Mit Sicherheit zum guten Ergebnis

Wilfried Pieper

Neben der Reproduzierbarkeit ist immer die Wirtschaftlichkeit von Prozessen zu betrachten. Aufgrund des großen Validierungsaufwands bei Änderungen oder neuen Prozessen werden in der Industrie oftmals suboptimale Lösungen eingesetzt, wie z. B. das Standardisieren von Produktformulierungen, die als Agglomerate/Granulate vorliegen, nach der Trocknung anstelle einer Standardisierung vor der Trocknung. Für die Neukonzeption und die Optimierung von Prozessen kann jedoch eine entsprechende Änderung und Verbesserung äußerst sinnvoll sein.

Die Stiftmühle SCM (Super Clean Mill) beispielsweise wird schon seit vielen Jahren in der Pharma- und der Lebensmittelindustrie erfolgreich genutzt. Das liegt zum einen an dem universell einsetzbaren Wirkprinzip und zum anderen an der ständigen Weiterentwicklung und Anpassung der Mühle.

Der erfolgreiche Einsatz in den sehr unterschiedlichen Bereichen der Pharmazie mit ihrer Vielzahl an Produkten ergibt sich aus dem besonderen Design der Mühle. Es stehen je nach Verwendungszweck verschiedene Lochsiebe mit Durchmessern von 0,2 bis 5 mm zur Einstellung der Korngröße des Mahlgutes zur Verfügung. Die exakte Einstellung der Endfeinheit erfolgt durch stufenlose Drehzahlregulierung und die Auswahl der entsprechenden Siebeinsätze. Die Konstruktion des Siebeinsatzes ist dahingehend optimiert worden, dass die Siebe leicht mit einer Hand gewechselt werden können. Folglich ist der Austausch der Siebe sehr schnell, der Reinigungsaufwand gering und auch die regelmäßig vorgeschriebene Wartung laut cGMP kann problemlos erfolgen. Auch das Gehäuse wurde für eine einfache Reinigung optimiert. Es ist scheibenweise aufgebaut, wobei die einzelnen Scheiben auf zwei Stangen lagern. Allein durch das Lösen von zwei Handrädern kann das gesamte Gehäuse demontiert werden. Das zugrunde liegende Konstruktionskonzept vereinfacht nicht nur den Reinigungsprozess, sondern auch eine eventuell anschließende Sterilisierung. Für die ergonomische Handhabung sind die jeweiligen Scheiben so konstruiert worden, dass das Gewicht der Einzelteile es jedem ermöglicht, die anfallenden handwerklichen Tätigkeiten allein durchzuführen.

Von besonderer Bedeutung für die Pharmaindustrie ist ein minimaler Kontaminationsgrad von einem Batch zum nächsten Batch sowohl bei Einprodukt- als auch bei Mehrproduktbetrieb. Vor allem für Letzteren ist die Kreuzkontamination eine der größten Produktionsrisiken. Bei der Mühle SCM wird diesem Risiko entgegengewirkt durch die luftgespülte Wellenabdichtung, den Direktantrieb und die räumliche Trennung von Mahlraum und Antriebseinheit. Insbesondere die eigens für den Einsatz in der Pharmazie entwickelte, doppelt luftgespülte Wellenabdichtung bietet einen verbesserten Schutz gegen Verunreinigung. Darüber hinaus zeichnet sich die Mühle durch eine sehr geringe Produkterwärmung aus, da das Material nur sehr kurz im Prozessraum verbleibt. Dementsprechend wenig Energie nimmt das Produkt bei der Zerkleinerung auf.

Die Konstruktion der Mühle ist so beschaffen, dass sie ohne wesentliche Änderungen in eine Einhausung eingebaut werden kann. Eine bereits vorhandene Mühle kann ebenfalls nachträglich noch mit einer Einhausung versehen werden.

Neben der Zerkleinerung von Wirkstoffen für deren weitere Verarbeitung oder Dosierung in der anschließenden Formulierung ist die Einstellung der Partikelgröße von vollständig- oder teilformulierten Produkten, d. h. von Stoffen, die aus Wirkstoff und Hilfsstoffen bestehen, ein wesentlicher Prozessschritt. Für diese Anwendungsbereiche bietet Nara mit dem Nebulasizer einen Partikelstandardisierer an. Dieser wird primär in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie der Spezialitätenchemie eingesetzt. Wie bei der Vermahlung steht auch bei diesem System ein optimaler, sicherer und trotzdem wirtschaftlicher Prozessablauf im Vordergrund.

Abweichend von der üblichen Standardisierung getrockneter Granulate, wie sie mit Konusmühlen erfolgt, lassen sich mit dem Nebulasizer feuchte Produkte kontinuierlich verarbeiten. Dabei werden oberkörnige Agglomerate in ihrer Größe reduziert und gleichzeitig feinkörnige bzw. Staubpartikel auf größere Agglomerate aufgebracht. Es werden dadurch in einem Prozessschritt das Überkorn eliminiert und das Unterkorn verringert. Die erzielten Kornspektren liegen zwischen 100 und 4000 µm, z. B. in einem engen Bereich zwischen 100 bis 1000 µm. Typischerweise werden im Nebulasizer extrudierte, granulierte und zentrifugierte Produkte standardisiert. Die Durchsatzleistungen liegen zwischen 20 und 4000 kg/h.

Ein Vorteil der Standardisierung von Partikeln im feuchten Zustand liegt darin, dass aufgrund der Homogenität des Produktes im anschließenden Trocknungsschritt eine geringere Verweilzeit eingestellt werden kann. Aus der Tatsache, dass kein Grobkorn in den Trockner gelangt, entstehen weitere wirtschaftliche Vorteile. Denn dieses muss nicht erst in zusätzlichen Arbeitsschritten ausgesiebt, zerkleinert und zurückge- führt werden. Erschwerend kommt hinzu, dass vielfach eine Rückführung nicht erlaubt ist. Es entstehen weitere Kosten, wenn die nicht im definierten Kornspektrum liegenden Agglomerate entsorgt werden müssen.

Eine konstruktive Besonderheit des Nebulasizers ist der Verzicht auf Siebeinsätze. Durch diesen Vorteil ist eine Kontamination des standardisierten Produktes durch Siebbruch sowie eine Verstopfung von Sieblöchern vollständig ausgeschlossen.

Erhebliche Vorteile bietet dieser Aufbau insbesondere hinsichtlich Reinigung, Zerlegung und Umbau. Die GMP-gerechte Bauform besteht aus einer minimalen Zahl von Bauteilen mit glatten Oberflächen, die mit wenigen Handgriffen demontiert und gereinigt werden können. Eine Sterilisierung der Bauteile kann schnell und effektiv durchgeführt werden.

Wie die Mühle so verfügt auch der Nebulasizer über eine Schaftspülung, um das Produkt vor Kontamination durch Stoffe aus der Lagerung der horizontal angeordneten Rotorwelle zu schützen. Hier bietet Nara für kritische Anwendungsfälle ebenfalls die patentierte doppelt wirkende Schaftspülung an. Genauso besteht die Möglichkeit, den Nebulasizer in ein Containment einzubauen, sodass auch hochgradig toxische Produkte bearbeitet werden können.

Achema: Halle 6, Stand F13

Online-Info www.cav.de/0409403