Extrudieren im Miniaturmassstab

Während ein­er For­mulierungsen­twick­lung ste­hen oft­mals nur geringe und vielfach teure Wirk- bzw. Ziel­stoff­men­gen zur Ver­fü­gung. Ander­er­seits sind viele For­mulierungsver­suche notwendig, um eine opti­male Rezep­tur zu find­en. Diese Voraus­set­zun­gen erfordern Extru­sion­s­möglichkeit­en in ressourcenscho­nen­dem Miniatur­massstab, wie es der Mini-Extrud­er Hybrid der Fir­ma Three-Tec ermöglicht. Dessen Vorteile kom­men haupt­säch­lich in der Phar­main­dus­trie als auch in der Nahrungsmittel‑, Kosmetik‑, Farb- und Kun­st­stoff-indus­trie zum Tragen.

Der par­al­lele Dop­pelsch­neck­en Mini-Extrud­er Hybrid weist dank eines Leer­vol­u­mens von nur 1.2cm³ bei 5mm Sch­neck­endurchmess­er (L/D‑Verhältnis = 15:1) einen sehr gerin­gen Wirk- bzw. Ziel­stof­fver­brauch auf. Dank der uni­versellen Ver­wen­dung der Heizkar­tuschen, Küh­lun­gen, Düsen­plat­ten, Druck- und Tem­per­atursen­soren bietet er die Flex­i­bil­ität inner­halb weniger Minuten von 5 oder 9 mm auf 9 oder 12 mm Schne-ckendurchmess­er umzurüsten. Der Anwen­dungs­bere­ich wird somit, im Ver­gle­ich zu herkömm­lichen Extrud­ern, erhe­blich ver­grössert. Die Ergeb­nisse sind opti­mal für eine repro­duzier­bare Hoch- oder Run­ter­skalierung ein­set­zbar. Sämtliche Three-Tec-Periph­eriegeräte wie Dosier­sys­teme, Spher­oniz­er, Förder­band, Gran­u­la­tor, Heiss­ab­schlag oder Wasser­bad sind sowohl für Stan­dard-Extrud­er als auch für die Hybrid-Lin­ie oder als Einzel­geräte verwendbar.

Anwenderbericht

Dr. Rolf Brickl Phar­ma Con­sult­ing (vor­mals phar­mazeutis­che Entwick­lung Boehringer Ingel­heim) sagt: „Als Labor­leit­er ein­er Ein­heit, die auss­chliesslich Prob­lemwirk­stoffe unmit­tel­bar nach Entwick­lungs­be­ginn bear­beit­ete, standen stets nur sehr geringe Wirk­stoff­men­gen zur Ver­fü­gung. Ander­er­seits müssen aber zur erfol­gre­ichen Prob­lem­lö­sung zahlre­iche For­mulierungsver­suche durchge­führt wer­den, das heisst pro Ver­such ste­hen nur min­i­male Wirk­stoff­men­gen zur Ver­fü­gung. Ich war stets auf der Suche nach Miniaturg­eräten, zum Beispiel auch für die Extru­sion. Schliesslich fiel mir auf der Powtech¹ ein Dop­pelsch­neck­en-Flach­bo­den­dosierg­erät mit nur 5 mm Sch­neck­endurchmess­er der Fir­ma Three-Tec auf.“
Bei einem Besuch bei Three-Tec bestellte Dr. Brickl schliesslich einen Pro­to­typen eines Extrud­ers mit einem ein­fachen zylin­drischen Bar­rel und 5 mm Sch­neck­endurchmess­er. Bere­its die ersten Ver­suche ver­liefen sehr erfolgreich.

„Diese rasche und erfol­gre­iche Entwick­lung war nur durch die enge Zusam­me­nar­beit eines Anwen­dungslabors mit kom­plex­en Fragestel­lun­gen und der Bere­itschaft von Three-Tec, rasch und flex­i­bel neue Ideen umzuset­zen, möglich“, so das Faz­it von Dr. Brickl.

Die Vorteile der Miniex­trud­er von Three-Tec zeigten sich laut Dr. Brickl in Hun­derten von Extrusionsversuchen:

• Ermöglichung von Kle­in­stan­sätzen von 0.5 – 1 Gramm und drastis­che Reduzierung der benötigten Wirkstoffmengen
• Hohe Aus­beuten, da nur sehr geringe Rest­men­gen im Extrud­er verbleiben
• Viel­seit­ige und flex­i­ble Ein­set­zbarkeit durch geringe Grösse und Gewicht (Table-Top-Mod­elle).
• Unter­bringung in Iso­la­toren bei Arbeit­en mit hochak­tiv­en oder tox­is­chen Wirkstoffen
• Steigerung der Zahl an Extru­sionsver­suchen gegenüber kon­ven­tionellen Extrud­ern um den Fak­tor drei bis vier dank den kurzen Umrüstzeiten
• Effiziente Hochskalierung
• Umwelt­fre­undlich und wirtschaftlich
• Ein­fache Mon­tage, Demon­tage und Reinigung
• Kurze Anlaufzeit­en auf­grund der kleinen Barrels
• Ermöglichung von steilen Tem­per­atur­gra­di­en­ten zwis­chen den Seg­menten dank Barreleinschnitten
• Keine Dichtigkeits- bzw. Kon­t­a­minierung­sprob­leme durch Bar­rel aus einem Stück
• Aus­führun­gen gemäss GMP, FDA, ATEX
• Trock­ene Ver­ar­beitung (bei Schmelzextrusion)
• Schnell, zuver­läs­sig und lösungsmit­tel­frei (bei Schmelzextrusion)

Workshop

Three-Tec führt am 15. März 2018 einen Work­shop mit Schw­er­punkt Dosiertech­nik und Extru­sion im Mini-atur­massstab durch und stellt eine kom­plette Fer­ti­gungslin­ie mit Extrud­er, Dosier­sys­tem, Förder­band und Gran­ulierung im High Con­tain­ment vor. Inter­essierte sind her­zlich ein­ge­laden die Fir­ma Three-Tec und die kle­in­sten Dosier­sys­teme und Extrud­er der Welt kennenzulernen.