Introducción
La velocidad con la que se alcanza la homogeneidad dentro de las soluciones es un atributo de rendimiento crítico de los sistemas de mezcla de un solo uso. Estos sistemas se utilizan habitualmente en los medios biofarmacéuticos y farmacéuticos y en los procesos de preparación de amortiguadores, que a menudo implican la hidratación de un polvo. La mezcla de recirculación realizada mediante una bomba peristáltica puede proporcionar una alternativa sencilla y rentable a los sistemas de mezcla más elaborados, como los que incorporan un impulsor accionado magnéticamente.
Este boletín técnico destaca los resultados de las pruebas de conductividad para caracterizar el rendimiento de la mezcla de recirculación de los sistemas de un solo uso desplegados en los contenedores exteriores rígidos (ROC) QuaDrum® de Meissner. Los tres ROC estándar QuaDrum®, con volúmenes nominales de 50 l, 100 l y 200 l, fueron evaluados con los correspondientes sistemas de un solo uso. El alcance de esta prueba incluía variar los caudales y las direcciones de mezcla mientras se utilizaba NaCl como soluto de la mezcla.
Material y métodos
Los medidores de conductividad electrónicos (Mettler Toledo InPro 7108-TC-VP e InPro 7100) se montaron y sellaron en lugares que permitieron la captura de datos en la parte superior, media e inferior de los biocontenedores de 50 l, 100 l y 200 l desplegados en los ROC QuaDrum® (como
se muestra en el dibujo de la Figura 1). Los ROC QuaDrum® utilizados para esta prueba incluían la versión opcional de drenaje de fondo (números de pieza FASD-050B, FASD-100B y FASD-200B), que se instaló en sus correspondientes carritos accesorios para facilitar el uso de una vía de fluidos montada en el fondo. Se añadió a cada conjunto un volumen de agua equivalente a la capacidad nominal de cada uno (es decir, 50 l, 100 l o 200 l). El flujo de recirculación se estableció utilizando una bomba peristáltica Masterflex® I/P ajustada a la tasa deseada que se verificó mediante una medición fuera de línea. La dirección de la mezcla se controlaba en función de la dirección del flujo de recirculación a través del conjunto y era o bien de arriba a abajo (es decir, el fluido era evacuado de la parte superior del sistema cerrado y devuelto a través del puerto inferior) o bien de abajo a arriba (es decir, el fluido era evacuado de la parte inferior del sistema cerrado y devuelto a través del puerto superior). Se introdujo NaCl (cloruro de sodio VWR GR ACS) en el sistema a través de un puerto superior de gran calibre 3″ TC en la cantidad necesaria para lograr una concentración de 15 g/l para el volumen de fluido dado. Se permitió que el sistema se mezclara hasta que las tres lecturas de conductividad fueran estables. Se realizaron cinco pruebas, que abarcaron el análisis de los tres volúmenes de fluido con diferentes caudales y direcciones de mezcla. Las condiciones específicas del ensayo se presentan en la tabla 1.
Resultados y discusión
Los resultados de las pruebas de conductividad se presentan en la Tabla 1 y la Figura 2. La respuesta del sensor inferior mostró un sobreimpulso característico antes de establecerse el equilibrio para cada una de las condiciones de la prueba. Esto se puede explicar por la acumulación inicial de NaCl cerca del fondo del biocontenedor inmediatamente después de la adición de solutos. El sensor del nivel medio también siguió una respuesta similar a la del sensor de la parte inferior, pero con un sobreimpulso más pequeño. El sensor superior mostró una respuesta variada dependiendo de la prueba específica que se estaba realizando. Durante las pruebas 1 y 4 el sensor superior se aproximó gradualmente al valor de conductividad de equilibrio mientras que durante las pruebas 2 y 5 mostró una respuesta retardada con algunos picos de conductividad. En la Prueba 1 (Figura 2A), los tres sensores alcanzaron la conductividad de equilibrio a los 75 segundos aproximadamente y siguieron los patrones generales descritos anteriormente. La Prueba 2 (Figura 2B), mostró una respuesta inusual del sensor superior, que generó picos alrededor de los 35, 47 y 63 segundos.
Esto se debe probablemente a un caudal relativamente bajo para el volumen de líquido mayor, con un tiempo de equilibrio de 105 segundos. Las pruebas 3 y 4 (Figuras 2C y 2D) examinan el efecto de la dirección del flujo de recirculación en un conjunto de ensamblaje de 100 litros de un solo uso desplegado en un ROC QuaDrum®. Estas pruebas se realizaron utilizando un elemento de bomba en Y, en lugar de un segmento de tubo de bomba de una sola luz, para lograr un aumento del caudal de 17 lpm. La diferencia de rendimiento es significativa, ya que se necesitaron 45 segundos para alcanzar el equilibrio en el caso de la recirculación de arriba a abajo, mientras que la recirculación de abajo a arriba necesitó 85 segundos. En la Prueba 5 (Figura 2E), los tres sensores alcanzaron el equilibrio a los 105 segundos aproximadamente. La respuesta de la Prueba 5 es similar a la de la Prueba 2, con un sobreimpulso en la parte inferior y del nivel medio, y con una respuesta retardada en el sensor superior. Esto se explica porque la parte inferior se concentró mucho mientras que la superior experimentó niveles de concentración mixtos. A un caudal de 17 lpm, el conjunto de mezcla de 200 litros requiere unos pocos minutos de mezcla para alcanzar un nivel de concentración uniforme.
Conclusión
Los resultados de las pruebas de conductividad utilizando conjuntos de mezcla de un solo uso basados en ROC QuaDrum® indican que es posible lograr una solución mezclada uniformemente en un periodo de tiempo relativamente rápido mediante esta técnica. Las pruebas muestran la importancia de utilizar un caudal adecuado basado en el volumen total del sistema. Se demuestra además que para los solutos en polvo con una gravedad específica superior a uno, es preferible emplear una dirección de mezcla que haga circular el fluido desde la parte superior del sistema y lo devuelva a la base. Por lo tanto, en las condiciones de funcionamiento apropiadas, una mezcla de recirculación utilizando los ROC QuaDrum® con los conjuntos de biocontenedores de un solo uso instalados puede proporcionar un medio eficaz para lograr y mantener soluciones homogéneas.
Para más información o datos de pruebas, contacte con Meissner Filtration Products.
