Start-up CrySyst bietet Lösungen für die Qualitätskontrolle in der Pharma- und Feinchemieindustrie an
"Diese Tools reduzieren den Zeitaufwand, den Materialverbrauch und das Risiko, während sie gleichzeitig die Robustheit und Skalierbarkeit der Prozesse verbessern"
Internationale Experten für Prozesssysteme und -abläufe haben das Hightech-Start-up Crystallization Systems Technology Inc. (CrySyst) gegründet, um die Prozesse von Unternehmen in der pharmazeutischen und feinchemischen Industrie zu optimieren.
Zoltán Nagy, ein Forscher am College of Engineering der Purdue University, ist Mitbegründer von CrySyst. Das Hightech-Unternehmen bietet innovative Softwarelösungen für die Überwachung, Modellierung und Steuerung der Kristallisation in der pharmazeutischen und feinchemischen Industrie.
Purdue University photo/Vincent Walter
CrySyst's Quality-by-Control (QbC) Framework befasst sich mit der Überwachung, Modellierung und Steuerung von Kristallisationsprozessen. Das Framework basiert auf Forschungsergebnissen, die in den Ausgaben vom 15. April 2020 und 5. Oktober 2021 der Zeitschrift Crystal Growth & Design und in der Ausgabe vom 22. September 2022 der Zeitschrift Industrial & Engineering Chemistry Research veröffentlicht wurden.
Zoltán Nagy, der Arvind-Varma-Professor für Chemieingenieurwesen an der Davidson School of Chemical Engineering der Purdue University, und Botond Szilágyi, ehemals wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Purdue University und jetzt außerordentlicher Professor an der Budapest University of Technology and Economics, gründeten CrySyst.
Das Purdue Innovates Office of Technology Commercialization hat CrySyst eine Lizenz für die Vermarktung der urheberrechtlich geschützten Technologien CryMoCo und CrySIV erteilt.
CrySiV und CryMoCo Software-Lösungen
Laut Nagy bestehen die größten Herausforderungen bei der modellbasierten Prozessentwicklung darin, zu bestimmen, welche Experimente notwendig sind, die am besten geeigneten Modellstrukturen auszuwählen und zuverlässige Modellparameter zu erhalten.
"Die Tools von CrySyst gehen diese Probleme direkt an, indem sie die Auswahl der Experimente leiten, einen halbautomatischen Rahmen für die Modellentwicklung bieten und zuverlässige Lösungen mit hoher Zuverlässigkeit liefern", sagte er.
Nagy sagte, dass CrySiV und CryMoCo einen rationalisierten, systematischen und wissenschaftlich strengen Ansatz für die Entwicklung von Kristallisationsprozessen bieten.
"Diese Tools reduzieren den Zeitaufwand, den Materialverbrauch und das Risiko, während sie gleichzeitig die Robustheit und Skalierbarkeit der Prozesse verbessern", sagte er.
CryMoCo ist eine geräteherstellerunabhängige Software zur Überwachung und Steuerung von Kristallisationsprozessen. Sie implementiert Industriestandard-Kommunikationsprotokolle mit typischen Werkzeugen der Prozessanalytik und modernsten Prozesssteuerungsmethoden, einschließlich direkter Keimbildungssteuerung und Übersättigungssteuerung.
"Dies ermöglicht die schnelle und direkte Entwicklung von robusten Kristallisationsprozessen unter Verwendung unseres innovativen QbC-Frameworks", so Nagy.
CrySiV ist ein benutzerfreundlicher, interaktiver, auf einem Populationsbilanzmodell basierender Kristallisationssimulator für das digitale Design von Kristallisationsprozessen. Er umfasst die Regression kinetischer Parameter, Prozesssimulation und Visualisierung.
"CrySiV enthält auch Funktionen zur Prozessoptimierung sowohl für Kristallisations- als auch für integrierte Kristallisations-Nassmahlprozesse, wobei modernste numerische Methoden zur Modellierung und Optimierung eingesetzt werden", so Nagy.
Nagy sagte, CryMoCo und CrySiV bieten:
- Eine intuitive und benutzerfreundliche Schnittstelle, die die Lernkurve für Fachleute in der Industrie reduziert
- Numerische Solver auf dem neuesten Stand der Technik, die zuverlässige, reproduzierbare Lösungen gewährleisten und eine strenge Modellvalidierung ermöglichen
- einen strukturierten Arbeitsablauf, der die Benutzer durch die Modellauswahl und -verfeinerung führt und gleichzeitig die Berechnungsunsicherheiten minimiert
Schmerzpunkte der Industrie in der Prozessentwicklung
Laut Nagy sehen sich Pharma- und Feinchemieunternehmen bei der Prozessentwicklung mit Herausforderungen konfrontiert, die sich aus der begrenzten Verfügbarkeit von Materialien, den eingeschränkten experimentellen Ressourcen und den langen Zeiträumen ergeben, die für die Optimierung durch Experimente erforderlich sind.
"Diese Herausforderungen können durch modellbasiertes digitales Design und modellfreie direkte Designansätze, die sich zunehmend durchsetzen, wirksam angegangen werden", sagte er. "Um eine weit verbreitete Umsetzung zu erreichen, besteht jedoch ein entscheidender Bedarf an systematischen Arbeitsabläufen und robusten Werkzeugen zur Unterstützung ihrer Integration in die industrielle Praxis. Genau hier setzen die Lösungen von CrySyst an. Wir wollen unseren Kunden helfen, ihre Prozesstechnologien schneller und mit weniger Materialeinsatz zu entwickeln und zu skalieren. Wir bieten spezialisierte Softwareprodukte für die modellfreie und modellbasierte Gestaltung von Kristallisationsprozessen sowie Beratungs- und Schulungsdienste für die Problemlösung mit unseren Softwaretools."
Nagy und Szilágyi erhielten Mittel vom Enabling Technologies Consortium.
"Dem Konsortium gehörten mehr als 10 der größten Pharmaunternehmen an", so Nagy. "Wir haben drei Jahre lang mit ihnen an einem Projekt zusammengearbeitet und durch enge Interaktion mit den Kristallisationswissenschaftlern der Mitgliedsunternehmen die Tools auf der Grundlage des erhaltenen Feedbacks so entwickelt, dass sie den Bedürfnissen der Industrie entsprechen."
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