法無法得到的。

階段2：Pi形狀模塊直接與激光系統連接

后來，Pi形狀模塊(Pi SM)被直接連接到一個激光系統來運行完全相同的樣品。現在消除了兩次準備樣本的誤差，更好地理解了形狀和大小之間的關系。在藥物的情況下，晶體生長的大小和形狀的動力學得到了更好的定義。

階段3: 移動監測系統的實施

Pi儀器是客戶需求監測過程中的可靠手段，部署的階段是開發可用于制造環境中的實時反饋的靈活可移動解決方案。動態圖像分析是一種監測顆粒大小和形狀的高分辨率技術。到目前為止，很難獲得每個被測顆粒的詳細形狀信息和圖像，從而對一個過程進行質量判斷和決策。這項監測技術從一個位置轉移到另一個位置是非常容易的。

向過程控制和連續生產邁進

制藥公司早期看到了比較顆粒動態粒子形狀圖像和激光API晶體尺寸數據的優勢，以了解哪些變量大限度地提高API晶體的生長、純度、流動性和壓縮能力。API晶體技術僅限于成批處理反應器和通過收集等效圓直徑激光數據作為反饋來管理結晶過程的離線測量。目的是盡量減少測量滯后時間，并實時影響結晶過程變量。如果不及時恰當地處理，API晶體生長可能不穩定，產生的晶體尺寸范圍太大，需要隨后進行研磨，以控制預測下游混合和制片所需的晶體尺寸范圍。
Pi PMS(過程監控系統)通過提供實時過程變化的可能性，并通過時間序列圖特性跟蹤參數，如尺寸、長寬比、濃度、溫度和其他發生時的測量值，從而解決了這些限制。
這個新特性允許通過繪制在相同條件下一段時間內預先選擇的度量和運行文件集合的統計結果，來評估懸浮在解決方案中的顆粒的行為。為每種參數組合創建的圖表反映了顆粒的行為，可用于不同的應用和過程，如制藥工業中的溶解和結晶。