Bei der Planung und Installation zweier Gefriertrocknungsanlagen bei einem niederländischen Pharmahersteller stellten insbesondere die zum Teil kaum standfesten Vialformen eine Herausforderung dar. Dennoch konnte eine hohe Geschwindigkeit in der Be- und Entladung erzielt werden und die teilweise redundante Ausführung der Anlagen sorgt für einen besonders sicheren Lyophilisationsprozess.
Zahlreiche in Wasser gelöste Arzneimittelwirkstoffe wären in diesem Medium auf Dauer nicht haltbar. Mittels pharmazeutischer Gefriertrocknung lässt sich die Haltbarkeit der Substanzen sichern. Der getrocknete Feststoff (Lyophilisat) verbleibt im Behältnis und wird später bei erneuter Zugabe von Wasser wie gewohnt angewendet. Die Optima Group Pharma hat in den Niederlanden zwei Gefriertrocknungsanlagen mit einer Aufstellfläche von je 33,3 m² installiert. Bei dem Projekt sind es Lyopräparate aus der Humanmedizin, die gefriergetrocknet werden. Die zum Teil nur wenig standfesten Vials erhalten nach dem vorgeschalteten Füllprozess noch auf der Abfüllmaschine einen nur leicht aufgesetzten Lyostopfen. Nun werden sie mit einem Klee-Beladesystem Reihe für Reihe zugeführt. Hier, sowie bei der Entladung, haben die Techniker die Bewegungen beim Anfahren und Abbremsen servogesteuert abgestimmt, sodass auch mit den vorhandenen Vialformen eine hohe Leistung erzielt werden kann. Innerhalb des geschlossenen Barrieresystems (Restricted Access Barrier System, RABS) werden die Vials auf insgesamt 17 Aufstellflächen pro Gefriertrockner übergeschoben. Bereits diese Vorgehensweise erfordert in der Herstellung der Aufstellplatten des Gefriertrockners und des Beladesystems größte Präzision. Mit einer Höhentoleranz von maximal 0,2 mm zwischen Aufstellplatte und Beladesystem besteht ein glatter Übergang, und die Behältnisse können ohne Sturzgefahr und sichtbares Rütteln in den Gefriertrockner eingebracht werden. Innerhalb des Gehäuses werden die Aufstellplatten nacheinander nach oben gefahren.
Zweistufiger Prozess
Nun beginnt der eigentliche Gefriertrocknungsprozess: Die in den Aufstellplatten integrierten Kühlschleifen senken die Temperatur je nach Anwendung und Rezeptur schonend auf bis zu -55 °C ab. Und auch hier bieten die besondere Fertigungsweise und das Konstruktionsprinzip der Aufstellplatten eine extrem gleichmäßige Temperaturverteilung über alle Zonen der Aufstellplatte hinweg. Der maximale Temperaturunterschied beträgt ±1 K. Die Kühlflüssigkeit wird quadratisch-spiralförmig nach innen in die Mitte der Platte und von dort wieder nach außen geführt. Nachdem die Arzneimittel tiefgefroren sind, entzieht die Vakuumpumpe Luft. Anschließend wird Energie in Form von Wärme zugeführt, sodass der Sublimationseffekt eintritt. Aus Eis wird unmittelbar Wasserdampf. Über ein Ventil gelangt der Wasserdampf in den zweiten Behälter der Gefriertrocknungsanlage, den Kondensator, wo er an den Kühlschlangen kondensiert und als Eis gebunden wird. Im Vial verbleibt das Lyophilisat, der sogenannte Wirkstoffkuchen.
Abschließend wird das Lyophilisat weiter erwärmt und der Umgebungsdruck weiter abgesenkt, um so die verbliebene Restfeuchte vollends zu entziehen. Nun senken sich die Aufstellplatten ab und drücken die Kappen auf die Behältnisse auf. Die beiden Klee-Gefriertrockner sind nach dem Durchreicheprinzip konzipiert, sodass die Entladung auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt. Dies erfolgt plattenweise durch ein Trolley-System, das beide Gefriertrockner anfährt. Das Trolley-System schützt dabei das pharmazeutisch noch nicht als verschlossen geltende Produkt durch einen Laminar Flow und führt es über einen frei programmierten Weg direkt der Bördelung zu.
Mit einer Aufstellfläche von 33,3 m² pro Gefriertrockner bietet jeweils ein Gefriertrockner eine Chargengröße von bis zu 125 000 Objekten. Die Be- und Entladesysteme fördern bis zu 18 500 Vials pro Stunde. Die Anlagen weisen eine Höhe von 11,6 m, eine Breite von 7,8 m und 3 m Tiefe (inkl. Beladesystem) auf. Das Trolley-Entladesystem beansprucht eine Höhe von 2,3 m, eine Breite von 1,9 m und eine Tiefe von 1,8 m. Beide Anlagen verfügen über integrierte vollautomatische CIP- und SIP-Einrichtungen, die mit nur wenigen Düsen auskommen. Die Dampfsterilisation findet bei 1,5 bar (g) statt. Bei den Gefriertrocknern sind alle prozesskritischen Komponenten wie Umlaufpumpe des Solesystems, Vakuumeinheiten oder auch Kälteeinheiten redundant ausgeführt. Damit besteht für das pharmazeutische Unternehmen kein Risiko, eine Charge aufgrund eines Defekts am Gefriertrockner zu verlieren.
cav 464
Gefriertrocknungsanlage
Pharma-Kongress
Achema 2009
Unsere Webinar-Empfehlung
Der Webcast MTP und modulare Produktion bietet eine einzigartige Gelegenheit, mehr über die aktuellen Entwicklungen bei MTP und in der modularen Produktion zu erfahren.
Chemie- und Pharmaproduktion braucht mehr Flexibilität
In der heutigen sich schnell wandelnden Welt stehen…
Teilen: