Maschinen für kontinuierliche Pharma-Verfahren

Maschinen für kontinuierliche Verfahren verfügen über Vorteile, die nicht von der Hand zu weisen sind. Die relativ kompakten Systeme haben im Vergleich zu Batch-Anlagen einen erheblich geringeren Platzbedarf und zeichnen sich durch hohe Produktivität aus. Der Bediener muss in der Regel weniger oder gar nicht eingreifen, sondern lediglich überwachen. Hinzu kommt darüber hinaus, dass oft kein Scale-up notwendig ist wie bei Batch-Prozessen, die darüber hinaus durch batchweises Beschicken und Entleeren wesentlich arbeitsaufwendiger sind. Auch die FDA sieht in der kontinuierlichen Produktion ein anerkanntes, ja sogar ein empfohlenes Verfahren; bessere Prozesskontrolle ermöglicht eine gleichbleibende Produktqualität. Einige Anlagenbauer bieten inzwischen verstärkt kontinuierliche Anlagen an.

Heinen Drying beispielsweise hat kontinuierliche Wirbelschichtsysteme im Programm. Das Grundkonzept basiert auf einem sektionsweisen Aufbau mit luft- und wärmetechnisch voneinander getrennten Zuluftzonen. Dadurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zum Einstellen und Optimieren der Prozessparameter. Die Anlage kann zur Herstellung unterschiedlicher Rezepturen und für verschiedene Prozesse genutzt werden. Der kontinuierliche und vollautomatische Betrieb der Anlage ist mit sehr wenig Bedienpersonal und geringem Handlingaufwand möglich. Daraus resultieren Vorteile: mehrstufige Prozessführung in einem System, reproduzierbare Produktqualität sowie wirtschaftlicher Betrieb bei hoher Verfügbarkeit.

Verlorene Batches sind passé

Von L.B. Bohle wurde das kontinuierliche Granulier- und Trocknungssystem Easy Flow vorgestellt (wir berichteten in P+F 3/09, S. 32). Das System mit nachgeschaltetem Kontakttrockner ermöglicht eine kontinuierliche Produktion von Feststoffen und soll die bisher üblichen klassischen Batch-Prozesse ablösen. Getrocknet wird in einer sich drehenden beheizten Röhre. Ein Mitnehmer sorgt für den First-in-first-out-Durchlauf des Produkts. Gegenüber der Produktionsweise im Batch-Verfahren entfallen aufwendige Zwischenkontrollen, da der Prozess online überwacht und gesteuert wird. Außerdem sinken die Betriebskosten infolge der selteneren und kürzeren Reinigung(mehr über dieses System erfahren Sie in der nächsten Ausgabe).

IPC – International Process Center, eine Gesellschaft der Glatt Firmengruppe, ist im Bereich der Lohnfertigung tätig und bietet seinen Kunden neben Agglomeration und Coating auch kontinuierliche Sprühgranulation an. Durch die spezielle Anlagengeometrie des Procell, einer Anlage von Glatt, die auf der Basis kontinuierlicher Strahlschichttechnologie arbeitet, kann mit niedrigen Schichtmassen gearbeitet werden; dies bedeutet kurze Verweilzeiten. Es ermöglicht das Herstellen sehr runder, staubfreier und homogener Pellets mit geringer thermischer Belastung. „Wir haben diese Technologie sowohl im Labor- als auch im Pilot- und Produktionsmaßstab. Damit können wir unseren Kunden eine weitere Option zur Realisierung ihrer Produkte bieten“, erklärt IPC-Marketingleiterin Gudrun Ding. Ende vergangenen Jahres wurde eine Produktionsanlage vom Typ Procell 250 in Betrieb genommen. Sprühgranulationsprozesse können dann mit Kapazitäten von 150 bis 250?kg/h angeboten werden.

Vorteile beider Verfahren vereint

Driam Anlagenbau vereinte die Merkmale des kontinuierlichen Verfahrens mit denen des diskontinuierlichen. Ergebnis ist die kontinuierlich getaktete Coating-Anlage Driaconti-T. Mit diesem System werden die bekannten Nachteile konventioneller Coating-Anlagen, wie zahlreiche Belade- und Entladeprozesse sowie starke mechanische Belastung für das Produkt, eliminiert und die Vorteile des kontinuierlichen und des Batch-Verfahrens in einem Anlagentyp vereint. Die Coating-Anlage ist auch für sensible Produkte geeignet. Die Reinigung der einzelnen Teile wird durch die optimale Zugänglichkeit der Anlage erleichtert. Für die Pharmaindustrie steht ein spezieller Filmcoater zur Verfügung.

Auch für den Kern des Prozesses, den Reaktor, gibt es inzwischen neue Lösungen für kontinuierliche Verfahren. Von Alfa Laval wurde eine neue Reaktortechnologie entwickelt, mit der ein Umstieg von der Chargenverarbeitung auf kontinuierliche Herstellung möglich wird. Diese neue Technologie verbessert die Herstellung von Fein- und Spezialchemikalien und öffnet der Biotech- und der Pharmaindustrie neue Möglichkeiten. Als Grundlage für den Art-Plattenreaktor dienen Wärmeübertrager. Die hohe Leistungsdichte des Plattenwärmeübertragers wird mit effizienten Mischprozessen kombiniert; daher kann der Ablauf der Reaktionen in der Einheit zuverlässig gesteuert werden. Im Vergleich zu klassischen Rührtankreaktoren ermöglicht der Plattenreaktor schnellere Erweiterung, höheren Ertrag und bessere Kontrolle der Reaktion.

Wo Licht ist, gibt‘s auch Schatten

Dennoch: Es wäre falsch anzunehmen, dass kontinuierliche Verfahren in der Pharmaindustrie in der Zukunft generell das Nonplusultra darstellen. Im Vergleich zum klassischen Batch-Prozess gibt es auch Nachteile – mit ein Grund, weshalb sie bis heute in der Pharmaindustrie noch nicht so recht Eingang gefunden haben. Seitens der Anwender gibt es immer noch eine nur geringe Tendenz zur Umstellung von Batch auf Konti. Es hat in den letzten dreißig Jahren einige wenige ernsthafte Anläufe bei großen Pharma-Unternehmen gegeben, die kontinuierliche Produktion einzuführen, aber oft wurde das Projekt nach ein paar Jahren wieder fallen gelassen.

Bei einem Batch-Prozess ist die Identifikation des Produkts erheblich leichter. Hinzu kommt: Bei der kontinuierlichen Verarbeitung gibt es immer An- und Abfahrverlust. Die Anfahrphase kann von wenigen Minuten bis zu einer halben Stunde dauern, bis die Anlage auf dem Level ist, wirklich verwertbares Produkt zu produzieren. Bei einem Blockbuster, bei dem über‘s Jahr hinweg nur ein und dasselbe Produkt produziert wird, mag das vernachlässigbar sein. In der Pharmazie stellen selbst Blockbuster, gemessen an der Anzahl von Produkten, eine relativ geringe Menge dar. Daraus resultiert ein häufiger Produktwechsel auf einer Produktionsanlage. „Und die damit verbundene Reinigung ist bei Konti-Maschinen konstruktionsbedingt erschwert“, weiß Klaus Gröschel, Marketingleiter Pharma-Anlagenbau bei Glatt.

Da die pharmazeutische Industrie mehr den je unter Kostendruck steht, könnten Konti-Verfahren je nach Anwendung dazu beitragen, Kosten zu senken. Im Bereich der Trocknungstechnologie führt die Globalisierung zu einem weltweit verschärften Wettbewerb. Durch diese Rahmenbedingungen besteht ein wachsendes Interesse seitens der Industrie an Konti-Verfahren. Natürlich kommt es auch auf das jeweilige Produkt an; ein thermisch labiles Produkt kann man beispielsweise nicht in einem Extruder verarbeiten. Letztendlich muss man alle Aspekte in Betracht ziehen, um die richtige – sprich wirtschaftlich sinnvolle – Entscheidung treffen zu können.

Fazit: Grundsätzlich besteht Bedarf. In den nächsten Jahren wird eine Steigerung der Netto-Leistungsfähigkeit bei kontinuierlichen Apparaten angenommen. Zudem wird erwartet, dass durch verbesserte Sensor- und Steuerungstechnik eine größere Anzahl von Verfahren auf Konti umgestellt wird.?[Li.]

Entscheider-Facts
Für Anwender

Vorteile der kontinuierlichen Verarbeitung: Maschinen mit hoher Produktivität, aber geringem Platzbedarf; in vielen Fällen kein Scale-up notwendig.

Nachteile: Konti lohnt nur bei sehr
großen Produktmengen und seltenem Produktwechsel, da Reinigung sehr
aufwendig und An- und Abfahrverluste entstehen.

Vorteile der Batch-Verarbeitung: Die Identifikation des Produktes ist sehr viel leichter.

Nachteile: Scale-up notwendig, höherer Personalbedarf.