Evaluating drying kinetics during humidified drying of an active pharmaceutical ingredient using in-line Near Infrared Spectroscopy

Abstract

Janssen Pharmaceutica ontwikkelt en produceert actieve farmaceutische ingrediënten (API). Tijdens de productie is het droogproces volgend op kristallisatie en isolatie van groot belang. In deze studie zijn de onderzochte API's hydraten en solvaten, waarbij het solvent gebonden is in de kristalstructuur. Voor deze verbindingen wordt bevochtigd drogen toegepast, omdat een specifiek watergehalte gewenst is. Het doel is inzicht te krijgen in het drooggedrag van een dergelijke API’s, meer bepaald de verwijdering van residueel solvent en de opname van water in de kristallen tot op gewenste gehalte. Daarnaast is de invloed van de omgevingslucht op een staal van belang, aangezien dit het watergehalte kan beïnvloeden. Voor het droogproces werden zowel statische als dynamische droging onder invloed van een bevochtigde stikstofstroom gebruikt. Monitoring werd uitgevoerd met behulp van in-line near-infrared spectroscopie (NIR). Aanvullend werd gebruik gemaakt van andere off-line analysemethoden zoals Karl Fisher titratie (KF), gaschromatografie (GC) en dynamic vapour sorption (DVS). Met behulp van verschillende droogexperimenten werd inzicht verkregen in het drooggedrag. Een hogere relatieve vochtigheid resulteerde in een snellere wateropname en een verbeterde verwijdering van ongewenste solventen, als gevolg van de verdrijving van de solventmoleculen uit de kristalstructuur. Bovendien bewees de blootstelling met de omgevingslucht, direct en in de headspace van een staal, een probleem te zijn voor de analyse van het watergehalte.