Reine Effizienz

Fördersysteme für die Insulinproduktion

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13.06.2017 Geschätzte 438 Mio. Menschen werden im Jahr 2030 an Diabetes erkrankt sein. Entsprechend steigen auch die Ansprüche an die Produktion von Insulinanaloga.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Die Produktion von Insulin stellt Pumpen vor ganz besondere Herausforderungen: Zum einen muss die Förderung höchsten hygienischen Ansprüchen genügen, zum anderen dürfen die auftretenden Scherkräfte nicht zu hoch sein, da sie sonst die Zellkulturen zerstören können.
  • Die Hygienepumpen des Fallbeispiels erfüllen diese Anforderungen. Daneben profitiert der Betreiber von einer praktisch wartungsfreien Konstruktion der Pumpsysteme.

Bei einem der größten Insulin-Hersteller kommen zum Transport von Gradienten, Zellkulturen und Faltungssuspension spezielle Hygienepumpen zum Einsatz, die auf Reinigbarkeit und schonende Förderung ausgelegt sind. Durch diesen rasanten Anstieg rückt biotechnologisch hergestelltes Insulin zunehmend in den Fokus des Interesses. Dabei gilt es nicht nur die Qualität und Wirksamkeit der Präparate zu erhöhen, auch die Produktion müssen Betreiber immer effizienter gestalten, um die Nachfrage wirtschaftlich decken zu können. Einen wichtigen Beitrag können hier auf Hygiene und präzise Dosierung ausgelegte Pumpensysteme leisten, wie sie beispielsweise bei einem der führenden Pharmaunternehmen für diesen Bereich im Einsatz sind. Durch verschiedene Konstruktionsmerkmale erleichtern diese sogenannten Nemo-Hygienepumpen die Reinigung sowie das
Material-Handling und verhindern Kontaminationen im Produktionsprozess.

Präzise und sanfte Förderung

Seit den ersten Insulinanaloga Ende der 1990er Jahre ist die Zahl der Präparate zur Diabetes-Therapie, die sich immer mehr der Wirkungsweise natürlichen Insulins anzunähern versuchen, stetig gewachsen. Sie entstehen zumeist biotechnologisch aus rekombinanter DNS in verschieden Hefen oder Bakterien, wobei zahlreiche Hilfsstoffe zum Einsatz kommen, darunter Zinkchlorid, Salzsäure und Natriumhydroxid. Für die Produktionsprozesse bedeutet diese Form der Synthese eine enorme Herausforderung: Zum einen ist es wichtig, die Bemessung aller verwendeten Substanzen exakt einzuhalten, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Zum anderen sind die verwendeten Zellkulturen extrem empfindlich; Scherkräfte während der Förderung können sie leicht zerstören und so ganze Chargen unbrauchbar machen. Hinzu kommen die hohen Hygiene-Standards in der Medizin- und Pharmaindustrie, die Betreiber in jedem Produktionsschritt einhalten müssen. Die dazu notwendigen, häufigen und langwierigen Reinigungszyklen allerdings schränken die Produktivität ein.

Hersteller von Insulin müssen effizient produzieren, um die Nachfrage bedienen zu können. Darunter darf allerdings auf keinen Fall die Qualität leiden. (Bild: Netzsch)

Hersteller von Insulin müssen effizient produzieren, um die Nachfrage bedienen zu können. Darunter darf allerdings auf keinen Fall die Qualität leiden. (Bild: Netzsch)

(Bild: Netzsch)

Scherkräfte, die den Zellkulturen schaden könnten, treten beim Exzenterschneckenprinzip mit Rotor und Stator kaum auf. (Bild: Netzsch)

Hohe Ansprüche an die Hygiene

Einer der führenden Anbieter von Insulin-analoga setzt daher bereits seit mehreren Jahren für das Beschicken der Plattenfilter sowie zum Fördern von Zellmasse und Faltungssuspension spezielle Hygiene-Exzenterschneckenpumpen von Netzsch Pumpen & Systeme ein. Die Anlagen konstruierte der Pumpenbauer eigens im Hinblick auf die Reinigung mit einer möglichst totraumfreien Förderkammer und legte diese auf das CIP- beziehungsweise das SIP-Verfahren aus. Je nach Anforderung an den Hygienegrad kommen dabei zwei unterschiedliche Bauformen zum Einsatz: eine Variante mit Biegestab zum Fördern des Gradienten zu den Filtern und ein Modell mit einem speziellen Hygienegelenk zum Transport der Zellkulturen. Dieses Bolzengelenk ist offen gestaltet, sodass es vom Medium umspült wird, wodurch sich eine externe Schmierung erübrigt und eine Ansammlung von Reststoff am Gelenk verhindert wird. Der Biegestab überträgt demgegenüber die Drehbewegung des Antriebs ganz ohne bewegliche Teile, was durch seine Spaltfreiheit noch höheren Ansprüchen an Reinigbarkeit und Keimfreiheit genügt. Zudem ist diese Konstruktion praktisch wartungsfrei, da sie keine sich bewegenden Teile enthält.

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Über den Autor

Rainer Gozzer, Manager für Geschäftsfeld Nahrung & Pharmazie, Netzsch
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