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Enregistrement W7009175435

Developing a process analytical technology for monitoring the particle size distribution in twin screw granulation

2024· dissertation· en· W7009175435 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueMacSphere (McMaster University) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueGranular flow and fluidized beds
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMcMaster University
Mots-clésGranulationParticle-size distributionParticle sizeProcess analytical technologyMasking (illustration)Process (computing)Particle (ecology)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Twin screw wet granulation (TSG) has been studied as a continuous manufacturing alternative to batch granulation for nearly twenty years. One of the main differences between batch granulation and TSG lies in the exiting granules being presented as a bimodal particle size distribution (PSD) in the latter case. Current process analytical technologies (PAT) can monitor a monomodal distribution well but there have been no techniques disclosed in the public domain so far that can accurately monitor this unusually shaped PSD. Acoustic emissions (AE) has been identified as a PAT of interest due to its ease of use (lack of calibration), low cost, and non-invasive design relative to other PATs used for monitoring PSDs. Hence the goal of this thesis was to develop AE as a process analytical technology (PAT) capable of estimating the full distribution of produced granules by TSG in real time. The first research study of this thesis focused on the development of the new technology. The AE PAT consisted of an acoustic sensor, an impact plate, and software to convert the time-domain signal of particle collisions into a time-averaged frequency-domain spectrum to be subsequently used to estimate a weight-averaged particle size distribution. A novel and much required addition to the PAT was inclusion of a digital filter based on particle mechanics parameters to overcome auditory masking which hindered accurately converting the cumulative sounds of impact into a PSD. The PAT was tested in this study with granulated lactose monohydrate and with the new digital filter, obtaining a maximum error of 1 wt% across all particle sizes tested. In the second research study, as more formulations commonly used in the industry were tested, the filter proved unable by itself to account for the differences in impact mechanics and therefore needed to be modified to incorporate the more inelastic behaviour now being seen. Two micromechanical models were explored, and the Walton-and-Braun model was found to be the most suitable for the AE PAT – reducing its error from 8 wt% down to 2.75 wt% across four formulations producing coefficients of restitution from 0.79 to 0.24. In the last research study in this thesis, the now-functional inline PAT was used to reveal mechanistic details related to the transition state in granulation as a TSG starts up, to improve the field’s understanding of the granulation mechanism. The technique was able to estimate the PSD over much shorter periods of material collection compared to sieving, allowing the evolution of the PSD as a function of time to be examined for varying degrees of fill (DF) and liquid-to-solids ratios. It was determined that the time to steady state, at both DF tested, occurred at approximately 5 times the mean residence time of the process by both PAT and sieving analyses. Particle sizes between 102-2230 μm were then tracked as a function of time below 120 s and variations of granule growth were seen for each degree of fill which added to the understanding of the granulation mechanism. This PAT shows great promise as a monitoring tool to implement quality by design principles for TSG in pharmaceutical manufacturing.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,235
Écart entre enseignants0,222 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
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