Containment, wie aus dem Lehrbuch

Neues Labor für Pulverprozesstechnik an der Fachhochschule Nordwestschweiz

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23.09.2019 Containment will gelernt sein. An der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) wird Pulverprozesstechnik unter Containment neuerdings in einem dafür eigens konzipierten Labor vermittelt, das Industriemaßstäben entspricht. Ausgerüstet wurde die Einrichtung vom süddeutschen Sonderanlagenbauer ART GmbH.

Entscheider-Facts

  • Am Institut für Pharma Technology der Fachhochschule Nordwestschweiz wurde ein neues Labor für Pulverprozesstechnik gebaut.
  • Dort können sämtliche Prozessschritte zur Herstellung von festen pharmazeutischen Formen durchgeführt werden.
  • Dafür wurden unterschiedliche Containment-Anlagen installiert.
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Arbeitsplatz in einem der beiden Containment Bereiche (01) mit zwei RABS und einer Schleuse in einem Laminarflow-System sowie einem Waschtisch. (Bilder: ART)

Mitte September 2018 nahm die FHNW den Lehrbetrieb in der neu geschaffenen Wirkungsstätte – dem Campus Muttenz – auf. Die FHNW ist eine der führenden Fachhochschulen in der Schweiz und ist mit ihren neun Hochschulen in vier Kantonen verankert. Das neue Gebäude, in dem rund 4.000 Studierende unterschiedlicher Fachrichtungen ihre Bachelor oder Masterabschlüsse erwerben können, wurde in nur drei Jahren gebaut. Das fast würfelförmige, 12-geschossige Gebäude ist auch funktional gesehen beeindruckend, da die Planer aus Zürich den klassischen Studienbetrieb mit Vorlesungsräumen und Büros mit Forschungslaboren und den notwendigen Campus-Einrichtungen wie Rückzugszonen für Studenten in einer „all-in-one“ Lösung in Form eines „Cubes“ kombiniert haben.

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Arbeitsplatz in einer neuen Schutzkabine mit einer Pulvermühle.

Innovativ und bestens für die Zukunft ausgerüstet sollte in diesem Rahmen auch das neue Labor für Pulverprozesstechnik am Institut für Pharma Technology der Hochschule für Life Sciences sein. Den Studierenden und Mitarbeitenden sollte auch beim Thema Containment eine moderne Infrastruktur geboten werden, weil neben der Lehre, in der Praktika eine bedeutende Rolle spielen, ein weiterer Fokus der Hochschule auf der Forschung liegt. Diese Kombination ist ideal für Studierende, um Grundlagen und Anwendungen direkt in den eigenen Laboreinrichtungen und Räumlichkeiten praxisnah zu erleben.

Arbeitsplätze mit Containment

Praktische Arbeiten im Rahmen von Forschungsprojekten zusammen mit Industriepartnern wie auch eigene Projekte können dort mit mobilen Prozessanlagen und -systemen professionell durchgeführt werden. Es werden Anlagen eingesetzt, wie sie auch in der pharmazeutischen Industrie in der Region tagtäglich zum Einsatz kommen. Auch für Industrieunternehmen bieten sich sehr attraktive Vorzüge, denn die Hochschule hat alles, was es zum Forschen braucht. So können auch kleinere Unternehmen durch eine Partnerschaft mit der Fachhochschule sozusagen „aus dem Vollen“ schöpfen und auf modernste Infrastruktur und motivierte Studierende und Forschende zugreifen.

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Rendering des Containmentbereichs 02 mit RABS in einem Laminarflow-System (links) und mit einem feuchtekonditionierten Arbeitsraum mit Zugangsschleuse (rechts).

Durch eine öffentliche Ausschreibung fanden sich die heutigen Partner, die FHNW und ART, die gemeinsam ein Konzept für vier verschiedene Zonen für Labor-/Technikumsarbeitsplätze mit Containment entwickelte. „ART hat uns vom Konzept, seiner Flexibilität und vor allem seiner Kompetenz im Bereich Reinraumtechnik für Prozessmaschinenintegration sehr überzeugt“, so der Projektleiter vom Institut für Pharma Technology Prof. Dr.-Ing. Berndt Joost.

Es sollte eine praxisnahe und moderne Ausstattung für das Technikum zusammengestellt werden, die industriellen Ansprüchen genügt. Ziel ist es, die Studierenden an Anlagen auszubilden, die so auch in der Industrie eingesetzt werden; dazu mussten geeignete Containment-Lösungen gefunden werden. Aufgabe war es, mehrere unterschiedliche Containment-Anlagen so auszulegen, dass größte Flexibilität für Projekte von heute, aber auch für noch unbekannte von morgen gewährleistet ist. Diesen Spagat von einerseits hoher Performance und andererseits hoher Flexibilität haben die Projektpartner optimal geschafft und Equipment installiert, das als „state-of-the-art“ bezeichnet werden kann.

Sämtliche Prozesschritte zur Herstellung fester Formen

Im Labor für Pulverprozesstechnik am Institut für Pharma Technology können sämtliche Prozessschritte zur Herstellung von festen pharmazeutischen Formen durchgeführt werden. Da die festen Darreichungsformen aus Pulvern oder Granulaten mit Hilfsstoffen (Exipients) und aktiven pharmazeutischen Ingredients (API) bestehen, ist der Schutz von Personen und Umgebung vor Staub von größter Bedeutung. An den neuen Containment Arbeitsplätzen können verschiedene Versuchsreihen mit Prozessmaschinen, wie z.B. Tablettenpressen, Granulatoren, Mischern, Coatern, Mühlen oder auch Extrudern stets sicher und unter den notwendigen Schutzbedingungen durchgeführt werden.

Die Gesamtinstallation umfasst insgesamt zehn einzelne Containment Anlagen verschiedener Ausprägungen. Diese wurden im Labor für Pulverprozesstechnik in zwei sogenannten Containment-Bereiche sowie einen weiteren dritten Bereich zusammengefasst. In einem vierten Bereich kann per Objektabsaugung flexibel und an mehreren Stellen abgesaugt werden. Diese an der Raumdecke installierte Anlage ermöglicht den Betrieb von größeren Maschinen wie einem Technikumsextruder, die darunter aufgestellt werden. Durch eine kaskadierte Kombination aus Turbulenzarmen Zonen (TAZ), vollflächig luftführenden Decken, Sicherheitswerkbänken und RABS (Restricted Access Barrier System) wird der notwendige Schutz für Personen und die Umgebung sichergestellt.

Der Planungs- und Realisierungszeitraum umfasste knapp 16 Monate von der Auftragserteilung bis zur finalen Abnahme. Dieser straffe Zeitplan war für alle Beteiligte eine echte Herausforderung, weil zeitweise parallel noch der Innenausbau des Gesamtgebäudes stattfand; eine zeitlich und technisch äußerst anspruchsvolle Aufgabe.

Die Ausschreibung der FHNW umfasste nicht nur die Beschaffung der neuen Anlagen, sondern auch die Expertise des Lieferanten, die Service- und Supportleistungen, die Ersatzteilverfügbarkeit sowie die Referenzapplikationen wurden bei der Vergabe einbezogen. ART hatte das Entscheidergremium überzeugt und den Zuschlag für sich gesichert. Bei einem dreitägigen Workshop der ISPE DACH, der im Mai 2019 zum Thema „Containment – 2025“ an der FHNW in Muttenz veranstaltet wurde, konnten bereits zahlreiche Besucher und Studierende die Neuinstallation des Process Technology Centers (PTC) mitsamt den neuen Containment-Anlagen in Augenschein nehmen und ihren Workshop mit diesen Anlagen durchführen.

 

Heftausgabe: Pharma+Food Oktober 2019

Über den Autor

Christoph Lehmann ist bei ART Head of Sales & Marketing
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