Labor-Extruder Hybrid – Extrudieren im Miniaturmassstab

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.

¹ Leitmesse für mechanische Verfahrenstechnik, Analytik und Handling von Pulver und Schüttgut