smartFormulation- Entwicklung eines automatisierten, funktionsintegrativen Systems zur Herstellung und Qualitätsbewertung von ineinander unlöslichen Mischverbindungen in Pharma-, Biotechnologie und Kosmetik, sowie der Bestimmung und Aufzeichnung prozessre

Obwohl die Digitalisierung von Prozessen und deren maschinengestützte Bearbeitung immer mehr an Bedeutung gewinnen, besonders im Hinblick auf Durchsatzerhöhung, Mitarbeiterentlastung, sowie einer verbesserten Interpretierbarkeit von Ergebnissen durch eine lückenlose Dokumentation von Prozessschritten und -parametern, ist eine Vielzahl von experimentell-analytischen Entwicklungsprozessen nach wie vor maßgeblich von manuell durchgeführten- und dokumentierten Tätigkeiten geprägt. Eine solche Situation ist in analytischen Laboren zur Entwicklung neuartiger Emulsions-Formulierungen vorzufinden. Insbesondere bei der Herstellung von Mischverbindungen im pharmazeutischen Bereich ist die exakte Konzentration von pharmakologisch wirksamen Substanzen im Endprodukt von entscheidender Bedeutung. Trotzdem werden im Herstellungsprozess nach wie vor verschiedene Bedingungen, wie etwa der nicht vollständige Übertrag der Stoffmengen bei der Überführung der Substanzen in neue Gefäße, in keiner Weise berücksichtigt. Dies führt notwendigerweise zu Ungenauigkeiten in der Rezeptur der Formulierung bezüglich des entstehenden Endproduktes und erschweren ein Upscaling in einen industriellen Prozess erheblich.

Das Ziel des Projektes besteht in der Entwicklung und Aufbau einer neuartigen, teilautomatisierten Prozessstrecke für den analytischen Entwicklungsprozess der Emulsionsherstellung mit anschließender Erfassung quantitativer und qualitativer Qualitätsparameter. Dazu zählen die Entwicklung einer maschinellen, assistierten Prozessstrecke zur Herstellung der eigentlichen Emulsion als Gemisch verschiedener, ineinander nicht löslicher Stoffphasen, die Analyse, digitale Erfassung und Regelung der auf den Emulgierprozess einwirkenden kritischen Parameter, deren Dokumentation in einem Prozessdokument und die Sicherung der Prozessauswertung in einer Datenbank. Das Prozessdokument enthält weiterhin die quantitative und qualitative Bewertung von Qualitätsparametern der entstandenen Emulsion, welche nach dem Herstellungsprozess maschinell ermittelt werden. Um trotz der Überführung in einen digitalisierten Prozess eine weitreichende Flexibilität und damit die Möglichkeit der Adaption und Substitution von Teilschritten im experimentellen Laborumfeld zu erhalten wird der Prozess als teilautomatisiertes, digital geführtes Assistenzsystem mit modularen Prozessstationen entwickelt.