EXTRA

I nostri sistemi sono progettati per soddisfare ogni tipo di richiesta nel trattamento della CO2 supercritica, grazie alle configurazioni programmabili tramite ricette software. Esistono però alcune esigenze che richiedono soluzioni dedicate. Sono disponibili design URS e opzioni standard.

Progettazione su richiesta

Separeco ha uno dei suoi punti di forza nellaprogettazione basata su URS. Possiamo progettare sistemi di estrazione, frazionamento, micronizzazione adattandoli alle specifiche esigenze del cliente. Effettuiamo ricerche bibliografiche e prove preliminari per stabilire le migliori condizioni di processo per determinare con precisione le caratteristiche che il macchinario deve avere per ottenere il risultato richiesto. La procedura parte dall’URS del cliente. Sulla base delle richieste si analizzeranno le possibili soluzioni e si individueranno le strategie hardware e software, redigendo tutti i documenti essenziali come le DDS (Detailed Design Specifiche) e le FRS (Specifiche dei Requisiti Funzionali), documenti che verranno sottoposti a controllo incrociato nel DQ (Design Qualification). Il sistema prodotto viene infine testato con il cliente durante il FAT (Factory Acceptance Test) per verificare tutta la documentazione e le prestazioni del macchinario.

Pompa cosolvente

È l'opzione più importante. Con la pompa co-solvente è possibile cambiare la polarità della CO2 per estrarre una gamma più ampia di composti dalla matrice caricata. L'automazione della macchina gestisce sia la portata che il momento in cui si avvia la pompa e per quanto tempo la CO2 viene modificata dal cosolvente. Si può utilizzare etanolo o miscele di etanolo o altri solventi liquidi ammessi ma funzionali al processo di estrazione desiderato. È molto utile anche per aumentare la capacità solvente quando la materia prima è particolarmente povera nei composti target. È inoltre fondamentale per effettuare una buona pulizia dell'impianto, utilizzando la ricetta di pulizia che opera senza dover aprire alcun vaso (CIP). La pompa viene fornita anche in kit con il misuratore di portata ad effetto Coriolis, l'inverter elettronico che controlla il motore della pompa, software, tubazioni, valvole automatiche, manuali e di ritegno.

Separatore aggiuntivo S0

Il separatore aggiuntivo S0 è progettato per essere controllato in temperatura e pressione, indipendentemente dalla pressione dell'estrattore. Essendo il primo nella catena dei separatori, è possibile controllarlo in pressione fino a 170 bar (2460 psi). Dopo che i composti estratti lasciano il recipiente di estrazione, viaggiano verso i recipienti di separazione. Variando la pressione, il flusso e la temperatura di questi recipienti, è possibile sfruttare la differenza nella solubilità dei composti per ottenere un elevato grado di separazione frazionata. L'intento della selezione di questi parametri è quello di indurre la precipitazione selettiva di diverse famiglie di composti in funzione delle loro diverse condizioni di saturazione nel fluido supercritico (SCF). Consideriamo innanzitutto la riduzione di pressione che avviene a valle della valvola di contropressione (posizionata immediatamente a valle degli estrattori). In base al set point di pressione si possono osservare due diversi effetti:

a. se il setpoint della pressione è inferiore al punto critico, abbiamo CO2 gassosa all'interno del separatore S1. Questo risultato è essenziale nell'estrazione SCF. Si osservano due effetti importanti:

1. la densità del fluido si riduce di 10 volte e l'espansione della CO2 cambia la velocità della CO2 da cm a m al secondo,
2. tutti i composti disciolti nella CO2 cadono immediatamente perché il fluido ha cambiato il suo stato da supercritico a gassoso ed è diventato un pessimo solvente.

Tutti questi cambiamenti provocano una conseguenza: a causa dell'effetto Joule-Thomson (il gas rapidamente espanso durante il processo di depressurizzazione si raffredda perché le molecole ottengono l'energia utilizzando il loro calore specifico), la temperatura della CO2 gassosa cade drammaticamente. I solidi come cera o paraffina diventano subito solidi e il rischio di intasare le tubazioni è alto. Per evitare questo problema viene aggiunto uno scambiatore subito dopo la valvola di contropressione. I composti più pesanti vengono raccolti qui mentre gli altri composti viaggiano verso i separatori n. 2 e n. 3.

b. if the pressure set point is above the critical point, we have a supercritical CO2 inside Separetor S1. This is the case of the S0 additional separator. Fluid expansion is reduced and the effects described above are no more observed or dramatically decreased. What happens to the solute is different than before. Downstream the back-pressure valve we have still a supercritical fluid and not a gas. No status change this time, therefore different effects. As explained above, solubility is function of pressure/temperature.
Changing pressure and temperature the solubility of the fluid is altered, not null as before: still a good solvent but with different characteristics. Process engineers use this effect to collect only the compounds that are no longer in solution at those conditions. The rest travel to Separator #2 and #3.

GMP e GAMP5

GAMP focuses on the whole system and the end product, where as the FDA focuses on each process and stage of production that contributes to the end product. FDA guidances are incorporated into the GAMP guidelines.
As the GAMP 5 guidelines have “Automated” built into the name and their philosophy – they envision process and system (computer) validation as integrated entities. An automated process is tested as an installation, operational, and performance qualification to be certain that the automated procedure has been properly installed, tested, and used. By contrast, the FDA’s GMP document assumes a manual process with reference to the reality of automated process systems through the separate document 21 CFR Part 11, which defines system validation and provides guidelines for it. The GAMP stresses bottom- line performance, while the FDA stresses the process itself (procedurally and with automation).
Under GAMP 5, an investigator would validate the results of an automated analysis system as a functioning analytical unit.
Under GMP, an investigator would validate the analytical process of each step of the process.
Similarly, the GAMP focuses on quality assurance (QA). While still emphasizing QA, the FDA approach puts equal weight on the quality control (QC) process, including all aspects of production and operation as well as the final QA overview. The result is, the FDA has a greater reliance on analysis at all phases, where GAMP has reliance on the final result rather than the interim steps that lead to that result. In short, process understanding (FDA) versus process outcome (GAMP).

AISI 316

Esistono diversi gradi di acciaio inossidabile come 302, 304, 316, 410, 430, ecc… Non tutti sono utilizzati nei macchinari farmaceutici. La linea guida per scegliere il materiale giusto è la sua resistenza ai solventi, ai materiali attivi o agli ingredienti utilizzati nella produzione. I tipi più comuni di acciaio inossidabile utilizzati nella costruzione di apparecchiature farmaceutiche sono AISI 304 e AISI 316. L'acciaio inossidabile AISI 316 è più resistente dell'AISI 304 agli attacchi acidi e basici. Gli acidi e le basi deboli non hanno effetti importanti sull'acciaio inossidabile. Tuttavia, quando la CO2 supercritica/liquida entra in contatto con l’acqua, si forma acido carbonico. Sebbene l'acido carbonico sia considerato un acido debole, l'indicazione più sicura è quella di utilizzare acciaio 316 per le parti a contatto con l'estratto e 304 per le parti non a contatto con l'estratto. Questa soluzione, anche se leggermente più costosa, vi permetterà di tutelarvi da ogni contestazione o eccezione da parte degli enti certificatori. La scelta migliore è l'acciaio inossidabile duplex, come SAF 2205, quando si progettano sistemi industriali. Più resistente dell'AISI 316, riduce drasticamente lo spessore a parità di pressione.

Industry 4.0

Industry 4.0 is the digital transformation of manufacturing/production and related industries and value creation processes. Industry 4.0 refers to the intelligent networking of machines and processes for industry, based on information and communication technology. It is a process that stems from the “fourth industrial revolution” and is leading to fully automated and interconnected industrial production. The new digital technologies will have a profound impact in the context of four development guidelines.
The first concerns the use of data, computing power and connectivity and is divided into big data, open data, Internet of Things, machine-to-machine and cloud computing for information centralization and storage.
The second is that of analytics: once the data is collected, it is necessary to derive value from it. Today only 1% of the data collected is used by companies, which could instead obtain advantages starting from “machine learning”, that is, from machines that improve their performance by “learning” from the data gradually collected and analyzed.
The third direction of development is the interaction between man and machine, which involves “touch” interfaces, which are increasingly widespread, and augmented reality. Finally, there is the whole sector that deals with the transition from digital to “real” and which includes additive manufacturing, communications, machine-to-machine interactions and new technologies for storing and using energy in a targeted way, rationalizing costs and optimizing performance.