Propostas de melhoria

Apresentam-se propostas de melhoria para cada um dos processos, com vista a melhorar o OEE dos equipamentos e consequentemente a produtividade do processo.

3.5.1. Processo do produto A

No processo do produto A analisou-se apenas o secador de leito fluidizado DLF103 e o fator no qual se identificou a necessidade de melhorias foi a disponibilidade. Como tal, apresentam-se de seguida propostas de melhoria para este fator.

Tecnologia PAT e Plano de Produção

Um dos fatores que mais afeta a disponibilidade no DLF103 é a paragem para retirar amostra e espera pelo resultado do NIR. Para eliminar esta paragem pode ser implementada a tecnologia PAT. A tecnologia PAT é definida pela FDA como um sistema para projetar, analisar e controlar a produção através de medições, durante o processamento, de parâmetros críticos de performance e qualidade, com o objetivo de assegurar a qualidade do produto final. Essas medições em tempo real são conseguidas colocando os equipamentos de análise nos equipamentos onde ocorrem as operações e fazendo as análises ao longo de todo a operação, ao invés de serem retiradas amostras que são analisadas posteriormente [21].

Esta tecnologia tem vindo a ser implementada mundialmente na produção de API’s, devido às suas vantagens [22]:

• Melhor conhecimento dos mecanismos químicos e físicos e consequente melhoria do processo e da sua segurança

• Melhoria da robustez do processo e da qualidade do produto • Prevenção da rejeição de lotes

• Redução dos tempos de ciclo de produção • Redução de amostragens e analises laboratoriais • Melhoria das condições de higiene

No entanto, existem algumas barreiras à introdução desta tecnologia, entre elas, a regulação existente na indústria farmacêutica, que segue os cGMP (current Good Manufacturing Pratics), e é bastante restrita. Uma vez aprovado o processo, são necessárias novas aprovações para qualquer alteração, tal como a introdução da tecnologia PAT. Além disso, em empresas de reduzida dimensão, os recursos financeiros são muitas vezes alocados nas primeiras fases de desenvolvimento e projeto e a tecnologia PAT acaba por ser preterida [23].

No caso da secagem de API’s, é necessário um controlo da mesma para determinar se já foi removido o solvente até ao valor de humidade requerido. Em vez de ser parado o secador para retirar amostras e esperar pelo resultado, com a utilização da tecnologia PAT, a análise pode ser feita ao

longo da secagem, o que evita as paragens e a secagem excessiva do produto, que pode afetar a qualidade do mesmo [24].

Na operação de secagem, os tipos de tecnologia PAT mais apropriados e utilizados são a espetroscopia de massa (MS) e o NIR [22].

A espetroscopia de massa, normalmente associada a cromatografia gasosa, trata-se de um método não evasivo e não destrutivo que analisa os gases de exaustão do secador. A quantidade de solvente que está a ser transportada pelos gases é determinada a cada momento, sendo que este valor está correlacionado com a quantidade presente no sólido. As suas vantagens são não contactar diretamente com o API, permitir a análise simultânea de vários solventes e determinar as quantidades de cada. Além disso, pelo facto de analisar os gases e não o sólido, a amostra é representativa de todo o produto e não apenas local. Tem como desvantagens não poder ser utilizado quando o solvente é água e a possibilidade de existência de problemas sob grandes variações de pressão [24] [22].

Quanto ao método do NIR, é também um método não evasivo e não destrutivo. No entanto, a amostragem é feita diretamente no sólido, através de uma sonda colocada no interior do secador e que possui uma “colher” para recolha automática das amostras. Trata-se de um dos métodos mais utilizados em processos de secagem devido á boa corelação que tem com o LOD (loss on drying) e tem como vantagem poder ser aplicado a todos os solventes. As desvantagens são a amostragem ser local e não representativa de todo o produto e as sondas ficarem cobertas de produto o que pode afetar os resultados. Na Figura 3.30 está esquematizada a implementação de uma sonda de NIR num secador de leito fluidizado [22] [25].

Figura 3.30 - Esquema de implementação de NIR num secador de leito fluidizado

A implementação desta tecnologia reduzirá o tempo de ocupação do secador, com a eliminação da paragem para recolha de amostra e obtenção de resultado, o que corresponde a 1,25h por componente.

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onde se encontra o aparelho que serve todos os setores da empresa. Assim, seria possível reduzir a paragem do secador em cada carga de 15 para 5 minutos. Esta opção tem a vantagem de não necessitar de aprovações de alteração ao método de análise no processo.

Implementando qualquer uma destas alterações, é possível antecipar a produção dos componentes, iniciando cada um 14h apos o início do anterior, em vez das atuais 16h. Os diagramas de Gantt do plano de produção resultante destas alterações encontram-se na Figura A.3.1 e na A.3.2 do anexo A.3.

Com esta alteração, além de se eliminar a paragem da amostragem, também se reduz a espera entre e componentes, o que permite a produção de 7 componentes por semana, em vez dos 6 atuais. Na Figura 3.31 apresenta-se o diagrama de Gantt do processo, com a produção de 7 componentes por semana. Os tempos de ocupação do secador são os médios do ano de 2019, retirando o tempo de amostragem, ou seja, considerando a introdução da tecnologia PAT.

Figura 3.31 - Proposta de Plano de produção semanal do produto A

Caso seja implementada a tecnologia PAT, eliminando o tempo de amostragem, com o novo plano de produção ficariam em média 4h disponíveis entre cada componente, e no mínimo 3,2h. Este tempo permite que seja efetuada a secagem de uma 6ª carga, caso necessário. Para a realização da limpeza e montagem, ficam disponíveis 14h no início da semana e 11,8h no final.

Com a aquisição do aparelho de bancada para o setor, o tempo entre lotes seria em média de 3,6h e no mínimo 2,8h, permitindo também a secagem da 6ª carga. Para a realização da limpeza e montagem, ficam disponíveis 14h no início da semana e 11,4h no final.

O retorno do investimento seria um aumento da capacidade de produção em 13,0±0,1ton/ano do produto A ou a libertação do setor para a produção de outros produtos durante 32 dias/ano. Em termos de melhoria do OEE, estima-se que este aumentasse para cerca de 43,4%.

Alteração Misturas

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120

A realização de misturas de componentes para originar lotes finais é outro dos fatores que afeta a disponibilidade do secador. Esta paragem do secador pode ser completamente eliminada se a produção não for interrompida para a realização das misturas.

Para que tal aconteça, é necessário que a sala de misturas seja modificada, visto que atualmente os dois misturadores se encontram na mesma sala o que impossibilita a realização de misturas de componente e de lote em simultâneo. A sala teria que ser alterada, sendo um dos misturadores deslocado para uma nova sala. Esta sala teria que ser preparada com a classe adequada para a preparação de produto final (Classe ISO8).

A classe ISO8 é o segundo nível de salas limpas, numa escala de 9 a 1, em que 1 é a classe mais “limpa”. As salas desta classe têm 15 a 25 mudanças de ar por hora, sendo que o fluxo de ar não é unidirecional [26].

Além disso, será necessário contratar mais operadores, dado que os existentes estariam dedicados exclusivamente à produção de componentes.

Esta alteração leva a que se produzam, em média mais 6 componentes por mês, o que corresponde a 1772±17kg/mês de produto A. Isto porque numa semana em que não ocorrem misturas, são produzidos 6 componentes e nas semanas em que ocorrem, são produzidos apenas 4 componentes e a realização de misturas ocorre cerca de 3 vezes por mês.

A implementação desta melhoria terá um custo de 200 a 300 mil euros, para a preparação da sala com classe ISO8 e deslocação do equipamento.

O retorno do investimento seria um aumento de capacidade de produção de 19,5±0,2ton/ano de produto A ou a libertação do setor para a produção de outros produtos durante 44 dias/ano. Com esta alteração o valor do OEE do equipamento iria aumentar, podendo atingir valores aproximados de 47,4%, devido ao aumento da disponibilidade.

Implementando simultaneamente esta alteração e a alteração anterior, em que se produzem 7 componentes por semana, o aumento de capacidade é de 32,5ton/ano de produto A ou a libertação do setor para produção de outros produtos durante 63,1 dias e, ainda, um aumento de disponibilidade traduzido num valor de OEE de 55,3%.

Produção em continuo (7 dias/semana)

O facto de o setor onde é produzido o produto B operar apenas de segunda a sexta, afeta principalmente o TEEP, dado que o fim de semana representa tempo não planeado de produção, mas também o planeamento da produção, devido à interrupção existente todas as sextas-feiras.

Passando a ter produção 7 dias por semana, que seria possível contratando operadores para a formação de mais um turno, o TEEP tomaria um valor igual ao OEE e a disponibilidade também poderia ser melhorada, alterando o plano de produção.

Assim, seriam produzidos componentes de produto A a cada 14 horas, o ciclo ideal obtido anteriormente. No entanto, é necessário interromper a produção para realizar a limpeza dos

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ser realizada, no mínimo, a cada 12 dias [27]. Tendo em conta o ciclo de 14 horas, é possível produzir 17 componentes entre cada limpeza e disponibilizando 32 horas para a limpeza e secagem do equipamento e, ainda, 14 horas para a preparação e montagem (corresponde ao tempo entre o início da secagem da primeira carga e o início de preparação do componente).

Com a implementação desta alteração, a capacidade de produção anual será de 116 ton/ano, que representa um aumento de 57 ton/ano, em relação às atuais 58,5 ton/ano. Tendo em conta que por ano são produzidas em média 47 ton de produto A, com esta alteração é possível libertar o setor para produção de outros produtos durante 123 dias. O OEE estimado para a produção nos 7 dias da semana é de 44,9%.

Admitindo que as misturas de lote final são feitas em simultâneo com a produção de componentes, como proposto anteriormente, obtêm-se aproximadamente 442 componentes por ano, o que corresponde a uma capacidade de produção de 131 ton/ano. Este cenário representa um aumento de 72 ton/ano, em relação à capacidade de produção atual, libertação do setor para produção de outros produtos de 137 dias e aumento potencial do OEE para 56,7%.

Caso se mantenha o ciclo de 16 horas para o plano de produção e as paragens para misturas, a capacidade de produção aumenta em 43 ton/ano, e ficam 105 dias disponíveis para produção de outros produtos. Mantendo apenas o ciclo de 16 horas, mas fazendo misturas de lote final em simultâneo, o ganho de produção é de 56 ton/ano ou 121 dias para produção de outros produtos. Os valores de OEE que se atingiriam são 44,9% e 51,1%, respetivamente.

Na Figura 3.32 esquematiza-se os aumentos de capacidade de produção de produto A ou libertação do setor para produção de outros produtos, para cada uma das três melhorias propostas, e conjugações entre si, assim como o valor de OEE que pode ser atingido com essas melhorias.

Secador de Leito Fluidizado Continuo

Outra forma de aumentar a disponibilidade do secador seria a substituição do equipamento por um secador de leito fluidizado continuo.

Ao utilizar um secador continuo, o processo torna-se completamente automático, reprodutível a qualquer momento, assegura-se alta qualidade do produto e a capacidade de secagem é elevada. Estes secadores possuem várias zonas no seu interior, onde podem ocorrer simultaneamente vários processos como a aglomeração, secagem e granulação.

Como tal, apresenta várias vantagens em relação ao secador descontinuo, utilizado atualmente, reduzindo a mão-de-obra utilizada por quantidade de produto obtido, sendo automático, para além de aumentar a capacidade de produção e realizar não só a secagem como também a granulação do produto, atualmente realizada num peneiro.

Além disso, ao ser adotado um processo em continuo, eliminam-se as movimentações manuais do produto entre os vários equipamentos, assim como o embalamento que permite esse transporte. Tal é possível porque os secadores contínuos descarregam continuamente o produto para a etapa seguinte do processo.

Os secadores de leito fluidizado contínuos asseguram uma temperatura uniforme durante a secagem, através de uma eficiente transferência de calor e de massa. São por isso apropriados para secagem de produtos termicamente sensíveis, como é o caso da produto A [28] [29].

Na Figura 3.33 apresenta-se o esquema de um secador de leito fluidizado continuo seccionado. Observa-se a entrada e saída de produto em continuo, a entrada do gás de secagem pela parte inferior e a saída pelo topo, assim como as chicanas internas que evitam que o solido recue dentro do secador, garantindo consistência na secagem do produto à saída [30].

Figura 3.33 - Esquema de um secador de leito fluidizado horizontal

Ao utilizar um secador continuo, a operação de filtração também teria que ser alterada, por exemplo, com a utilização de filtros centrífugos, que alimentem de forma automática o secador. Quanto à operação de reação, continuará a ser realizada em lotes, sendo que existem vários reatores

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filtros centrífugos e consequentemente do secador. Sendo assim, a capacidade de produção seria definida pela capacidade dos filtros centrífugos e do secador selecionados.

3.5.2. Processo do produto B

No processo do produto B, foram analisados dois equipamentos, no entanto, alguns dos fatores que afetam a disponibilidade dos mesmos são comuns. A disponibilidade do RAP3396 está dependente da disponibilidade do FCE3317, uma vez que este é o bottleneck do passo e o plano de produção esta dependente do mesmo. Nestes equipamentos também se identificaram problemas de

performance, neste caso distintos entre os dois.

Plano de Produção

Verificou-se que o tempo de paragem do filtro de cesto se deve maioritariamente a espera entre lotes. Esta paragem pode ser diminuída através de alterações nos planos de produção, antecipando o início dos lotes seguintes. Estas alterações também terão impacto positivo na disponibilidade do RAP3396.

Na produção de lotes do intermediário B.1, atualmente o tempo entre o início de cada lote é de aproximadamente 72h. Se este tempo for reduzido para 70h, é possível reduzir a espera entre os lotes, aumentando a disponibilidade do FCE3317.

Figura 3.34 - Proposta de plano de produção de intermediário B.1

Confirma-se pela Figura 3.34 que um tempo de 70h permite a realização das operações no filtro de cesto e da respetiva limpeza, sem existir sobreposição de lotes no mesmo. O tempo entre lotes

25,4 10,5 11,7 15,0 18,7 41,0 42,0 21,4 2,2 25,4 10,5 11,7 15,0 18,7 41,0 42,0 21,4 2,2 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 Tempo (h)

disponível para a realização da limpeza do filtro será em média de 8,4 horas, e no mínimo 0,9 horas, tendo em conta o desvio padrão.

No entanto, é necessário averiguar se a alteração do plano de produção entra em conflito com o horário de funcionamento do departamento de Controlo de Qualidade. Este departamento encontra- se em funcionamento das 7h às 1h, todos os dias da semana.

Como se verifica pela Figura A.4.1 do anexo A.4, iniciando o 1º lote às 8h, em 5 lotes de B.1 produzidos não existe conflito com o horário do departamento de controlo.

A implementação desta alteração permite uma redução do tempo de espera entre lotes de B.1, em média de 2 horas, o que levará a uma subida de 2% no valor da disponibilidade de cada lote.

Relativamente ao intermediário B.2, atualmente o tempo entre inicio de lotes é de aproximadamente 48h. Verifica-se pela Figura 3.35 que este valor pode ser reduzido para 40h, sem que haja sobreposição de lotes e permitindo a realização da limpeza do filtro, dado que o tempo disponível para a mesma seria, em média, de 12,8h e no mínimo 3,0h.

Figura 3.35 - Proposta de plano de produção de intermediário B.2

No caso do intermediário B.2, o conflito com o horário de funcionamento do departamento de controlo ocorre no 3º lote a ser produzido, voltando a não entrar em conflito nos 4º e 5º lote. Sendo assim, para que esta alteração possa ser implementada terá que existir uma alteração no horário de

9,6 27,2 9,2 27,8 2,7 2,6 2,1 26,9 16,3 9,6 27,2 9,2 27,8 2,7 2,6 2,1 26,9 16,3 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 Tempo (h)

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Neste cenário o 1º lote de B.2 seria iniciado às 13h, encontrando-se o planeamento na Figura A.4.2, do anexo A.4. Neste passo, a amostragem e análise ocorre na reação do RAP3377, mais concretamente entre a 8ª e 12ª hora de utilização do mesmo, uma vez que as amostras são retiradas entre as 4 e 6 horas de reação.

A implementação desta alteração permite uma redução do tempo de espera entre lotes de B.2, em média de 8 horas, o que levará a uma subida de 11% no valor da disponibilidade de cada lote.

Para o passo de produção do produto B, o tempo entre inicio de lotes é atualmente de aproximadamente 72 horas, podendo ser reduzido para 67 horas, sem que haja sobreposição de lotes e sendo possível a limpeza dos equipamentos, como se verifica pela Figura 3.36. O tempo disponível para limpeza do FCE3317 seria em média 10,4 horas e no mínimo 1,3 horas.

Figura 3.36 - Proposta de plano de produção do produto B

Neste caso, o período de amostragem, ou seja, em que é necessário o apoio do controlo, decorre aproximadamente durante todo o tempo de utilização do H3391. O conflito com o horário do departamento ocorre nos 3º e 4º lotes, iniciando o 1º lote às 14h. O planeamento dos lotes encontra- se na Figura A.4.3 do anexo A.4.

23,3 55,8 56,6 43,9 27,5 30,1 9,1 46,7 51,2 2,8 7,6 2,8 2,1 6,4 17,92 23,3 55,8 56,6 43,9 27,5 30,1 9,1 46,7 51,2 2,8 7,6 2,8 2,1 6,4 17,92 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 Tempo (h)

A implementação desta alteração permite uma redução do tempo de espera entre lotes de produto B, em média de 5 horas, o que levará a uma subida de 6% no valor da disponibilidade de cada lote.

Além das esperas entre lotes do mesmo produto, as esperas entre diferentes produtos também afetam a disponibilidade do filtro de cesto.

Na transição entre o intermediário B.1 e B.2, o início do primeiro lote de B.2 ocorre em média 90 horas após o início do último de B.1, sendo que varia entre 75 e 117 horas. Verifica-se por analise de diagrama de Gantt da sequência dos dois intermediários, que sendo este valor de 76 horas existe ainda tempo suficiente entre as utilizações dos equipamentos para realizar as suas limpezas e preparações. Garante-se também que não há processamento simultâneo de produtos diferentes na sala onde se encontra o secador e o filtro.

Na transição entre o intermediário B.2 e o produto B, o tempo entre lotes é, em média, de 91h, variando entre 64h e 113h. Existe a possibilidade de este ser reduzido para 40h, aumentando assim a disponibilidade sem que haja sobreposição de lotes e sendo possível a limpeza dos equipamentos. Neste caso, a limpeza de um dos equipamentos, o RAP3388, tem se revelado algo problemática, devido ao método de análise e por isso o tempo entre lotes planeado ser tão elevado. No entanto, nas últimas limpezas o tempo planeado para a transição entre os produtos tem diminuído pois o método de análise para aprovação da limpeza foi alterado.

Na transição entre o produto B e o intermediário B.1 a média de tempo entre lotes é de 146h, variando entre 161h e 123h, podendo este valor ser reduzido para 120h. Desta forma a paragem do FCE3317 e do RAP3396 podem ser reduzidas, não afetando a sua limpeza nem dos restantes equipamentos e sem que haja sobreposição de lotes em nenhum equipamento. Neste caso não existe problema de sobreposição da filtração de B.1 e secagem de Produto B pois o filtro não está colocado na mesma sala do secador.

Na Figura A.5.1 do anexo A.5 representa-se o diagrama de Gantt onde é possível observar as 3 transições entre produtos propostas anteriormente.

Na transição entre produtos a limpeza dos equipamentos é mais complexa e, como tal, é necessário analisar o tempo disponível para limpeza dos equipamentos partilhados. Na Tabela 3.5 apresentam-se os tempos médios e mínimos que estarão disponíveis para a limpeza dos equipamentos críticos do processo, nas respetivas transições entre produtos.

Tabela 3.5 – Tempos disponíveis para limpezas com a proposta de plano de produção Média (h) Mínimo (h)

FCE3317 (B.1-B.2) 39,95 32,46

FCE3317 (B.2-Produto B) 29,80 20,00

FCE3317 (Produto B-B.1) 34,50 25,43

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produção. Isto acontece devido à elevada variabilidade que o filtro de cesto apresenta, que limita o plano de produção e afetando a performance e a disponibilidade do mesmo.

Melhorias de Performance

Tanto no FCE3317 como no RAP3396 a performance apresenta valores inferiores ao World- Class OEE, devido aos tempos de operação superiores ao ideal e que apresentam alguma variabilidade.

➢ FCE3317

No FCE3317 viu-se que, para o intermediário B.2, a operação que mais afeta a performance é a secagem. Analisando os parâmetros operatórios conclui-se que a temperatura dentro do cesto, registada na 2ª hora de secagem, se relaciona com o tempo de secagem, como se verifica na Figura 3.37.

Figura 3.37 - Relação do tempo de secagem do B.2, com a temperatura na 2ª hora de secagem (R2_=0,47)

Para valores inferiores de temperatura o tempo de secagem tende a ser superior, verificando- se uma relação linear entre as duas variáveis. Sendo assim, deve ser garantido que o azoto utilizado na secagem está suficientemente aquecido para que a temperatura dentro do filtro esteja o mais próxima possível do limite.