Kristallisationen in Chemie und Pharmazie Seminar

Kristallisationen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie

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Kristallisationen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie

Die Technik der Kristallisation bietet einen hervorragenden Weg, Stoffe aus Lösung oder Schmelzen mit hoher Reinheit zu isolieren. Dies findet Anwendung in der chemischen bis hin zur pharmazeutischen Industrie. Das Seminar vermittelt die notwendigen Grundlagen und das theoretische Wissen zur Beschreibung solcher Prozesse.

Des Weiteren werden die analytischen Möglichkeiten zur Charakterisierung der kristallinen Produkte besprochen, beginnend mit klassischen optischen Methoden bis hin zur modernen instrumentellen Analyse dargestellt.

In praxisnahen Beispielen aus der Industrie wird die Entwicklung von u.a. Batch-Kristallisationsprozessen beschrieben. Als Startpunkt dient hier die klassische Entwicklung im Labor und die Übertragung dieser bis hin zur industriellen Implementierung.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die kontinuierliche Kristallisation, die Beschreibung der großtechnischen Apparate und wie diese in der Massenkristallisation eingesetzt werden.

Ein Überblick über die Fest-/Flüssigtrennung, sei es durch Filtration oder Zentrifugation, und die theoretischen Hintergründe werden diskutiert.

Zum Thema

Die Kristallisation findet heute in vielen Bereichen ihre Anwendung. Von kleinscaligen Batchkristallisation, vornehmlich in der Produktion pharmazeutischer Stoffe oder bei Feinchemikalien, bis hin zur kontinuierlichen Herstellung von Massenkristallisationsgütern wie Natriumchlorid, Zucker oder Düngemittel. Das Seminar vermittelt die wichtigsten theoretischen Grundlagen zum Design solcher Prozesse. Dabei werden die Thema Löslichkeiten, Erzeugung von Übersättigung und deren Abbau, Co-kristallisation, Einfluss von Fremdstoffen auf die Kristallbildung, Polymorphe sowie die Agglomeration diskutiert. Des Weiteren werden die analytischen Methoden zur Charakterisierung von kristallinen Stoffen präsentiert. Diskutierte Beispiele aus der Praxis sollen helfen, den Kristallisationsprozess zu beschreiben und zu entwickeln. Weitere Themen sind die Fest-/Flüssigtrennung sowie die Trocknung kristalliner Stoffe.

Zielsetzung

Den Seminarteilnehmern sollen die theoretischen Grundlagen und Modellvorstellungen zur Kristallisation, der Kristallkeimbildung, des Kristallwachstums und der Agglomeration vermittelt werden. Weiterhin sollen die für die Entwicklung von Kristallisationsverfahren notwendigen Basisdaten und die Grundzüge zur erfolgreichen Entwicklung von Kristallisationsverfahren notwendigen Arbeiten dargestellt werden. Dieses schließt Hinweise auf die praktische Durchführung von Verfahren ein.

Teilnehmerkreis

Das Seminar wendet sich an Chemiker, Verfahrensingenieure und Betriebschemiker in der chemischen und parmazeutischen Industrie, in den Sparten Fein- und Spezialchemikalien und in der Grundstoffindustrie, die Kristallisationsverfahren entwickeln, in den Betriebsmaßstab übertragen oder optimieren. Das Seminar wendet sich ebenso an Pharmazeuten und Entwickler von pharmazeutischen Verfahren, die mehr über die Potentiale der Techniken zur Erzeugung der zu formulierenden Wirkstoffe lernen wollen.

Programm

Hybrid-Seminar Tag 1, 09:00 bis 17:45 Uhr

Kristallisation als unit-operation – Einführung in Thema und Kurs
Christian Melches

Grundlagen der Kristallisation
- Kristallaufbau
- Kristallkeimbildung
- Kristallwachstum
Prof. Dr. Heike Lorenz

Kaffeepause

Lösungsgleichgewichte
- Grundlagen
- Schmelzphasendiagramme
- Löslichkeit und Löslichkeitskurven
- Anwendungen
Prof. Dr. Heike Lorenz

Polymorphie – Grundlagen und Bedeutung
- Definition und Wichtigkeit
- Polymorphie-Screening und Auswahl
- Thermodynamische Stabilität von Polymorphen
Dr. Markus von Raumer
Idorsia Pharmaceuticals Ltd

Charakterisierung von Kristallisaten – PAT bei der Kristallisation
- Methoden zur Charakterisierung von Festkörpern
- Korngrößenverteilung
- Physikalische Reinheit von Festkörpern
- PAT zur Kristallisationsüberwachung
Dr. Markus von Raumer
Idorsia Pharmaceuticals Ltd

Fremdstoffeinfluss auf die Kristallisation
- Einfluss von Fremdstoffen und Additiven auf die Kristallisation
- Taylor-made Additive

Aufreinigung bei der Kristallisation
- Mechanismen des Einbaus von Verunreinigungen
- Maximal erzielbare Aufreinigung
- Minimierung des Einbaus von Verunreinigungen
- Aufreinigungstechniken durch Kristallisation
Prof. Dr. Heike Lorenz

Agglomeration bei der Kristallisation
- Vorgänge bei der Agglomeration
- Mechanismen
- Nutzung der Agglomeration

Hybrid-Seminar Tag 2, 08:30 bis 17:45 Uhr

Kristallisationsverfahren und Apparate
- Erzeugung der Übersättigung
- batch- und konti-Kristallisation
- Verfahrensauswahl
- Apparateauswahl
Dr. Amgad Moussa
Syngenta Crop Protection Münchwilen AG, Schweiz

Entwicklung von Kristallisationsverfahren
- Kristallisationstechniken
- Laborarbeit
- Übertragung in den Betrieb
Dierk Wieckhusen

Übung zur Auslegung von Kristallisationsverfahren
- Definition der Aufgaben
- Gruppenarbeit
- Diskussion der Lösungen
Dierk Wieckhusen

Down-stream Prozesse
- Trennoperationen und deren Beurteilung
- Beeinflussung der Trennung durch die Kristallisation
- Einfluss von Trennen und Trocknen auf das Kristallisat
Dr. Amgad Moussa
Syngenta Crop Protection Münchwilen AG, Schweiz

Kontinuierliche Kristallisationsprozesse
- Bauarten von Kontikristallern
- Betrieb von Kontikristallern
- Praktische Ausführung von Kristallisatoren
Christian Melches

Kaffeepause

Integration der Kristallisation zur Lösung komplexer Aufgaben
- Praktische Ausführungen
Christian Melches

Kleinscaling kontinuierliche Kristallisationsapparate

Schmelzkristallisation
- Grundlagen und Apparate
Christian Melches

Abschlussdiskussion

Weitere Informationen entnehmen Sie dem Flyer-Download oder besuchen Sie uns im Digitalen Campus

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Referenten

Prof. Dr. Heike Lorenz

mpi Magdeburg Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg

Christian Melches

GEA Messo GmbH, Duisburg

Dr. Amgad Moussa

Syngenta Crop Protection Münchwilen AG, Schweiz

Dr. Markus von Raumer

CordenPharma International, Basel/Schweiz

Nach einem Chemiestudium mit Promotion in physikalischer Chemie und einem weiteren akademischen Aufenthalt in England begann Markus von Raumer im Jahre 1997 seine industrielle Karriere bei der Novartis in Basel. 2 Jahre später war er bei der Gründung der Solvias dabei und war massgeblich beim Aufbau der Polymorphie und Kristallisationsgruppe und deren Dienstleistungen im Bereich der Polymorphie und Kristallisation beteiligt. 2008 wechselte er zur Actelion Pharmaceuticals und baute dort das ‘material science’ Labor auf. Seit 2017 leitet er die Präformulierung und präklinische Galenik bei der Idorsia Pharmaceuticals Ltd. Diese Gruppe ist verantwortlich für die physikochemische und biopharmazeutische Charakterisierung von Wirkstoffkandidaten. Am Übergang der Forschung zur Entwicklung, und vom reinen Wirkstoff zum formulierten Produkt sind die Wahl der optimalen Festköperform und dessen Eigenschaften und Herstellung von zentraler Bedeutung.

Dierk Wieckhusen

Binzen

PD Dr.-Ing. Kerstin Wohlgemuth

Leiterin der Arbeitsgruppe Kristallisation und Produkt Design, Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen, TU Dortmund

Sie arbeitet schon 15 Jahre im Bereich der Kristallisation. 2008 schloss Sie ihr Studium im Bioingenieurwesen an der TU Dortmund ab und begann als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik. 2012 promovierte Sie über Keimbildungssteuerung bei der Batch-Kühlungskristallisation und trat die Leitung der Arbeitsgruppe, in der Sie bis heute tätig ist, an. 2019 habilitierte Sie sich im Bereich der kleinskaligen Produktion von kristallinen Wirkstoffen, wobei der gesamte Weg von der Keimbildung über die Kristallisation bis hin zum getrockneten Produkt in kontinuierlicher Fahrweise fokussiert wird. Darüber hinaus hat Sie seit 2021 den Vorsitz der Dechema Fachgruppe Kristallisation inne und ist gewähltes Mitglied in der Arbeitsgruppe Kristallisation auf europäischer Ebene (EFCE Working Party on Crystallization).

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Informationen

Veranstaltungsorte:

Haus der Technik e.V., 45127 Essen, Hollestr. 1

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