ツインスクリュー給餌装置の滞留時間分布に対する材料特性とプロセス変数の影響

スクリューフィーダーは、ほとんどの連続製造プラットフォームで分配ユニットとして統合されています。したがって、フィーダー内の材料の滞留時間分布（RTD）の特性評価とモデリングは、ドラムーからタブレットからの原料のトレーサビリティを理解するために不可欠であり、非強化材料の分離を可能にします。提案された方法論は、材料を特徴付けることにより、この知識の跳躍に対処し、実験設計に応じてRTD試験を実行し、RTDモデルを適用し、材料特性とプロセス変数をRTD応答として出力としてリンクする部分的な最小二乗（PLS）回帰モデルを確立しました。結果は、スクリューフィーダーのRTDがプラグフローと混合フローの組み合わせで表現できることを示しました。3つの変数が、フィーダーの滞留時間分布に影響を与えることがわかりました：流量、ホッパーレベル、条件付きバルク密度。興味深いことに、プラグフローの画分は、流量または材料特性の変動の影響を受けませんでした。その結果、特定のホッパーレベルでRTDを予測するために密度と流量を使用する単純なPLSモデルを開発することができます。このアプローチは、臨床製造のための制御戦略を確立する必要があり、材料の利用可能性がまだ限られている場合、開発の初期段階でのバルク密度に基づくRTD予測にとって強力です。

Screw feeders are integrated as dispensing units in most continuous manufacturing platforms. Hence, characterizing and modelling the residence time distribution (RTD) of materials in feeders is indispensable to understand the traceability of raw materials from the drum till tablet, enabling the separation of non-confirming material. The proposed methodology addressed this leap in knowledge by characterizing materials, performing RTD trials according to an experimental design, applying RTD models and establishing a partial least square (PLS) regression model that links the material properties and process variables with the RTD responses as outputs. Results showed that RTD in screw feeders can be represented by a combination of plug-flow and mixed-flow. Three variables were found to impact the residence time distribution in feeders: flow rate, hopper level and conditioned bulk density. Interestingly, the plug-flow fraction was not affected by variation in flow rate or material properties. Consequently, simple PLS models could be developed that use density and flow rate to predict RTD at a given hopper level. This approach is powerful for RTD prediction based on bulk density in the early phases of development when control strategies for clinical manufacturing need to be established and material availability is still limited.