綜述

Pi-PMS是一個(gè)便攜式在線形狀分析儀，可以作為一個(gè)臨時(shí)或?qū)Ｓ孟到y(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測大小，形狀。該系統(tǒng)基是由幾個(gè)Pi Sentinel PRO儀器組合而成，一個(gè)的動(dòng)態(tài)圖像分析儀合并在分析模塊，并由主計(jì)算機(jī)控制到一個(gè)便攜式電池操作的控制單元。

這個(gè)系統(tǒng)不僅監(jiān)測顆粒直徑，也可以得到顆粒的形狀信息。在許多工業(yè)和制藥過程中，相同的形狀對于確保產(chǎn)品的有效性至關(guān)重要。

使用高分辨率的分析工具是至關(guān)重要的，它可以盡可能多的提供關(guān)于晶體隨時(shí)間形成的信息。Pi PMS是為那些原材料制造過程需要實(shí)時(shí)反饋以做出關(guān)鍵工藝決策而設(shè)計(jì)的。

Pi PMS的分析模塊用于原材料制造過程中，并實(shí)時(shí)反饋?zhàn)龀鲫P(guān)鍵過程決策的信息。Pi PMS直接從反應(yīng)器或過程中提取樣品進(jìn)行分析。原材料的分析是在反應(yīng)器旁邊“在線”進(jìn)行的，沒有任何中斷或?qū)蛻糍Y源的重大修改。一旦分析完成，分析模塊就可以從反應(yīng)器組斷開，并連接到另一個(gè)反應(yīng)器上。

控制單元頂部的主觸摸屏計(jì)算機(jī)同時(shí)監(jiān)控兩臺或多臺儀器的性能，通過無線遙控應(yīng)用程序直接在反應(yīng)器或過程中監(jiān)控原材料的分析。
該系統(tǒng)由一個(gè)強(qiáng)大的電池驅(qū)動(dòng)，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(gè)24/7/365的無中斷工作周期。

只有在所有者授予了對系統(tǒng)的訪問權(quán)限(隨機(jī)生成的密碼僅有效一次)的情況下，才能進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除。

控制單元

上面部分

上面部分包含一個(gè)觸摸屏一體機(jī)作為主控機(jī)，以及一個(gè)通過遙控應(yīng)用軟件控制兩個(gè)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(jì)算機(jī)和Pi Sentinel PRO儀器(模塊化版本)。這允許進(jìn)程的監(jiān)控在被主計(jì)算機(jī)監(jiān)控和控制的同時(shí)自動(dòng)發(fā)生。

過程控制方法的發(fā)展

傳統(tǒng)過程控制方法

典型的粒度系統(tǒng)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(zhǔn)備和分析，然后審查結(jié)果和決定過程可能經(jīng)歷的任何變化。

多年來，這一直是控制一個(gè)進(jìn)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(gè)參數(shù)的已知，如折射率，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。然而，由于軟件和探測器技術(shù)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(yīng)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(chǎn)品的浪費(fèi)和廢料以及生產(chǎn)延遲。這種過程控制信息的緩慢轉(zhuǎn)變迫使許多制造商提高產(chǎn)量。由于過程控制反饋的緩慢轉(zhuǎn)變，減少浪費(fèi)和成本的小批量趨勢在歷變得更加困難。

現(xiàn)有過程控制方法

過去已經(jīng)開發(fā)了一些聯(lián)機(jī)和在線系統(tǒng)，但其中大多數(shù)是低分辨率技術(shù)，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(shù)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(tǒng)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(gè)高靈敏度的探測器?；谠诰€探針的方法往往有一到幾個(gè)檢測器，這使得識別流程更改非常困難，除非發(fā)生重大更改。無法節(jié)省流程，從而造成浪費(fèi)。

動(dòng)態(tài)圖像分析

隨著新技術(shù)進(jìn)入市場，業(yè)界已經(jīng)開始了解動(dòng)態(tài)圖像分析的價(jià)值。動(dòng)態(tài)圖像分析不僅提供了高分辨率的傳統(tǒng)尺寸信息，而且提供了廣泛的形狀信息。這個(gè)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(qū)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(dòng)態(tài)圖像分析也適用于在線處理工具，并允許查看實(shí)時(shí)處理變化和跟蹤參數(shù)隨時(shí)間的變化，如尺寸、長寬比、濃度、溫度變化和其他測量參數(shù)。當(dāng)它們發(fā)生時(shí)，使用時(shí)間序列圖表特征。

Pi儀器和形狀模塊在大公司實(shí)施過程

階段1：Pi與激光系統(tǒng)配合使用

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

階段2：Pi形狀模塊直接與激光系統(tǒng)連接

后來，Pi形狀模塊(Pi SM)被直接連接到一個(gè)激光系統(tǒng)來運(yùn)行相同的樣品。現(xiàn)在消除了兩次準(zhǔn)備樣本的誤差，更好地理解了形狀和大小之間的關(guān)系。在藥物的情況下，晶體生長的大小和形狀的動(dòng)力學(xué)得到了更好的定義。

階段3: 移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施

Pi儀器是客戶需求監(jiān)測過程中的可靠手段，部署的階段是開發(fā)可用于制造環(huán)境中的實(shí)時(shí)反饋的靈活可移動(dòng)解決方案。動(dòng)態(tài)圖像分析是一種監(jiān)測顆粒大小和形狀的高分辨率技術(shù)。到目前為止，很難獲得每個(gè)被測顆粒的詳細(xì)形狀信息和圖像，從而對一個(gè)過程進(jìn)行質(zhì)量判斷和決策。這項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置是非常容易的。

向過程控制和連續(xù)生產(chǎn)邁進(jìn)

制藥公司早期看到了比較顆粒動(dòng)態(tài)粒子形狀圖像和激光API晶體尺寸數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，以了解哪些變量大限度地提高API晶體的生長、純度、流動(dòng)性和壓縮能力。API晶體技術(shù)于成批處理反應(yīng)器和通過收集等效圓直徑激光數(shù)據(jù)作為反饋來管理結(jié)晶過程的離線測量。目的是盡量減少測量滯后時(shí)間，并實(shí)時(shí)影響結(jié)晶過程變量。如果不及時(shí)恰當(dāng)?shù)靥幚?，API晶體生長可能不穩(wěn)定，產(chǎn)生的晶體尺寸范圍太大，需要隨后進(jìn)行研磨，以控制預(yù)測下游混合和制片所需的晶體尺寸范圍。
Pi PMS(過程監(jiān)控系統(tǒng))通過提供實(shí)時(shí)過程變化的可能性，并通過時(shí)間序列圖特性跟蹤參數(shù)，如尺寸、長寬比、濃度、溫度和其他發(fā)生時(shí)的測量值，從而解決了這些限制。
這個(gè)新特性允許通過繪制在相同條件下一段時(shí)間內(nèi)預(yù)先選擇的度量和運(yùn)行文件集合的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，來評估懸浮在解決方案中的顆粒的行為。為每種參數(shù)組合創(chuàng)建的圖表反映了顆粒的行為，可用于不同的應(yīng)用和過程，如制藥工業(yè)中的溶解和結(jié)晶。