Für Pharma-Mikronisieranlagen

Dr.-Ing. Winfried Dötsch

Wirkstoffe, die schlechte Fließeigenschaften oder einen hohen Feinanteil aufweisen, leicht kompaktierbar sind, zum Anbacken oder zum Schießen neigen, lassen sich problemlos mit Doppelschneckendosierern von K-Tron dosieren.

In Abhängigkeit von den Anforderungen kann der Doppelschneckendosierer volumetrisch oder gravimetrisch betrieben werden. Bei der volumetrischen Betriebsweise drehen die Schnecken des Doppelschneckendosierers mit einer konstanten Drehzahl. Volumetrisch arbeitende Dosierer weisen relativ hohe Schwankungen in der Dosierrate auf, da der Schneckenfüllgrad und das Schüttgewicht des Wirkstoffes stark schwanken können. Bei der volumetrischen Betriebsweise sind unter gewissen Umständen trotz drehender Schnecken keine Wirkstoffe dosierbar, ohne dass der Dosierer eine Fehlermeldung generiert (z. B. bei leerem Vorratsbehälter oder bei Brückenbildung im Vorratsbehälter). Unter anderem aus diesem Grund ist die Dosierrate eines volumetrisch arbeitenden Dosierers nicht validierbar.

Bei der gravimetrischen Dosierung wird das Gewicht des Wirkstoffes in der Dosiereinheit permanent ermittelt und die gravimetrische Steuerung versucht permanent, die Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit durch Anpassung der Schneckendrehzahl konstant zu halten. Gravimetrisch arbeitende Dosierer weisen relativ geringe Schwankungen in der Dosierrate auf, da die Variationen des Schneckenfüllgrades und des Schüttgewichtes des Wirkstoffes durch die Anpassung der Schneckendrehzahl kompensiert werden. In den letzten Jahren werden aus den folgenden Gründen zunehmend gravimetrisch arbeitende Doppelschneckendosierer eingesetzt:

• konstante Dosierrate (hohe Kurzzeitgenauigkeit und geringe Sollwertabweichung)

• einfache Messung und Aufzeichnung der Dosierrate

• durch die gravimetrische Steuerung permanente Kontrolle, ob Wirkstoffe dosiert werden

• kontinuierliche Niveaumessung durch Analyse des Nettogewichtes

• einfache Kalibrierung mittels statischen Gewichten

• einfach zu validieren

Um zu vermeiden, dass die Operatoren bei der Herstellung hoch potenter Wirkstoffe in Vollschutzanzügen arbeiten müssen und um den Reinigungsaufwand zu reduzieren, werden die Mikronisieranlagen zunehmend in Isolatoren betrieben (Glovebox). Die Abmessungen einer Glovebox können dadurch reduziert werden, dass der Dosierer in die Wand eingebaut wird. Der gesamte Antrieb des Dosierers lässt sich dadurch aus der Glovebox entfernen.

Um die Wand der Glovebox mit der Wandintegrationsplatte des Dosierers zu verbinden, kann entweder eine statische Dichtung (Flachdichtung oder O-Ring) oder eine aufblasbare Dichtung verwendet werden. Gravimetrisch arbeitende Dosierer können nicht in die Wand integriert werden, da eine reibungsfreie und eine die Gewichtsmessung nicht beeinflussende, flexible Verbindung momentan nicht verfügbar ist. Deshalb wird bei gravimetrisch arbeitenden Dosierern der gesamte Antrieb eingehaust, um den Reinigungsaufwand zu reduzieren.

Um eine automatische Reinigung (Washing-in-Place) des Dosierers erreichen zu können, werden in dem Dosierer spezielle Reinigungsdüsen eingebaut. Hierbei geht der Trend zu Düsen, die durch den Druck des Reinigungsmedium ausgefahren werden und nach dem Schließen der Zufuhr automatisch zurückfahren.

Die Zuführung des Wirkstoffes kann mittels mechanischen und pneumatischen Fördergeräten erfolgen. Bei hoch potenten Wirkstoffen werden bevorzugt Edelstahlcontainer oder Edelstahlfässer verwendet, um das Risiko der Crosskontamination und den Reinigungsaufwand zu reduzieren. Das Andocken von Edelstahlbehältern an einen Dosierer erfolgt häufig mit Andocksystemen. Es handelt sich hierbei um so genannte teilbare Klappen (split butterfly valves). Die Dosierung des Wirkstoffes erfolgt in eine Mühle durch Schwerkraft oder mittels eines Injektors. Zur Vermeidung von Explosionen wird die Mühle entweder mit Stickstoff inertisiert oder druckstoßfest ausgeführt. Falls die Mühle inertisiert wird, ist der Dosierer ebenfalls zu inertisieren sowie der Einlauf und der Auslauf mit einer Druckkompensation zu versehen und mit einer Druckausgleichsleitung zu verbinden. Bei einer druckstoßfesten Ausführung muss dem Dosierer eine Flammendurchschlagssperre (z. B. Zellenradschleuse) nachgeschaltet werden.

F1.0, Stand A11-B15