Téma vydání: Farmacie a biotechnologie. Výběr z obsahu vydání: Digitalizace v chemickém průmyslu: Když se Mendělejev potkává s Turingem. Příklad realizace PAT technologie v Teva Czech Industries. Zajištění bezpečnosti antidiabetických léků. V Česku byl vyvinut speciální izolátor pro přípravu léčivých přípravků pro moderní terapie. Lyofilizace pro biotechnologii a farmacii. Příprava lipozomů s pomocí ultrazvuku: metodika, výhody a aplikace. Léčiva a jejich analýza ve vodách. Možnosti multiparametrické rezonance povrchového plasmonu ve farmacii a biotechnologiích. Od ranní kávy k průlomovým objevům aneb jak kávovary inspirují chemickou revoluci. Zvýšení efektivity metodiky Drop-seq technologií Sensific ODIN. Od laboratoře k trhu: Jak vypadá komercializace biotechnologií z pohledu inkubátoru.
AKTUÁLNÍ INFORMACE Z CHEMICKÉHO PRŮMYSLU A LABORATORNÍ PRAXE – WWW.CHEMAGAZIN.CZ
5 ROČNÍK XXXIV (2024)
TÉMA VYDÁNÍ: FARMACIE A BIOTECHNOLOGIE
Zajištění bezpečnosti antidiabetických léků Multiparametrické rezonance povrchového plasmonu ve farmacii
Digitalizace v chemickém průmyslu Příklad realizace PAT technologie Léčiva a jejich analýza ve vodách Zvýšení efektivity metodiky Drop-seq technologií
Kapslová chemie Hvězdné hybridní spektrometry
WITH OMNIS NIRS
Good vibes in your lab with OMNIS NIRS
www.metrohm.cz
2
3
NEJLEPŠÍ KLIMATIZAČNÍ A TEPLOTNÍ JEDNOTKY VE SVÉ TŘÍDĚ HPPeco Nový rozměr energetické účinnosti a přesnosti Tato výkonná klimatizační komora s pokročilou Peltierovou technologií pracuje přibližně o 90 % energeticky účinněji než kompresorem chlazená zařízení, nevyžaduje žádné chladivo, a proto se snadno udržuje. Teplotní rozsah od +0 °C do +70 °C a aktivní zvlhčování vzduchu umožňují, aby se teplota pohybovala od +0 °C do +70 °C a odvlhčování od 10 % do 90 % rh, které HPPeco nabízí, jsou optimálně přizpůsobené poža - davkům stabilitních testů v souladu s ICHGuideline (Q1A). Přístroj je rovněž vhodný pro testy trvanlivosti v oblastech farmaceutických, potravinářských a kosmetických výrobků, jakož i pro testy kvality a testy s řízenou vlhkostí. skladování. Hlavní výhody: - Maximální energetická účinnost ve srovnání s klimatickými komorami s kompresorem. - Naprosto homogenní rozložení teploty a vlhkosti. - Spolehlivost a bezpečnost při poruše i po letech nepřetržitého provozu. Nekompromisní stabilita +- 0,1°C Kompatibilita s LIMS Využijte naši exkluzivní službu „Test & Buy“ Memmert a vyzkoušejte si vysokou kvalitu klimatických komor Memmert - zcela ZDARMA a bez rizika!
www.memmert.com/hpp
Projety, instalace a validace pro laboratoře, průmysl a zdravotnictví
www.unipro-alpha.com info@unipro-alpha.com
S více než 70letou tradicí, Actini nabízí špičková řešení pro dekontaminaci odpadních vod a sterilizaci kapalin. Systémy Actini navržené pro laboratoře, výrobce vakcín a biotechnologické provozy, jsou známé po celém světě díky své spolehlivosti a vysokému výkonu. Expert na dekontaminaci a sterilizaci kapalin Kapacity od 20 do více než 192 000 litrů denně, s možností nepřetržitého provozu až 24 hodin denně. Kompatibilita s kontinuálními i dávkovými systémy, včetně patentovaných řešení. Elektrické a parní systémy s vysoce účinnou rekuperací energie. Podpora dekontaminace v laboratořích úrovně BSL-1 až BSL-3, včetně speciálních konstrukcí pro ochranu na úrovni BSL-4 a požadavků směrnice ATEX. Ověřená kvalita s více než 600 nainstalovanými jednotkami po celém světě. Technicky připravená řešení pro individuální požadavky zákazníků.
Fedegari je lídrem v oblasti sterilizačních technologií, který nabízí inovativní řešení pro farmaceutický průmysl a laboratoře. Autoklávy Fedegari spojují vysoce kvalitní konstrukci s pokročilým softwarovým řízením, což zajišťuje dokonalý proces sterilizace i pro ty nejnáročnější aplikace. Špičková sterilizační technologie
Široké možnosti parametrizace sterilizačních cyklů. Vertikální autoklávy s kapacitou od 58 do 206 litrů. Horizontální autoklávy s kapacitou od 83 do 1050 litrů, včetně průchozích modelů pro prostředí s vysokými požadavky na sterilitu. Optimalizace provozu pro nižší náklady a vyšší efektivitu.
www.unipro-alpha.com
OBSAH VYDÁNÍ
Digitalizace v chemickém průmyslu: Když se Mendělejev potkává s Turingem .8 Příspěvek jako úvod do problematiky digitalizace a Průmyslu 4.0. Příklad realizace PAT technologie v Teva Czech Industries . . . . . . ....... 10 Článek se zaměřuje na trendy a využitelnost Process Analytical Technology v opavském závodě farmaceutické společnosti Teva. Zajištění bezpečnosti antidiabetických léků . . . . . . . . . . . . ........... 14 Inspekční technologie jako klíčová záruka kvality farmaceutik. V Česku byl vyvinut speciální izolátor pro přípravu léčivých přípravků pro moderní terapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................... 20 Představení projektu vývoje inkubátoru zabudovaného do izolátoru, s hermeticky uzavře- nými dvířky a fumigovatelností. Lyofilizace pro biotechnologii a farmacii . . . . . . . . . . . . . ............ 22 Souhrn přínosů lyofilizace ve farmaceutických laboratořích a farmaceutických a biotechnologických výrobách. Příprava lipozomů s pomocí ultrazvuku: metodika, výhody a aplikace . . . ... 25 Seznámení se s metodou tvorby lipozomů za pomocí ultrazvuku, jejich výhodami a různými aplikacemi v přípravě léčiv, terapeutik a potravních doplňků. Léčiva a jejich analýza ve vodách . . . . . . . . . . . . . . . ............... 28 V článku jsou prezentovány výsledky získané v rámci projektu „Validační testování pokročilých oxidačních procesů za účelem odstranění léčiv z odtoku ČOV“ uskutečněném v ALS Czech Republic. Možnosti multiparametrické rezonance povrchového plasmonu ve farmacii a biotechnologiích. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .................... 31 Inovativní řešení pro přesné povrchové interakce a charakterizaci nanovrstev od BioNavis. Od ranní kávy k průlomovým objevům aneb jak kávovary inspirují chemickou revoluci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................ 32 Co kdyby byla rutinní organická syntéza stejně snadná jako příprava kávy z kapsle? Zvýšení efektivity metodiky Drop-seq technologií Sensific ODIN . . . . .... 36 Robustní řešení pro analýzy buněk s přístroji firmy Sensific. Od laboratoře k trhu: Jak vypadá komercializace biotechnologií z pohledu inkubátoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...................... 45 Proč by se měl vědec vydat cestou komercializace svých objevů a na mnoho dalšího odpovídá v rozhovoru Jiří Moos, ředitel biotechnologického inkubátoru i&i Prague.
Ročník XXXIV (2024), vydání č. 5 Vol. XXXIV (2024), issue n. 5 ISSN 1210 – 7409 Registrováno MK ČR E 11499 © CHEMAGAZÍN s.r.o., 2024 Dvouměsíčník pro chemicko-technolo- gickou a laboratorní praxi. Jednotlivá vydání jsou tématicky zaměřena na různé oblasti chemie. Zařazený do Seznamu recenzovaných neimpaktovaných periodik vydávaných v ČR.
Zasílaný ZDARMA v ČR a SR. Objednávky a změny zasílání na www.chemagazin.cz.
Vydavatel: CHEMAGAZÍN s.r.o. Gorkého 2573, 530 02 Pardubice Tel.: +420 603 211 803 info@chemagazin.cz Šéfredaktorka: Ing. Květoslava Stejskalová, CSc. T: +420 604 896 480 kvetoslava.stejskalova@chemagazin.cz Odborná redakční rada: Kalendová A., Babič M., Čejka J., Koza V., Kubička D., Navrátil T., Neuman J., Přibyl M., Svoboda K. Redakce, výroba, inzerce: Tomáš Rotrekl
T: +420 603 211 803 tom@chemagazin.cz Tisk: Triangl, a.s., Praha Dáno do tisku 30.9.2024 Náklad: 3 300 výtisků
Distributor časopisu pro SR: L.K. Permanent, spol. s r.o., Hattalova 12, 831 03 Bratislava Uzávěrky příštích vydání: 6/2024 – Kontrola a ochrana ž.p.
SEZNAM INZERCE
PRAGOLAB – Lyofilizátory ....................... 24 MERCI – Laboratorní digestoře ................ 30 PRAGOLAB – Hmotnostní spektrometry .39 MEMMERT – Vakuové sušárny ................ 42 CHROMSPEC – Spektrofotometr .............47 UNI-EXPORT INSTR. – Mikrofluidní čip . 47 APIDOMIA – Tabletovací stroj .................. 47 CHEMAGAZÍN – Konference VVKL 2024 .49 AKI – Konference Koroze ..........................56 CHEMAGAZÍN – Konference KPP 2024 ..57 PRAGOLAB – Praktický kurz hmotnostní spektrometrie .............................................59 MERCK – Automatizovaný chemický syntetizátor .............................................. 60
METROHM – NIR spektrometr ...................1 BLOCK TECHNOLOGY – Izolátory, nábytek a digestoře ................................................... 2 MEMMERT – Klimatizační a teplotní jednotky .......................................................3 UNIPRO-ALPHA C.S. – Sterilizační technologie ................................................. 4 PRAGOLAB – Spotřební materiál pro chromatografii .............................................13 SYNTEGON – Inspekční zařízení ..............15 LIEBHERR – Chladicí a mrazicí zařízení . 17 BIOTRADE – Rotační vakuový koncentrátor ............................................... 18 M.G.P. – Analyzátor DNA, RNA a proteinů .19 ALTIUM – Kolony pro analýzu biomolekul .21
(uzávěrka: 22.11.2024) 1/2025 – Tepelné procesy (uzávěrka: 24.1.2025)
CHEMAGAZÍN – pořadatel veletrhů LABOREXPO a PROCESEXPO, Konference pro vývoj, výrobu a kontrolu léčiv a Konference pigmenty a pojiva. Mediální partner Svazu chemického průmyslu ČR a řady veletrhů a konferencí.
5
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
EDITORSKÝ SLOUPEK
VLČÍ KONFERENCE VVKL PODRUHÉ Nápad uspořádat konferenci o vývoji, výrobě a kontrole léčiv (posléze familiárně zkrácenou na „vlk“ – aby se sekvence souhlásek lépe vyslovovala a zapamatovala) pochází od Petera Baratha z české kanceláře firmy Metrohm a Jarka Póla z ThermoFisher Diagnostics, kteří se na začátku roku 2023 obrátili na Tomáše Rotrekla (vyda- vatele Chemagazínu) s nabídkou, aby se ujal uspořádání této akce. Toto zakládající trio mne posléze oslovilo, abych se stal předsedou progra- mového výboru. Do týmu byl přizván i Martin Fusek z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a následně také zástupci domácího farma- ceutického průmyslu – Aleš Gavenda (Teva Czech Industries), Luboš Markovič (Mihulka s.r.o.) a Ondřej Dammer (Zentiva). je skloubit farmaceutickou komunitu, ať to jsou farmaceutické firmy, univerzity, ústavy AV ČR, státní správa a zájmové a investiční společnosti, aby se vzájemně setkávala a diskutovala. Anketa mezi účastníky prvního ročníku nás tedy povzbudila (cituji „…přesně takovou akci jsme tady potřebovali…“) a rozhodli jsme se proto uspořádat navazující II. ročník VVKL, který se uskuteční 24. a 25. října. Zůstáváme sice v pražských Vysočanech, ale přesuneme se do Kongresového centra O 2 universum.
přiléhavé české slovo: musí se „ochytřit“). Hlavní výzvou pro organizátory je prezentovat aktuální témata a snaha zajistit optimálního přednáše- jícího. Velmi důležitý je i sociální rozměr akce – vytvoření dostatečného prostoru pro navázání nových kontaktů. I když si řada farmaceutických výrobců konkuruje, domníváme se, že i zde je v obecné rovině prostor pro spolupráci. Letošní novinkou je zařazení diskusních pa- nelů, tzv. kulatých stolů. Budou tři: Udržitelnost farmaceutického průmyslu v ČR, Pharma 4.0 – digitalizace výroby a Talent ve farmacii: jak najít, rozvíjet a udržet špičkové zaměstnance. Kulaté stoly proběhnou, mimo jiné, i za účasti zástupců státní správy a účastníci konference VVKL 2024 budou mít prostor k dotazům a vlastním komentářům. V budoucnu uvažujeme i o zapojení studentů, především farmaceuticky orientovaných doktor- ských studijních programů, kteří by měli mít příležitost se na konferenci prezentovat před svými budoucími zaměstnavateli. To ale bohužel naráží na hodnocení jejich tvůrčí aktivity školou, kdy prezentace na zahraniční konferenci má přednost před konferencí domácí. Nedílnou součástí konference jsou prezentace sponzorů – firem, bez kterých by uspořádání konference bylo nereálné, a kterým proto patří náš velký dík. O založení tradice je sice velmi odvážné hovořit, ale snažíme se k tomu směřovat. V realizačním týmu konference VVKL máme mnoho nápadů a věříme, že také díky ohlasům od účastníků vybereme taková témata, která budou nosná i pro její budoucí ročníky. Bohumil KRATOCHVÍL, VŠCHT Praha, bohumil.kratochvil@vscht.cz P.S. Autor tohoto textu byl dlouholetým šéfre- daktorem časopisu Chemické listy a je podporova- telem spolupráce s Chemagazínem, např. formou výměny editorských sloupků. Prvním krokem projektu byla základní studie návrhu, v níž byl dále rozpracován rozsah. Pozor- nost byla věnována omezené ploše v místě insta- lace a možnému budoucímu začlenění do stáva- jící dávkové infrastruktury zákazníka. Společnost Zeton přinesla velkou přidanou hodnotu tím, že nabídla řešení na základě svých předchozích projektových zkušeností v kombinaci s odbor- nými znalostmi v oblasti návrhu pilotních zařízení. V letošním roce bylo současné portfolio mo- dulů rozšířeno o dva další typy modulů. Po- stupným přidáváním nových modulů může spo- lečnost Roche rychle a snadno transformovat a rozšířit stávající linku pro nový proces. Moduly ContiUnity ® jsou navrženy jako stavební bloky, které lze použít v rámci více projektů na různých místech. Poskytnutá řešení jsou udržitelná a při-
V současnosti v průmyslu rezonuje iniciativa Industry 4.0, což je revoluční přístup zaměřený na implementaci digitalizace, automatizace a robotizace do výroby s cílem zvýšit její produk- tivitu, efektivitu a upevnit pozici na trhu. Lídrem v oboru je především německý strojírenský gigant Siemens. Farmaceutický průmysl se tak musí ve střednědobém horizontu připravit na klon této iniciativy a sice na koncept Pharma 4.0 (https:// www.siemens.com/us/en/products/automation/ topic-areas/process-industries/pharmaceutical. html) i když farmacie není strojírenství. Dále nelze samozřejmě opomenout razantní nástup AI a to nejenom do farmacie. A konečně, je nutné vzít v úvahu tlaky a obchodní politiku především zahraničního kapitálu, v jehož rukou se nalézá většina tuzemských farmaceutických výrobců. Ukazatelem domácí aktuální situace je nedávno publikovaná Sektorová analýza farmaceutického průmyslu v České republice zpracovaná firmou IQVIA Solutions. To vše se samozřejmě musí specificky promítat do programové náplně konferencí VVKL. Do konceptu Pharma 4.0 tak spadá letošní před- náška T. Holase (TEVA) o procesních analytic- kých technologiích ve farmaceutickém průmyslu. Programovou páteří letošního ročníku budou i nadále zvané přednášky. Účastník konference najde v jejím programu nejenom poučení pro svoji práci, ale i informaci o trendech v oboru (zde opět
Léčiva a obecně farmacie je konferenční téma velmi hustě pokryté nejrůznějšími semináři, letními školami, konferencemi a kongresy neje- nom v českém, ale především světovém měřítku. U nás za zmínku určitě stojí letošní jubilejní 10. ročník letní školy, zaměřené na vývoj nových léků (pořadatelé ÚOCHB AV ČR, VŠCHT Praha a izraelský Weizmannův institut věd) nebo farmaceuticko-lékařsky orientované Konference farmacie pořádané již 10 let v Praze a v Brně (Premediapharm) a řada dalších. Nalézt v tomto portfoliu tematickou a perspektivní skulinu nebylo jednoduché. Nakonec jsme zacílili na domácí farmaceutické výrobce a jejich specifické potřeby, především na jejich analytickou infrastrukturu, výrobní a vývojovou problematiku a perspektivu. První ročník konference VVKL jsme uspořádali na konci listopadu 2023 ve vysočanském hotelu Clarion. Na programu bylo 21 zvaných přednášek (blíže viz Sborník na www.vvkl.cz/pro-ucastniky). A jaké byly po jeho skončení ohlasy? Především, aby mezi přednášejícími figurovali zejména odbor- níci z praxe a méně akademici. To je ve smyslu budoucího zaměření konference VVKL naprosto pochopitelné, i když úplně bez akademiků a vizio- nářů to asi nepůjde. Naší základní ideou a cílem
TECHNICKÉ NOVINKY
Obr.: Moduly ContiUnity ® .
SKLÁDAČKA MODULŮ: SPOLEČNOST ROCHE RYCHLE A SNADNO TRANSFORMUJE A ROZŠÍŘÍ STÁVAJÍCÍ LINKU VÝROBY LÉČIV
Společnosti Roche a Zeton učinily další krok v realizaci modulárního kontinuálního zpraco- vání léčiv. Modulární pilotní závod na kontinuální chemickou výrobu léčiv instalovaný před dvěma lety ve společnosti Roche v Basileji byl letos dále rozšířen s využitím platformy ContiUnity ® společ- nosti Zeton: „ Kontinuální výroba vysoce kvalitního produktu s inteligentními moduly, které spolu- pracují. “
Tento příběh se začal psát zhruba před 3 lety. Společnosti Roche a Zeton úzce spolupracovaly na návrhu a vybudování modulární výrobní plat- formy pro kontinuální procesy. Novinkou tohoto projektu bylo zavedení velmi vysoké míry rekonfi- gurovatelnosti do modulární koncepce jak v hard- warové, tak v digitální vrstvě.
spívají ke zhodnocení procesu. » https://contiunity.zeton.com
6
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
TECHNICKÉ NOVINKY
Obr.: Balení vialek Schubert-Pharma.
Společnost IKA rovněž představuje celou řadu nových senzorů, včetně analyzátoru odpadních plynů, invazivního i neinvazivního senzoru bio- masy, senzoru životaschopné biomasy a různých digitálních senzorů pro měření pH, DO a redoxu. Tyto senzory poskytují přesné údaje v reálném čase, zlepšují řízení procesů a zajišťují opti- mální podmínky pro výzkum. Výzkumný bio- reaktor HABITAT kombinuje dlouholeté zkuše- nosti s laboratorním vybavením se špičkovým výzkumem v oblasti bioprocesingu. Tento stolní bioreaktor nastavuje nové standardy v oblasti mí- chání, řízení teploty, automatizace, bezpečnosti a ergonomického designu. Spojuje funkce bio- reaktoru, fermentoru a fotobioreaktoru, což z něj činí univerzální a spolehlivé řešení pro širokou škálu aplikací, včetně buněčných kultur, fermen- tace a fototropní kultivace. Technologie HABITAT je navržena tak, aby vyhovovala vyvíjejícím se potřebám výzkumných pracovníků, podporuje re- produkovatelnou a standardizovanou kultivaci růz- ných typů buněk a nabízí výkonné a zároveň pro- storově úsporné řešení pro kontrolované studie. » www.ika.com DIGESTOŘ S TECHNOLOGIÍ PROUDĚNÍ PRO ÚSPORU ENERGIÍ Digestoř jako eso udržitelnosti: Snížení pro- vozních nákladů při dodržení bezpečnostních požadavků lze dosáhnout prostřednictvím pro- myšleného designu výrobku. S doporučeným konstantním průtokem 275 m³/h na metr šířky digestoře spotřebuje laboratorní digestoř Kötter- mann EcoPlus přibližně o 30 % méně odsáva- ného vzduchu než standardní digestoře na trhu. Tím dojde k roční úspoře provozních nákladů až 1 000 eur. Spotřeba energie se zásadně snižuje, aniž by bylo nutné instalovat regulaci odsávané- ho vzduchu. Díky tomu je tento typ digestoře ide- ální volbou pro laboratoře, které nejsou vybaveny sofistikovaným systémem regulace odsávaného vzduchu. Ústředním prvkem nízkoenergetické di- gestoře je její jedinečná technologie proudění: ta snižuje objemový průtok vzduchu ale současně splňuje všechny bezpečnostní požadavky. Stan- dardy jsou odpovídajícím způsobem vysoké: při zkoušce odolnosti, která slouží k posouzení vý- konnosti digestoří, je zkušební výbuch plynu v di- gestoři EcoPlus o 70 % nižší než mezní hodnota požadovaná pro digestoře podle BG RCI. Obr.: Laboratorní digestoř Köttermann EcoPlus.
CHECKMASTER CM-X KONTROLUJE TABLETY
V PODMÍNKÁCH KONTEJNMENTU
Nový Checkmaster CM-X od společnosti Fette Compacting , testuje tablety náhodně a za pod- mínek úrovně OEB4. Tablety jsou měřeny na hmotnost, průměr, tloušťku a pevnost/tvrdost při lámání. Zařízení tak doplňuje řadu již dostupných zařízení pro testování tablet. Díky ergonomickému rozhraní člověk-stroj (HMI) nové řady i se Checkmaster CM-X snadno ovládá a zároveň se minimalizuje riziko chyb, protože již není nutné ruční zadávání dat. „ Ovládání zařízení Checkmaster CM-X prostřednictvím HMI termi- nálu tabletovacích lisů naší nové řady i vede ke komplexní výměně dat mezi tabletovacím lisem a testerem tablet, “ vysvětluje Axel Schroeter, Se- nior Product Manager. Obr.: Checkmaster CM-X.
Na novém balicím stroji lze balit jednu, tři, pět nebo deset vialek, a to buď horizontálně, nebo vertikálně v prostoru pro kartony. Na veletrhu Achema bylo předvedeno balení pěti vialek do kartonů: Vialky se vkládají do stroje pomocí otoč- ného stolu. Současně jsou pětikusové kartony postaveny do dvou pruhů a umístěny na pře- pravní robot Transmodul, který Schubert používá. Poté se sestaví pětiotvorová přihrádka a vlepí se do kartonu. Robot pick & place odebírá vialky přijíždějící na podávacím pásu a seskupuje je ve svislé poloze na Transmodulu. Během tohoto kroku balení nedochází díky jed- notlivým sběračům robota ke kontaktu skla se sklem, takže je vše bezpečně, bez rizika rozbití, zabaleno. Robot F2 pak slouží k nakládání se- stavy 5 balení předem seskupených lahviček do kartonů. Nástroj nakloní vzpřímené lahvičky do vodorovné polohy. Nakonec jsou vialky ve dvou pruzích podávány do zásobníku, po kontrole kódů jsou vyskládány a naskládány do kartonů. Slepené kartony se poté uzavřou a umístí na vý- stupní dopravník. » www.schubert.group NOVÉ PŘÍSLUŠENSTVÍ PRO BIOREAKTOR IKA HABITAT Společnost IKA , globální výrobce laboratorního a analytického vybavení a procesních techno- logií, rozšiřuje svou nabídku příslušenství a senzo- rů pro oceňovaný výzkumný bioreaktor HABITAT. Tento bioreaktor, fermentor a fotobioreaktor, tedy 3 v 1, se nyní může pochlubit dalšími nástroji, které poskytují více možností pro současné vý- zkumné pracovníky a zlepšují pohodlí uživatelů, funkčnost a přesnost naměřených dat. Obr.: Výzkumný bioreaktor HABITAT.
Checkmaster CM-X je standardně vybaven funkcemi SmartFeed, CleanFeed a VibraFix. SmartFeed označuje nový separační systém s postupně řízeným žlabem a automatickým na- stavením sklonu. Tím je zajištěno, že do testova- cího zařízení spadne vždy pouze jedna tableta. Funkce CleanFeed výrazně snižuje prašnost tablet uvnitř zařízení Checkmaster. Stínění před podtlakem lisu na tablety během odběru vzorků a měření je automatické. VibraFix podporuje dél- kové vyrovnání zkušebních tablet jejich přesným umístěním a stabilizací v zařízení během zkoušky pevnosti v tahu/tvrdosti. Zákazníci si mohou objednat také funkci au- tomatického vyrovnání, která umožňuje, aby se zařízení samo přizpůsobilo příslušnému povrchu. Tato funkce se vyplatí zejména u nerovných po- vrchů nebo při častém přemisťování stroje. Pro tablety neobvyklého tvaru lze objednat také po- dlouhlou centrovací jednotku (OZB). K dispozici je i dokumentace IQ/OQ. » www.fette-compacting.com
NOVÝ BALICÍ ROBOT SI S VIALKAMI ROZUMÍ
Mezi nové příslušenství patří stolní držák víka, držák baňky se vzorkem, adaptér pro nastavení výšky senzoru a kondenzátor s ohebným klou- bem. Tato doplnění slibují lepší ergonomii, bez- pečnější manipulaci a přesnější umístění sen- zoru, díky čemuž se autoklávování a další pro- cesy stávají nejen pohodlnějšími, ale i efektivněj- šími.
Společnost Schubert-Pharma představila na nedávném veletrhu Achema v Německu nový stroj na balení vialek. Díky tomuto novému řešení budou moci výrobci ještě efektivněji plnit poža- davky kladené na odbavení linky.
» www.koettermann.com
7
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
PRŮMYSL 4.0/PHARMA 4.0
DIGITALIZACE V CHEMICKÉM PRŮMYSLU: KDYŽ SE MENDĚLEJEV POTKÁVÁ S TURINGEM VESELÝ J. Teva Czech Industries, s.r.o., Associate Director, Project/Program Manager, Jiri.Vesely02@tevapharm.cz
Vážení kolegové z řad chemických technologů a vývojářů, připravte se na cestu, která by mohla připomínat křížence mezi „Blade Runnerem“ a „Báječnými roky v chemii“. Digitalizace a Průmysl 4.0 vtrhly do našeho odvětví jako nečekaný katalyzátor, slibující reakci, jejíž produkty by mohly překvapit i samotného Dmitrije Mendělejeva.
Nová periodická tabulka: Od atomů k bitům Představte si, že by Mendělejev dnes sestavoval svou periodickou tabulku. Místo prvků by možná organizoval vrstvy digitální architektury našeho průmyslu. Na místě vodíku, toho nejlehčího prvku, by se bezpochyby nacházely senzory a čidla – základní stavební kameny našeho nového digitálního světa. Tyto malé, ale mocné jednotky sbírají data z našich reaktorů, destilačních kolon a chromatografů s takovou vervou, že by jim i nejaktivnější alkalické kovy mohly závidět. O patro výš, tam, kde v klasické tabulce najdeme přechodné kovy, se rozprostírá říše PLC (Programovatelných logických automatů) a DCS (Distribuovaných řídicích systémů). Tyto systémy jsou jako katalyzátory našich procesů – urychlují reakce, kontrolují teploty a tlaky, a občas nám i zachrání kůži před nečekanou exotermickou katastrofou. Ve třetí periodě by se nacházel MES (Manufacturing Execution Sys- tem), systém pro řízení výroby. Představte si ho jako jakéhosi digitálního Mendela, který pečlivě zaznamenává každý „gen“ našeho výrobního procesu, sleduje jeho vývoj a zajišťuje, že naše „chemické potomstvo„ bude mít ty nejlepší vlastnosti. ERP (Enterprise Resource Planning) systém by obsadil místo vzácných plynů – je všudypřítomný, spojuje různé části podniku a přitom se snaží být co nejméně reaktivní (ačkoli každý z nás zažil situace, kdy ERP systém explodoval jako přehřátý autokláv). A na vrcholu naší nové periodické tabulky by trůnila Business Intelli- gence (BI) – nástroje pro analýzu dat a podporu rozhodování. Tyto nástroje jsou jako Einsteinova teorie relativity našeho průmyslu– kom- plikované, občas těžko pochopitelné, ale když jim porozumíte, otevřou vám zcela nový pohled na svět (nebo alespoň na vaše výrobní procesy). Alchymie 21. století: Transmutace dat na zlato Implementace této digitální architektury není jen o instalaci nového softwaru – je to alchymie 21. století. Snažíme se přeměnit surová data na zlato v podobě efektivity, kontroly a optimalizace procesů. A věřte mi, je to někdy stejně obtížné jako hledání kamene mudrců. Zvýšení efektivity je jako nalezení dokonalého katalyzátoru – najednou všechno běží hladce, rychle a s minimem vedlejších produktů. Zlepšení kontroly nám umožňuje sledovat naše procesy s takovou přesností, že by nám i Heisenberg záviděl (a tentokrát nemyslím toho z „Breaking Bad“, i když paralely s výrobou chemikálií tu určitě jsou). Transparentnost, kterou digitalizace přináší, je jako rentgenová struk- turní analýza aplikovaná na celý podnik. Najednou vidíme do každého „atomu“ našich procesů, což může být stejně fascinující jako děsivé (zvláště když zjistíte, co se skutečně děje v reaktoru číslo 3 o půlnoci). Od alchymie k vědě: Implementace digitalizace Implementace digitalizace vyžaduje stejnou míru preciznosti a trpělivosti jako vývoj nového léku. Nejdříve musíme standardizovat naše procesy – je to jako vytvoření přesného protokolu pro syntézu. Bez tohoto kroku by naše digitální transformace mohla skončit jako nepovedený pokus o transmutaci olova ve zlato. Sběr a analýza dat je dalším klíčovým krokem. Je to jako provádění tisíců titrací najednou, jen místo byrety používáme servery a místo barevného přechodu sledujeme grafy a dashboardy. Kontextualizace těchto dat je pak jako sestavování složité organické molekuly – každý
Obr. 1: Pětiúrovňová pyramida automatizace.
atom (nebo v tomto případě datový bod) musí být na správném místě, aby výsledná struktura dávala smysl. A nezapomeňme na nejdůležitější katalyzátor této rakce – naše zaměst- nance. Školení a rozvoj digitálních dovedností je klíčové. Je to jako učit staré psy novým kouskům, jen místo aportování učíme Ph.D. chemiky, jak používat Python (a věřte mi, někdy je to stejně obtížné). Kvantový skok: Automatizace a umělá inteligence S postupující digitalizací se dostáváme do říše, která by mohla připomí- nat kvantovou chemii – je složitá, trochu záhadná, ale nesmírně mocná. Statistické modely a učící se algoritmy jsou jako pokročilé výpočetní metody kvantové chemie aplikované na celý výrobní proces. Dokážou predikovat chování našich systémů s takovou přesností, že by to přivedlo k slzám i samotného Erwina Schrödingera (a jeho kočku by to možná dokonce přivedlo zpět k životu). Koncept digitálního dvojčete je pak jako vytvoření paralelního vesmíru pro naši továrnu. Můžeme v něm experimentovat, optimalizovat a ino- vovat bez rizika, že by nám skutečný reaktor vybouchl do vzduchu. Je to jako mít k dispozici nekonečné množství laboratorních krys, jen bez etických problémů a nutnosti krmení. Závěr: Brave new world Digitalizace v chemickém průmyslu není jen módním trendem – je to nová průmyslová revoluce, která by mohla změnit naše odvětví stejně dramaticky, jako objevy kvantové mechaniky změnily naše chápání atomů a molekul. Budoucnost našeho průmyslu leží na křižovatce mezi Mendělejevem a Turingem, mezi retortami a routery. Ti, kteří dokážou úspěšně spojit hluboké chemické znalosti s digitální gramotností, budou novými alchy- misty 21. století – schopnými přeměnit nejen prvky, ale celé podniky. Takže, milí kolegové, nasaďte si své ochranné brýle (a možná i 3D brýle pro virtuální realitu) a připravte se na vzrušující cestu do nového světa chemie. Možná zjistíte, že digitalizace je katalyzátor, který jste vždy hledali pro dokonalou reakci vašeho podniku. Koneckonců, jak řekl velký Arthur C. Clarke: „ Každá dostatečně pokročilá technologie je k nerozeznání od magie. “ A kdo by nechtěl být kouzelníkem v laboratoři 21. století?
8
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
PRŮMYSL 4.0/PHARMA 4.0
AI a komunikace odborných témat veřejnosti Tento článek vznikal ve dvou verzích. První byl suchý technický text s cílem popsat technologické trendy a strukturu Automation pyramid (viz ilustrace na obr. 1) a navrhoval některé úhly pohledu, které je třeba brát v úvahu při strategii digitalizace. Namluvené poznámky jsem si pěkně setřídil do myšlenkové mapy a doplnil, výsledkem byl jednoduchý strukturovaný text, který potěšil mou strukturovanou mysl, avšak pone- chal mnohé, zejména stylistické, potřeby nenaplněné. Rozhodl jsem se o demonstraci v praxi a jednoduchým promptem specifikujícím cílové publikum a požadovaný tón textu požádal o asistenci GenAI Claude 3,5 – Sonet. Výsledkem se právě pročítáte. Je dobré si uvědomit, že přes omezení vyplývající ze znalostí života reálné firmy a implementačního projektu v oblasti digitalizace, tyto nástroje mohou být velice nápo-
mocné při komunikaci s některou specifickou cílovou skupinou, ať je to management, odborní pracovníci, nebo operátoři ve výrobě, protože celá digitalizace stojí a padá s lidmi, kteří chápou nejen přínosy, ale i smysl a základní fungování nástrojů, jež jim předkládáme, a v tomto hraje komunikace naprosto klíčovou roli. Berme tento příspěvek jako úvod do problematiky. V dalších vydáních časopisu CHEMAGAZÍN se podívám na klíčové aspekty některých „use-cases“ a dál rozšířím základnu průkopníků digitalizace v tomto bohatém oboru. Literatura [1] https://medium.com/world-of-iot/92-what-is-the-five-layer-automation- -pyramid-d0ccc1b903c3.
BEZPEČNOST VE FARMACEUTICKÉM VÝZKUMU: JAK CHRÁNIT LIDI, ZVÍŘATA, ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A UDRŽET BEZPEČNOST VÝZKUMU PŘI PRÁCI S BIOLOGICKÝMI MATERIÁLY
Biologická rizika vznikají při manipulaci s biolo- gickými organismy nebo přirozeně patogenními mikroorganismy (bakteriemi, viry atd.), stejně jako při práci s geneticky modifikovanými (mik- ro)organismy, ať už patogenními, nebo ne. Tyto organismy při přímém vypuštění do odpadních vod mohou vykazovat různé stupně patogenity a virulence, což může vést od mírných zdravot- ních obtíží až k závažným, potenciálně smrtel- ným onemocněním u lidí a zvířat. Také mutace u rostlin jsou možným rizikem. Zatímco gene- tické modifikace představují významný příslib v oblastech jako základní výzkum a biomedicína, nesprávné použití nebo nekontrolované šíření mohou mít nezamýšlené důsledky s trvalým dopadem na životní prostředí. V této souvislosti je nezbytné řešit opatření v oblasti bezpečnosti a nakládání s odpady nejen v jednotkách BSL-3 a BSL-4, ale i v la- boratořích a výrobních procesech zahrnujících patogeny třídy 1 a 2, kde jsou regulační poža- davky méně přísné. Dekontaminace je zde stále zásadním preventivním opatřením a důležitým prvkem při zajišťování bezpečnosti výzkumu. V oblasti dekontaminace kapalných odpadů existují technologie, které podporují výzkumné a výrobní linky při bezpečném a efektivním nakládání s odpadními vodami. Například některé dekontaminační systémy jsou navrženy tak, aby pokryly potřeby menších laboratoří i velkokapacitních bioprodukčních provozů, a to s plně automatizovanými procesy zahr- nujícími tepelné zpracování odpadních vod, chlazení a úpravu pH před jejich vypouštěním. Tyto systémy mohou být doplněny neutralizač- ními jednotkami pro úpravu pH, což zajišťuje, že vypouštěná voda splňuje environmentální a regulační požadavky. Výzkum a vývoj v oblasti dekontaminace se často zaměřuje na potřeby jednotlivých zařízení, přičemž klíčovou roli hraje analýza
Obr.: Instalovaná průtoková dekontaminační jednotka Actini ULTIMATE 1000.
Společnost Actini je předním výrobcem za- řízení pro dekontaminaci kapalných odpadů, s technologiemi navrženými pro široké spek- trum výzkumných a výrobních potřeb. Jejich systémy umožňují bezpečné zpracování od- padních vod, ať už se jedná o menší laboratoře nebo velkokapacitní výrobní linky. Pro zajištění, že instalace zařízení Actini přesně zapadne do požadavků konkrétního procesu a splní všechny nároky na dekontaminaci, spolupracuje Actini se společností UNIPRO-ALPHA, která posky- tuje projektovou dokumentaci, validaci, servis a instalaci. www.unipro-alpha.com
specifických provozních podmínek, bezpeč- nostních požadavků a ekonomických faktorů. V posledních letech se s rostoucím důrazem na udržitelnost ve výrobě stávají energetická spotřeba a minimalizace ekologické stopy zásadními tématy. V systémech tepelné de- kontaminace se hledají způsoby, jak integrovat obnovitelné zdroje energie a zlepšit energe- tickou účinnost prostřednictvím pokročilých technologií rekuperace tepla. Taková opatření umožňují nejen minimalizaci uhlíkové stopy, ale i optimalizaci provozních výkonů, což přispívá k dlouhodobé udržitelnosti zařízení a zároveň snižuje energetické nároky.
9
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
PRŮMYSL 4.0/PHARMA 4.0
PŘÍKLAD REALIZACE PAT TECHNOLOGIE V TEVA CZECH INDUSTRIES HOLAS T. Teva Czech Industries s.r.o., chemická divize TAPI, Opava - Komárov, Tomas.Holas@tevapharm.cz
Process Analytical Technology (PAT) se v posledních letech stal nepostradatelným nástrojem v chemickém a farmaceutickém průmyslu. Tyto pokročilé analytické metody umožňují průběžné monitorování a kontrolu výrobních procesů v reálném čase, což vede k výraznému zlepšení kvality a efektivity produkce. Tento článek se zaměřuje na trendy a využitelnost PAT technologie v opavském závodě společ- nosti Teva Czech Industries (TEVA), v chemické divizi TAPI, která se zaměřuje na výzkum, vývoj a výrobu aktivních farmaceutických substancí (API) pro farmaceutický průmysl. Diskutujeme také o výzvách spojených s implementací PAT v prostředí s přísnými bezpeč- nostními normami ATEX a požadavky na integritu dat.
PAT je rámec, který se používá v chemickém a farmaceutickém prů- myslu k monitorování a kontrole výrobních procesů v reálném čase. V rámci PAT se používají různé typy detektorů. Cílem PAT je zajistit kvalitu a efektivitu výroby tím, že poskytuje okamžité údaje o průběhu chemic- kých reakcí a stavu produktů. Implementace PAT technologií přináší ne- jen vyšší úroveň automatizace, ale také zajišťuje konzistentní kvalitu API. PAT a koncept Průmyslu 4.0 jsou úzce propojeny, protože oba přístupy směřují k digitalizaci a automatizaci výrobních procesů. PAT umožňuje průběžné monitorování a analýzu kritických parametrů v reálném čase, což je klíčové pro dosažení vysoké kvality a efektivity výroby. Průmysl 4.0, který zahrnuje internet věcí IIoT (Industrial Internet of Things – Průmyslový internet věcí), umělou inteligenci (AI), big data analýzu, poskytuje infrastrukturu a nástroje pro integraci těchto analytických technologií do širšího výrobního systému. Společně umožňují lepší prediktivní údržbu, optimalizaci procesů a rychlejší reakci na změny v produkci, což vede k vyšší flexibilitě a konkurenceschopnosti v che- mickém a farmaceutickém průmyslu. V opavském závodě společnosti TEVA je v chemické divizi TAPI výroba API převážně vybavena běžnými senzory pro měření teploty, tlaku, hladiny, pH a průtoku. Ačkoli je řada těchto senzorů digitální, stále se zde nachází mnoho analogových zařízení. Některé výrobní linky prošly modernizací, avšak mnoho z nich je staršího data. Moderní výrobní linky jsou vybaveny digitálními senzory, které jsou napojeny na řídicí systém umožňující sběr a řízení procesů v reálném čase. Big data analýzy a prediktivní řízení zatím v opavském závodě budujeme. Existuje řada odborných článku zabývajících se PAT problematikou. Pole záběru pro PAT může být velice široké, ale v tomto článku se zamě- říme především na trendy a využitelnost PAT technologie v opavském závodě společnosti TEVA [1]. Pokud řešíme problematiku PAT, tak ji uvažujeme v chemickém průmy- slu, který musí splňovat přísná opatření. Základní omezení pro všechny PAT detektory jsou ATEX (ATmosphères EXplosibles – prostředí v che- mické farmaceutické výrobě označuje oblasti, kde hrozí riziko výbuchu v důsledku přítomnosti hořlavých látek, jako jsou plyny, prachy, nebo páry rozpouštědel, které při smíchání se vzduchem mohou vytvořit výbušnou atmosféru). Dalším předpokladem je splnění požadavků data integrity (informační bezpečnost, tzn. že hodnoty nemohou být upravovány). Ve výrobních halách opavského závodu TEVA je Zóna 2, skupina výbušnosti IIB, teplotní třída T4. Pro splnění požadavků, které vyžaduje tato zóna, se musí instalovat detektory vyhovující této specifikaci ane- bo používat NE-ATEX zařízení do ATEX prostředí v ochranné skříni s tzv. inertizací. Vzhledem k tomu, že ATEX zařízení nejsou pro všechny PAT aplikace vždy dostupné, případně jsou velmi drahé, využíváme často náhradní technické řešení, které zajistí bezpečný provoz. Existuje varianta inertizace zařízení/detektoru uvnitř skříně přetlakem dusíku anebo kontinuální průtok dusíku. Ve společnosti TEVA vyrábíme pro tyto účely přístrojovou skříň z hliníkových profilů, jejichž stěny jsou vyplněné bezpečnostním sklem, zadní stěna je z plechu, ve kterém jsou ATEX kombinované průchodky pro připojení různých technologií.
Přední stěna je osazena prosklenými dveřmi a opatřena bezpečnostním trojhranným zámkem tak, aby byl zamezen neoprávněný vstup dovnitř. Přístrojová skříň je vybavená Pepperl Fuchs inetrizační jednotkou pro kontinuální průtok dusíku s přetlakem vůči atmosférickému tlaku (Bebco EPS 5500 Series Type Z; pepperl-fuchs.com), která může být připojena na přívod dusíku nebo vzduchu. Program řízení inertizace je nastaven na několikaminutový proplach dusíkem s trvalým přetlakem a teprve poté dojde k připojení elektrické energie do přístrojové skříně externím spína- čem v rozvaděči elektrické energie mimo zónu bez nebezpečí výbuchu. Přístrojová skříň je na vodivých kolečkách s připojením na centrální zemnící bod. S takovýmto zařízením lze poté pracovat v ATEX zóně. Většinou cena ATEX zařízení primárně určených do prostředí ATEX je cca 10x vyšší než NE-ATEX zařízení. Tato koncepce ochranných skříní je strategicky výhodnější pro realizaci nových technologií. Zrychluje a zlevňuje proces realizace a zavádění nových projektů ve výrobě. Pro použití nekomerčního, námi vyvinutého elektrického i neelektric- kého zařízení do výrobních prostor je potřeba vystavit dokument Prohlášení o shodě (CE, Declaration of Conformity), který obsahuje Protokol o revizi elektrického zařízení (provádí revizní technik) a seznam použitých ATEX norem a předpisů, které produkt splňuje. Za předpokladu, že všechny komponenty, které jsou v kontaktu s výbušnou atmosférou (rozvaděč, průchodky, kabely, zobrazovač, spínače, ventily apod.) splňují již ATEX normy při nákupu, tak v Prohlášení o shodě je nutné je specifikovat. Pokud se použijí komponenty bez ATEX certifikátu (v našem případě hliníkové profily boxu), je nezbytné zařízení jako celek nechat posoudit například pro použití v prostředí ATEX u certifikované organizace, např. VVUÚ Ostrava-Radvanice. Při pořizování detektoru pro PAT je vždy vhodné koupit detektor s displejem. Cena je sice o něco vyšší, ale následný komfort při užívání se výrazně zvýší. Je třeba si uvědomit, že i ten nejmenší detektor obsahuje uvnitř mikrokontroler s programem, který zpracovává signál ze senzoru a vykonává jednoduché úkoly, popřípadě komunikuje s okolím pomocí průmyslových datových sběrnic. U složitějších přístrojů se do detektorů instalují průmyslové počítače. V porovnání s kancelářským PC je více odolný, spolehlivý, výkonný a modulární tak, aby zvládl vykonávat složitější úkoly. Průmyslový PC obsahuje operační systém Windows 10 IoT, Linux nebo jiné operační systémy. A zde často narážíme na problém, že Windows 10 IoT a ostatní operační systémy musí splňovat vnitropodnikové standardy bezpečnosti a kvality a implementace do výroby se výrazně zpomaluje. Dalším omezením pro vývoj a zavádění PAT detektorů je chybějící nebo nedostatečný systém řízení kvality malých vývojářských a realizačních firem, se kterými spolupracujeme. Většinou se jedná o menší společ- nosti, start-upového charakteru, které nabízejí vysokou míru inovace. Na druhé straně nejsou auditovatelné a nemají zavedený systém řízení kvality (např. ISO) a tudíž jejich sebelepší, na míru vyráběné a levnější produkty (například náš vyvinutý LED UV detektor) je velice složité implementovat do farmaceutické výroby. Podle mezinárodního standardu ISA-95 pro automatizaci se signál většinou předává dál z detektoru do PLC (Programmable Logic Con- troller). PLC je jednoduchý průmyslový počítač, který je navržen pro
10
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIII (2023)
Page 1 Page 2 Page 3 Page 4 Page 5 Page 6 Page 7 Page 8 Page 9 Page 10 Page 11 Page 12 Page 13 Page 14 Page 15 Page 16 Page 17 Page 18 Page 19 Page 20 Page 21 Page 22 Page 23 Page 24 Page 25 Page 26 Page 27 Page 28 Page 29 Page 30 Page 31 Page 32 Page 33 Page 34 Page 35 Page 36 Page 37 Page 38 Page 39 Page 40 Page 41 Page 42 Page 43 Page 44 Page 45 Page 46 Page 47 Page 48 Page 49 Page 50 Page 51 Page 52 Page 53 Page 54 Page 55 Page 56 Page 57 Page 58 Page 59 Page 60Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online