Warum Laborrezepte in der Produktion scheitern: Konsistenz bei der Skalierung beginnt mit dem richtigen Mischprinzip
Die Prozessskalierung ist die Wissenschaft der Übertragung einer Formel von Laborgeräten auf Produktionsanlagen unter Beibehaltung des identischen Ergebnisses – und sie ist der am häufigsten zitierte Fluch in der Materialindustrie.
Die im Labor ermittelte Formel ist perfekt; die Produktionscharge weicht jedoch von Lauf zu Lauf ab.
Meistens liegt das Problem nicht am Rezept, sondern an der Ausrüstung.
Die drei Hauptursachen
• Unterschiedliches Kraftfeld.
Labor- und Produktionsmaschinen mit unterschiedlichen Schermechanismen setzen das Material völlig unterschiedlichen Kräften aus, selbst bei gleicher Drehzahl.
• Unterschiedliches Strömungsmuster.
Die Größe der Klingen und die Form des Behälters beeinflussen die Materialbewegung innerhalb der Maschine, sodass eine gleichmäßige Durchmischung nie erreicht wird.
• Nicht verbundene Parameter.
Die im Labor gewonnenen Erfahrungen werden nie zu einer Standardarbeitsanweisung, daher bedeutet die Skalierung eine erneute Anpassung durch Versuch und Irrtum – und das mit hohen Kosten.
Wie Sie Ihre Erfolgsquote beim Scale-up steigern können
Für Labor und Produktion sollte das gleiche Mischprinzip gewählt werden – dies ist die Voraussetzung für ein übereinstimmendes Kraftfeld.
Die planetarische Zentrifugalmischung ist genau dafür ausgelegt, da die Logik des Zentrifugalkraftfeldes vom Labormaßstab bis zur Produktionslinie identisch ist.
Standardisieren Sie die Parameter: Erfassen Sie Geschwindigkeit, Vakuumniveau, Zeit, Temperaturanstieg und Bechergröße für jede erfolgreiche Rezeptur, damit es sich um ein reproduzierbares Verfahren handelt.
Abschließend sollte eine Validierung über verschiedene Kapazitäten hinweg erfolgen: Die Laborformel sollte vor der Produktion an einer Pilotanlage getestet werden, um die Dispersion und die Chargenkonsistenz zu vergleichen.
Wie SMIDA vorgeht
Die TMV-Serie, von 150 g bis über 100 kg, verwendet ein gemeinsames Planetenzentrifugalmischprinzip und eine gemeinsame Steuerungslogik, sodass die gleichen Rezeptparameter über alle Kapazitätsstufen hinweg übertragen werden können.
Die Stichprobenprüfung umfasst Vergleichsdaten über verschiedene Kapazitäten hinweg, sodass das Risiko einer Skalierung bereits bei der Geräteauswahl – also bevor Sie auch nur einen einzigen Produktionsdollar investieren – eliminiert wird.
Die größte Verschwendung in der Forschung und Entwicklung ist nicht das Scheitern, sondern eine im Labor erfolgreiche Formel, die sich nicht in Serie produzieren lässt.
Setzen Sie auf Konsistenz beim Scale-up als erstes Ausrüstungskriterium, und Ihre Entwicklungsergebnisse bleiben geschützt.
Senden Sie eine Probe an das SMIDA-Labor für einen kostenlosen Test mit Vergleichsdaten zur Kapazität.
