Aqua Purificata auf Knopfdruck

Die Wasseraufbereitungsanlage Orion von Gütling Wassertechnologie ist eine anschlussfertige und vorqualifizierte Anlage zur Erzeugung von Aqua Purificata oder HPW (highly purified water). Die Steuerung ist nach den strengen GAMP4-Anforderungen entwickelt und getestet. Weiterhin entspricht Orion den neuesten cGMP-, ISPE- und FDA-Richtlinien. Das Verfahren umfasst die Schritte Vorbehandlung (Enthärtung, Mikrofiltration), Entsalzung (einstufige Umkehrosmose RO) und die Nachbehandlung (Elektrodeionisation mit CDI-LX).

Die Aufbereitungsanlage kann ohne zusätzliche Verfahrensschritte mit einem sehr breiten Wasserspektrum gespeist werden. Scaling auf den RO-Membranen wird durch ideal ausgewählten Ionenaustauscher in der Vorbehandlung verhindert. Auch erhöhte CO2-Konzentrationen können durch eine optional erhältliche Membranentgasung kontrolliert und behandelt werden. TOC, Keime und über 99% der anorganischen Inhaltsstoffe werden durch die Umkehrosmose zurückgehalten. Damit wird das Wasser optimal für die Zuführung zum CDI-Modul (continuous electro-deionisation) konditioniert.

Das CDI-Modul besteht aus abwechselnden kationen- und anionenpermeablen Membranen, begrenzt durch eine Anode auf der einen Seite und eine Kathode auf der anderen Seite. Die Membranzwischenräume sind mit Ionenaustauscherharz gefüllt. Bei der Beaufschlagung des CDI-Moduls mit Umkehrosmosepermeat sorgt ein angelegtes Gleichspannungsfeld für den kontinuierlichen Abtransport der Ionen. Dabei werden die Salzionen einerseits an dem Ionenaustauscher gebunden, zum andern können sie die entsprechenden permeablen Membranen passieren. Auf diese Art und Weise wandern vorhandene Anionen durch die anionenpermeable Membranen zur Anode und entsprechend wandern die Kationen durch kationenpermeable Membranen zur Kathode. Durch den Transport der Ionen bilden sich in den Membranzwischenräumen abwechselnd Entsalzungs-(Diluat-) und Konzentratkanäle.

Da auch die schwachen Säuren, wie Kohlensäure und Kieselsäure, durch das CDI entfernt werden, produziert das CDI ein Reinwasser hoher Qualität zur Einhaltung der Richtlinien für gereinigtes Wasser.

Herkömmliche CDI-Module kennzeichnen sich durch einen Membran-Abstand von ca. 2 bis 3 mm und werden daher als so genannte Thin Cell-Module bezeichnet. Diese Module produzierten zwar Wasser von hervorragender Qualität, aber ihr Einsatz wird durch Temperatur- und Druckbedingungen beschränkt. Außerdem ist eine Rezirkulationspumpe für die Effizienz des Verfahrens unvermeidlich.

Orion dagegen ist mit dem Wide Cell-Modul (CDI-LX) ausgestattet, das die Heißwassersanitisierung ermöglicht. Dieses Modul wird beispielsweise im Gegensatz zu den herkömmlichen Modulen nicht geklebt, sondern mit O-Ringen abgedichtet. Durch diese Weiterentwicklung ist sowohl der normale Betrieb bei höheren Temperatur- und Druckbedingungen als auch eine wöchentliche Heißwassersanitisierung bei >80 °C möglich.

Auch die Langzeittauglichkeit wurde bewiesen. Dazu wurden über 250 Heißwassersanitisierungen bei >80 °C an einem Orion-Prototyp im Labor durchgeführt. Es konnte dabei keine Leistungsreduzierungen oder Materialschwächen festgestellt werden. Diese Versuchsreihe entspricht theoretisch einer wöchentlichen Sanitisierung über einen Zeitraum von mehr als fünf Jahren. Darüber hinaus erfordert der Betrieb des CDI-LX-Modules keine Rezirkulationspumpe.

Sämtliche Komponenten nach der Vorbehandlung sind aus Edelstahl AISI 316L gefertigt, alle medienberührten Teile werden aus FDA-konformen Materialien hergestellt. Es werden ausschließlich Rohre, Ventile und Anschlüsse verwendet, die den pharmazeutischen Ansprüchen gerecht werden.

Das Modul ist mit einer flexiblen, automatischen Anlagensteuerung ausgestattet. Sie ermöglicht sowohl eine Bedienung vor Ort als auch die Einbindung der Steuerung in ein übergeordnetes Prozessleitsystem. Die modular aufgebaute Software umfasst nicht nur alle Standardoptionen der Orion, sondern bietet auch die Möglichkeit weitere Prozesseinheiten wie z. B. Produktwasserlagerung und -verteilung einzubinden. Bei der Realisierung der Bedienungsoberfläche wurde besonderes Augenmerk auf die Anwendungsfreundlichkeit gelegt.