Hohe Staublasten wie sie bei der Herstellung fester Arzneimittel oder bei der Veredelung aktiver pharmazeutischer Wirkstoffe (API) anfallen, können die Arbeitshygiene beeinträchtigen oder zu Explosionen führen. Langlebige Filterelemente erschließen hier nicht nur Einsparpotenziale, sondern bieten auch eine Lösung für einen sich gerade vollziehenden Paradigmenwechsel im Bereich der Arbeitshygiene. Während man früher annahm, Pulver in offenen Systemen gefahrlos handhaben zu können, weiß man heute, dass immer mehr aktive pharmazeutische Wirkstoffe ein umfassendes Containment erfordern, um die Mitarbeiter und die Produktionsanlagen zu schützen. Filterelemente können deshalb nicht mehr so einfach gewechselt werden. Das gilt nicht nur für den Pharmabereich, sondern auch für die anderen Prozessindustrien, zumal die Maßgaben der Reach-Verordnung bis Mitte 2018 umzusetzen sind. TRM Filter hat die Produktlinie der aktiven Filter hinsichtlich Konstruktion, Filterreinigung und funktionaler Reinigungsgestaltung bzw. -steuerung optimiert. Die Filterlebensdauer konnte auf diese Weise auf bis zu drei Jahre verlängert werden.
Der Wechsel von Filterelementen unter den erschwerten Containment-Bedingungen erfolgt im Kern unter Verwendung der Bag-in-/Bag-out-Schutzbeuteltechnologie. Der Austausch kann in der Regel von zwei Mitarbeitern innerhalb einer Stunde vorgenommen werden. Die Langlebigkeit der optimiert aktiven TRM-Filter minimiert dabei das Risiko fehlerhafter Handhabung. Denn: Je seltener ein Filter gewechselt werden muss, umso weniger Probleme können beim Austausch auftreten.
Intelligenter Explosionsschutz
Die langlebigen Filterelemente erfüllen die technischen Schlüsselanforderungen sowohl im Filtrationsgrad (der Anspruch war: Nullemission aus geschlossenen Systemen) als auch im konstruktiven Explosionsschutz. Generell können in Entstaubungsfiltern je nach Staub und Lösebegleitern vor einer ersten Filterstufe Explosionen im Rohgasraum entstehen. In gängigen explosionsdruckfesten Entstaubungsfiltersystemen wird der Explosionsdruck im Durchgang durch diese Filterstufe in den folgenden Reingasraum sicher entspannt. In TRM-Filtern wird darüber hinaus die Flamme als Zündquelle für hybride Gemische aus Pulvern und Lösemitteln am ersten Filter zurückgehalten. So kann eine Zündung hybrider Gemische nach der Primärfilterstufe ausgeschlossen werden. Des Weiteren ist der Filter dissipativ ableitend gestaltet, um eine elektrostatische Aufladung zu unterbinden. Selbst der geringfügigste bleibende Filterbelag der meisten organischen Stäube ist ausreichend leitfähig, um die elektrostatische Zündenergie der Filterelemente für Stäube wirksam zu begrenzen. Hybride Gemische zünden bereits mit niedrigen Zündenergien (MZE), teilweise mit MZE 1 mJ. Eine Zündgefahr wird aber durch den dissipativ ableitenden Filteraufbau ausgeschlossen.
Optimierte Reinigung
Intelligente Filtersysteme für pharmazeutische Produktionsanlagen sollen aber nicht nur einen möglichst hohen Filtrationsgrad aufweisen – sie sind idealerweise zudem leicht zu reinigen, um den Wartungsaufwand niedrig zu halten. Deshalb sollte der Rückhalt der Staubpartikel an der Oberfläche der Filterelemente erfolgen. Die im Folgenden beschriebene Ausgestaltung der Filterelemente bildet ein erstes Element im Dreiklang der Maßnahmen von optimierten Filterelementen, bester Filterreinigung und funktionaler Reinigungssteuerung für die hochleistungsfähige Filtertechnik von TRM.
Die Filtermedien sind mehrlagig aufgebaut. Die feine Porenstruktur der ersten ePTFE-Filtermembran erschließt der aktiven Primärfilterstufe einen Filtrationsgrad H13. Die Ausgestaltung als dünnschichtige Membran sichert eine Oberflächenfiltration, sie vermeidet ein Eindringen von feinen Staubpartikeln in tiefere Schichten des Filtermediums und ermöglicht damit eine leichte Regeneration der aktiven Filterfläche durch Abreinigung im Druckluftstrom.
Weitere Lagen der Filtermedien gewährleisten konstruktive Stabilität, Durchgängigkeit und Wirksamkeit des Reinigungsluftstromes und die dissipative elektrische Ableitung aus dem Filtermedium in einer gröberen Porenstruktur. Dieses optimierte Filtermedium wird in eine Filterkartusche für eine insgesamt vertikale Luftströmung eingebaut. Eine mehrfache Faltung des Filtermediums vergrößert die Filterfläche hinsichtlich des umbauten Raumvolumens. Die vertikale Anordnung der Filterflächen ermöglicht es, Filterstäube in tiefer angeordnete Staubsammelvorrichtungen auszuleiten.
Praxistest erfolgreich bestanden
Die Filterreinigung erleichtern TRM-Filter mithilfe der Rotatronic-Mechanik. Dabei werden entlang der gesamten Filterinnenfläche Rotationsdüsen geführt, die während der Druckluftabreinigung zum Einsatz kommen. Dieses Bauprinzip hat sich in mehr als 100 Anwendungen bewährt. Nur ein Beispiel: In einem Fertigungsbetrieb mit häufigem Produktwechsel galt es, höher staubbeladene Luftströme eines Fluid-Bed-Granulators zu entstauben. Trotz der hohen Belastungen konnten mit den aktiven Filtern Filterstandzeiten von mehr als 18 Monaten erreicht werden. Während die Rotationsdüsen bislang horizontal angeordnet waren, hat TRM die Funktionalität durch eine vertikale Konstruktion weiter verbessern können: Nun ist der Filteraufbau kompakter und Filterstäube lassen sich noch leichter entfernen.
Die Rotatronic-Mechanik arbeitet Hand in Hand mit Rotatronic-Control, einer funktionalen Reinigungssteuerung. Dieser Prozesssteuerung gelingt es selbstlernend, ein dynamisches Filtergleichgewicht am idealen Arbeitspunkt des Filters zu erreichen – und das unter veränderlichen und in der Regel unbekannten Bedingungen. Dabei tastet sich Rotatronic-Control iterativ an das Filtergleichgewicht heran, indem sie die Prozessbedingungen analysiert und nachvollzieht. Darüber hinaus steuert Rotatronic-Control die Filterreinigung und gibt zu relevanten Messzeitpunkten Statusberichte zum Zustand der Filter. So kann der Filter rechtzeitig getauscht werden.
Suchwort: cav0218trm
Autor: Dr. Thomas Schwalbe
Business Development Manager,
TRM Filter
