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Zwillingsmahlsystem für die Aufbereitung von APIs

Sicherheit und Schnelligkeit im geschlossenen System
Zwillingsmahlsystem für die Aufbereitung von APIs

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Das Mahlsystem von Frewitt in Zwillingsausführung erfüllt alle Sicherheitsanforderungen einer API-Produktion Bild:
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Manchmal muss man einfach die Perspektive wechseln, um zur besten Lösung zu kommen. Dies gelang einem Pharmaunternehmen und den Ingenieuren von Frewitt. Die Herausforderung war, unterschiedliche API-Produkte zügig und unter Wahrung aller Sicherheitsanforderungen auf der gleichen Mühle in einem geschlossenen System aufzubereiten.

Beim Kick-off-Meeting eines Kunden von Frewitt in Deutschland stellte sich die Frage, welches Mahlverfahren bei der Aufbereitung von API-Produkten in einem geschlossenen System am besten geeignet wäre. Die Produkte sollten mit der gleichen Mühle gemahlen und das Mahlgut dann in Container oder Fässer abgefüllt werden. Um auf ein neues Produkt zu wechseln, muss das System im WIP- oder CIP-Verfahren gereinigt werden, was mit einigem Zeitaufwand verbunden ist. In der Folge wurden verschiedene Layouts entwickelt, es entstanden neue Ansätze und wurden wieder abgeändert, bis schließlich eine verblüffend einfache, aber sehr praktische Lösung auf der Hand lag.

Zwei Kriterien spielten dabei eine besondere Rolle, Sicherheit und Zeit. Die vollständige Reinigung, Spülung und Trocknung des Mahlsystems bei Chargenwechsel bedeutet einen beträchtlichen Zeitaufwand und den wollte der Anwender schon allein aufgrund des regen Produktwechsels reduzieren. Dies dürfte aber keinesfalls auf Kosten des zweiten Faktors, der Sicherheit, gehen.

Im Vorfeld hatte man sich bereits auf die Mühle geeinigt: Die Wahl fiel auf die konische Siebmühle Coniwitt-150 mit ihrer
großen Auswahl an Sieben, der stufenlosen Regelung der Rotordrehzahl von 400 bis 2400 min-1 und einem Rotor entweder mit rechteckigem Profil für die Zerkleinerung trockener oder mit rundem für die Zerkleinerung feuchter Produkte.

Der erste Ansatz des Entwicklungsteams war, ein mobiles System mit dem Mahlkopf der Coniwitt-150 auszurüsten. Die Mahlergebnisse waren auch gut, Reinigung und Umrüsten erforderten aber viel zu viel Zeit. Die konnte man nur sparen, wenn man auf ein zweites, identisches System wechselte, das wie das erste mit einem CW150-Mahlkopf und einem Antriebssystem ausgerüstet wäre. Die Lösung war gefunden.

Die Ausgestaltung im Detail

Auf einer statischen Säule, die mittels einer Platte am Boden des Produktionsraums fixiert wird, befinden sich ein WIP-System und das Antriebssystem Fredrive. Daran kann der Mahlkopf der Coniwitt-150 angedockt werden, der als Teil des ganzen Mahlsystems auf einem fahrbaren Gestell montiert ist. Das erste Element dieses mobilen Mahlsystems besteht aus einer zweiteiligen Andockvorrichtung. Der Andockvorgang kann sowohl mit dem mobilen Behälter mittels der Hubsäule oder über die Aktivklappe mit automatischer Zuführung erfolgen. Die Dorne zur Verriegelung des Systems dienen beim Andockvorgang zur Zentrierung der Aktiv- und Passivklappe.

Über die Aktivklappe fällt das Produkt kontaminationsfrei in den Einlaufbehälter, der mit einem Schauglas und einer Niveausonde ausgerüstet ist, um Prozess und Produktfluss zu überwachen. Ein unbeabsichtigtes Anlaufen des Motors wird durch einen magnetischen Sensor verhindert, solange der Einlauftrichter nicht korrekt montiert ist. Aus dem Einlauftrichter gelangt das Mahlgut in die konische Siebmühle Coniwitt 150, auf der der Kunde Produktchargen von maximal 300 kg mahlen will. Hier kann mit Sieben unterschiedlichster Maschenweite trockenes und feuchtes Pulver oder Granulat desagglomeriert und zerkleinert werden. Unter dem Sieb befinden sich zwei Sonden zur Messung der Mahlkammertemperatur. Wird der vorgegebene Wert überschritten, steht die Siebmühle still. Der Auslauftrichter ist mit einem Schutzgitter im Anschluss an die Mühle montiert. Eine speziell entwickelte Vorrichtung verbindet den Auslauftrichter mit dem Einlauftrichter und sorgt für einen ausgeglichenen Druck im ganzen Mahlsystem. Das letzte Element des mobilen Mahlsystems ist die Passivklappe. Hier wird der Abfüllbehälter (Fass, Container etc.) angedockt, um das Mahlgut aufzunehmen.

Dieses mobile Mahlsystem wurde, wie schon erläutert, in zweifacher Ausführung bestellt.

Flexibel und sicher

Der Vorteil, das Mahlsystem in Zwillingsausführung einzusetzen, liegt auf der Hand: Während ein System in Betrieb ist, kann das zweite für ein neues Produkt mit unterschiedlichen Eigenschaften vorbereitet werden. Das richtige Sieb einsetzen, den richtigen Rotor wählen (rechteckig oder rund), sind nur einige der Faktoren, die es zu beachten gilt. Ist die Charge im ersten System beendet, erfolgt die Reinigung. Sobald die Reinigung abgeschlossen ist, werden die Sprühdüsen mit Luft ausgeblasen, sodass unter keinen Umständen Wasser ins Produkt gelangt und zu Produktstaus führt.

Jedes der Zwillingssysteme ist mit insgesamt acht Reinigungsdüsen ausgerüstet. In der Aktivklappe, im Einlauftrichter, im Auslauftrichter und in der Passivklappe befindet sich je eine Sprühdüse; und in der konischen Siebmühle befinden sich insgesamt drei Sprühdüsen. Die Reinigung des Mahlsystems kann mittels einer SPS gesteuert und überprüft werden. Ein mobiles Bedienpanel (HMI) befindet sich auf der statischen Säule. Über die SPS erfolgt nicht nur die Reinigung der Andockvorrichtung (Aktiv- und Passivklappe), sondern auch das Öffnen und Schließen der Klappen.

Behälter (Container, Fässer) in ganz unterschiedlicher Form und Größe können am Mahlsystem angeschlossen werden. Mittels einer mobilen Hubsäule werden die Behälter aufgenommen, zum Produktionsstandort gefahren, auf die richtige Höhe gebracht, um dort schließlich ein sauberes Andocken zu ermöglichen.

Die Mahlkammer ist für ATEX II 1 D (Zone 20) ausgelegt, PTC-Sonden gewähren eine kontrollierte Temperatur in diesem kritischen Bereich. Sämtliche Komponenten, auch Zulieferteile wie die Aktiv- und Passivklappen, erfüllen die Atex-Richtlinien.

Frewitt fabrique de machines SA, CH-Granges-Paccot


Autor: Notker U. Kling

Vertriebsleiter Deutschland,

Frewitt



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