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Pufferlösungen sind in pharmazeutischen Prozessen unerlässlich, um einen stabilen pH-Wert gewährleisten zu können und die Stabilität sowie Wirksamkeit von Arzneimitteln während ihrer Herstellung und Lagerung zu sichern. Systeme zur Herstellung Pufferlösungen mischen Stammlösungen eines bestimmten Salzes mit einer bestimmen Säure und einem großen Anteil an Reinstwasser, um die charakteristische Fähigkeit zu erlangen, Säure-Base-Stöße ausgleichen zu können. Die konventionelle Produktion und anschließende Lagerung erfolgt in relativ großen Tanks von bis zu 20 Kubikmetern, notwendigerweise wegen des hohen Massenverhältnisses (bis zu 10.000:1) zwischen Pufferlösung und Endprodukt. Diese Methode beansprucht deswegen einen erheblichen Flächenanteil und zugleich konnten wertvolle Ressourcen bei einer Inline-Produktion eingespart werden. Das Ziel dieser Arbeit ist, die benötigten Stammlösungen in einem kontinuierlichen Prozess in ausreichender Güte mischen zu können, um das Potenzial in Zeitreduktion und Ressourceneinsparung auszureizen. Die vorgegebenen Toleranzgrenzen erfordern eine genaue Regelung der Dosierungskomponenten, um die Anforderungen an den pH-Wert und den Salzgehalt zu erreichen. Eine geeignete Strategie und die passenden Parameter für die PID-Regler sind notwendig, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Ein Prototyp im kleineren Masstab dient Test- und Verifizierungszwecken. Um die gewünschten Ziele zu erreichen, wird die gesamte Anlage modelliert und in ihrem physikalischen Verhalten analysiert sowie regelungstechnisch formuliert. Jede relevante Komponente des Regelkreises wird untersucht und mathematisch beschrieben, um den realen Prozess so nahe wie möglich abbilden zu können. Die identifizierten Parameter für die Pilotanlage und die Validierung des Prozessmodells werden durch die Funktionalität der Internal Model Control (IMC)-Strategie für das Mehr-größen-System unter Beweis gestellt. Diese ist für Systeme mit großer Transportzeit ein entscheidender Faktor und ein Maß für die Qualität der Regelung und dessen Modellierung.
