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Biblioteca Especializada O poder do PAT em escala em uma planta piloto de API

O poder do PAT em escala em uma planta piloto de API

Olhos dentro do processo – PAT para desenvolvimento eficiente de processos

A Tecnologia Analítica de Processo (PAT) é usada em todos os laboratórios de desenvolvimento da AbbVie para experimentação rica em dados. Nesta apresentação, James C. Marek, Ph.D. e Eric G. Moschetta, Ph.D. da AbbVie discutem como essas ferramentas facilitam o desenvolvimento eficiente de processos de API e a compreensão fundamental. 

Na planta piloto API da AbbVie, a aquisição de dados PAT de FTIR, Raman, FBRM, sensores simples (condutividade, pH, etc.) e espectrometria de massa é inestimável para confirmar o aumento de escala sob condições de transporte prototípico de calor, massa e momento. O monitoramento em tempo real de reações, cristalizações, destilações, lavagens, secagem e outras operações unitárias permite uma melhor compreensão das trajetórias do processo. A análise in-situ proporcionada pelo PAT permite a solução de problemas em tempo hábil com maiores chances de chegar à resposta certa, pois o PAT fornece essencialmente "olhos" dentro do processo. 

Several applications of PAT at scale are provided. In one project, FTIR calibration models were developed in the lab to provide a reliable method for measuring the kinetics of what appeared to be a consecutive series reaction. The study led to incorporating an autocatalytic step in the mechanism to accurately predict the kinetics. The lab calibration models were applied to the FTIR trends from the API pilot plant, yielding quantitative predictions in excellent agreement with the expected values and the trends demonstrated scalability of the reaction.

Crystallization is another key API unit operation that also benefits from online PAT monitoring. FBRM tracking of particle chord lengths is valuable as an indicator of wet milling performance, as well as, crystallization progress. FTIR is often valuable for tracking the species concentration to confirm de-supersaturation and monitor crystallization progress. Particle vision systems are expected to provide even more benefits in the future. Raman spectroscopy was used to monitor the humidified drying of an API with dihydrate and trihydrate polymorphs, while mass spectrometry is useful for indicating drying endpoints. Using PAT in a GMP Pilot Plant required overcoming some unique challenges, and these aspects are also addressed.

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James Marek

James Marek, Ph.D.

AbbVie

Nascido e criado na região metropolitana de Chicagoland, Jim Marek obteve seu BSChE na Universidade de Illinois, UIUC. Após a formatura, seus próximos empreendimentos foram na Purdue University, onde completou seu mestrado e doutorado em engenharia química e conheceu sua esposa, Sandra. Seu Ph.D. pesquisa com Lyle Albright levou a uma compreensão abrangente dos mecanismos de formação de coque em reatores de pirólise térmica para produção de etileno. Jim mudou-se para Augusta, GA, onde começou seu primeiro emprego na du Pont no Savannah River Site, de propriedade do DOE, em Aiken, SC. Jim desenvolveu processos para a Instalação de Processamento de Resíduos de Defesa (DWPF), que entrou em operação em 1996 para imobilizar resíduos nucleares de alto nível em uma matriz de vidro borossilicato. Após 13 anos, Jim ingressou na Abbott como um dos primeiros engenheiros químicos em seu grupo de P&D Químico. Jim continuou a trabalhar no desenvolvimento de processos durante a transição para a AbbVie em 2013. Durante sua passagem de 24 anos na indústria farmacêutica, Jim contribuiu ativamente para mais de 30 projetos de pipeline de medicamentos. Em 2018, Jim tornou-se o contato de engenharia com o recém-formado Center for PAT e usa ativamente o PAT em quase todo o seu trabalho de bancada e expansão.

Eric Moschetta

Eric G. Moschetta, Ph.D.

AbbVie

Nascido em Pittsburgh, PA, Eric Moschetta obteve seu BSE em engenharia química na Case Western Reserve University em Cleveland, OH, e seu Ph.D. em engenharia química na Penn State sob a orientação de Rob Rioux, estudando cinética e termodinâmica de interações de fase líquida que são fundamentais para mecanismos catalíticos organometálicos. Ele então se mudou para Atlanta, GA, para fazer pós-doutorado para Chris Jones e Ryan Lively na Georgia Tech, enfatizando materiais estruturados molecularmente para catálise em fase líquida, captura de CO2 e separações. Enquanto estava na Georgia Tech, Eric fez parte do Centro de Funcionalização C-H Seletiva (CCHF), um centro financiado pela NSF para colaboração multifuncional entre químicos e engenheiros para impulsionar inovações na química de funcionalização C-H. Ele trabalhou em estreita colaboração com o grupo de Huw Davies na Emory University para implementar reatores de fluxo de fibra oca para reações catalíticas heterogêneas, incluindo a funcionalização C-H. Ele ingressou na AbbVie em 2016 e atualmente é cientista sênior em Engenharia de Processos em P&D de Processos. Seus interesses de pesquisa atuais incluem química de fluxo, extração contínua, fotoquímica, modelagem cinética, fotoquímica e cristalização.