Pharmaproduktion im Doppelpack

Peter R. Frei

Die Filtertrockner von Comber sind speziell für die Pharmaproduktion konzipiert. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Filtergehäuse mit Klöpperboden, absenkbarem Filterboden, Rührer und Brüdenfilter. Alle produktberührten Oberflächen sind beheizbar. Die zur Beheizung dienenden Halbrohre bzw. die Ummantelung sind isoliert. Über dem Heizmantel ist eine Isolation mit dicht verschweißtem Isoliermantel aus Edelstahl angebracht.

Der Rührer eines Filtertrockners übernimmt die Funktionen Glattstreichen des Filterkuchens, Aufschlämmen, Rühren und Beheizen des Produktes während des Trocknens sowie nach Beendigung des Prozesses das Austragen des Trockenproduktes. Zur Unterstützung der Rührerfunktionen kann der Rührer den Anforderungen entsprechend langsam hochgehoben und abgesenkt werden, für das Glattstreichen des Filterkuchens ist die Drehrichtung umkehrbar. Für diese unterschiedlichen Rührerfunktionen wurde ein spezielles, verzahntes Profil für die Rührerarme entwickelt. Die Verzahnung der Arme verhindert eine zu hohe Druckeinwirkung auf das Produkt und somit mögliche Änderungen bzw. Beschädigungen dessen Kristallstruktur. Das Versetzen der Verzahnung an den Rührerarmen garantiert dennoch ein Überstreichen der gesamten Filterfläche. Das tropfenförmige Rührerarmprofil ist optimiert für das Glattstreichen des Filterkuchens und ermöglicht eine sehr gute Produktdurchmischung bei niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeiten. Darüber hinaus resultiert aus der Tropfenform eine vergleichsweise große benetzte Oberfläche für das Beheizen bzw. das Kühlen des Produktes. Zur weiteren Verkürzung der Trocknungszeiten ist der Rührer mit drei vollflächig beheizten Rührerarmen ausgestattet. Die S-Form der Rührerarme ermöglicht dabei einen besonders guten Produktaustrag.

Die Abdichtung der Rührwelle erfolgt mit Hilfe einer doppelt wirkenden Gleitringdichtung und eines Metallfaltenbalges. Entsprechend den Anforderungen können flüssigkeitsgeschmierte, trockenlaufende oder kontaktfrei dichtende Gleitringdichtungen eingesetzt werden. Es stehen auch sterile bzw. sterilisierbare Gleitringdichtungen zur Verfügung. Die Dichtheit und Funktion der Gleitringdichtung und des Metallbalges werden im Betrieb überwacht. Die Verarbeitung des Rührers mit sauberen Übergängen und ohne jegliche produktberührte Verschraubungen entspricht höchsten GMP-Anforderungen.

Die Konstruktion des Filtertrockners ist tot-raumarm ausgeführt, wobei auch ein vollständiger Ablauf des Filtrates bzw. der CIP-Reinigungsflüssigkeit gewährleistet ist. Die produktseitigen Flansche sind als aseptische Flansche ausgeführt. Die Filterplatten sind von unten mit Hilfe von vier Schrauben am Filterboden befestigt und somit für Reinigungs- und Inspektionszwecke leicht auszubauen. Damit wird ein einfacher Wechsel von konventionellen Filtermaterialien zu Mehrlagen-Metallgeweben (Multilayer) und umgekehrt ermöglicht. Filterplatten aus Mehrlagen-Metallgeweben sind fest mit der Filterplatte verschweißt, wodurch sich eine flache, homogene sowie leicht zu reinigende und inspizierbare Oberfläche ergibt. Bei kleineren Filtern ist auch die Befestigung von konventionellen Filtertüchern ohne metallische Befestigungseinrichtungen möglich. CIP-Sprühkugeln im Filtergehäuse, im Brüdenfilter und in der Austragarmatur ermöglichen die Reinigung der produktbenetzten Oberflächen. Falls erforderlich, werden Dampfeinlass- und Kondensatauslaufstutzen sowie zusätzliche Temperatursensoren angebracht, die eine kontrollierte Sterilisation des Filtertrockners erlauben.

Alle Außenflächen des Filtertrockners sind verschliffen und poliert. Für Reinraumanwendungen sind alle Außenflächen spiegelpoliert und der gesamte Rührerantrieb in einem ebenfalls spiegelpolierten sowie fremdbelüfteten Gehäuse untergebracht.

Der Produktaustrag erfolgt über eine hydraulisch oder elektrisch betätigte, metallisch dichtende Armatur mit einem an die Behälterkontur angepassten Stopfen und außerhalb des Produktdurchgangs liegenden, austauschbaren Dichtringen. Damit ist die Dichtheit der Armatur auch bei mehrmaligem Betätigen während eines dosierten Austrags gewährleistet. Alternativ zur Austragsarmatur kann der Produktaustrag über einen Isolator (Glove Box) erfolgen. Das Produkt wird dabei über einen im Isolator integrierten Trichter einem geeigneten Gebinde zugeführt. Je nach Toxizität der Produkte werden die Isolatorsysteme unterschiedlich ausgeführt: als einfache, über Hepa-Filter belüftete und nur dem staubfreien Austrag dienende Systeme bis hin zu unter kontrolliertem Unterdruck in inerter Atmosphäre stehenden Systemen mit maximalen MAK-Werten im Nanogramm-Bereich.

Das Trocknen des Produktes erfolgt meist unter Vakuum, wobei das verdampfte Lösemittel via Kondensation zurückgewonnen wird. Ein vertikal auf dem Klöpperboden des Filtertrockners aufgebauter Brüdenfilter scheidet beim Trocknen entstehenden Staub aus den Lösemitteldämpfen ab. Die Filtersäcke oder die metallischen Filterpatronen werden periodisch abgereinigt, wodurch das auf den Filtern angesammelte Produkt in den Behälter zurückfällt. Metallische Filterpatronen bieten den Vorteil der leichten Reinigbarkeit sowie der Vermeidung des Abfalls von Fremdkörpern (Fusseln) in das Produkt. Zur Vermeidung von Kondensation sind der Brüdenfilter und auch der für die Abreinigung notwendige Stickstoffakkumulator beheizt.

Im Vergleich zu konventionellen Kontakttrocknern wie z. B. Schaufeltrocknern weisen Filtertrockner vergleichsweise lange Trocknungszeiten auf, vorwiegend verursacht durch den als Isolator wirkenden Filter zwischen dem beheizten Filterboden und dem Produkt. Eine Vergrößerung der Heizfläche ist, z. B. durch einen Rührer mit drei Rührerarmen, nur beschränkt möglich. Eine merkliche Reduktion der Trocknungszeiten lässt sich aber mit Hilfe einer Mikrowellen-Zusatzbeheizung realisieren.

Durch den verfahrenstechnisch notwendigen Abstand zwischen Filtertuch und Rührerarmen verbleibt auf dem Filter nach dem Austrag eine Restschicht, die zu Produktverlusten führen kann. Zur Entfernung dieser Produktreste wurde die so genannte Restschicht-Aufbrechvorrichtung entwickelt, bei der das Filtertuch sektorenweise von unten angeblasen wird. Der größte Teil des so gelockerten Produkts kann dann durch den Rührer ausgetragen werden. Eine zusätzliche Möglichkeit des Restmengenaustrags ist das Auskehren des Filterbodens von Hand mit einem Schaber. Hierzu gibt es gegenüber der Austragsöffnung eine Klappe. Bei toxischen Produkten wird diese Öffnung zum Schutz des Bedienpersonals mit einem Isolator (Glove Box) versehen.

Die Steuerung besteht üblicherweise aus einem beim Filtertrockner installierten Vor-Ort-Bedienpult mit Farbdisplay-Bedienterminal. Dieses dient zur Eingabe von Maschinenfunktionen wie auch zur Anzeige der Prozessparameter und der Statusanzeige. Darüber hinaus gibt es ein Hilfsbedienpult für den Produktaustrag. Beide Einheiten sind eigensicher gebaut (EEx). Die Steuerschränke mit der SPS und sämtlichen für den Betrieb der Anlage benötigten Elektrokomponenten werden außerhalb des Ex-Bereiches installiert. Die Steuerung lässt sich an ein Prozessleitsystem (PLS) anbinden, so dass sich bei Bedarf eine Fernsteuerung und Fernüberwachung der Anlage sowie die Aufzeichnung aller relevanten Prozessdaten realisieren lässt. Zur Reduktion des Verdrahtungsaufwandes kommen vermehrt modulare Bussysteme mit vor Ort angebrachten eigensicheren Ein- und Ausgangsmodulen zum Einsatz.

cav 423