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Verfahrenstechnik 1-2/2016

Verfahrenstechnik 1-2/2016

VERFAHREN UND ANLAGEN

VERFAHREN UND ANLAGEN Clever verknüpft Systeme zum Fördern und Dosieren von Feststoffen Gabriela Mikhaiel Beim Fördern und Dosieren von pharmazeutischen Wirk- (APIs) und Zusatzstoffen in Pulverform werden Hersteller und Verarbeiter vor große Herausforderungen gestellt. GMP-konforme und effiziente Prozessgeräte sollen Produkt kontamination vermeiden, ein schadstofffreies Arbeitsumfeld sichern und in großem Masse die Aufgaben der Betreiber begünstigen. Ein Hersteller bietet eine Reihe von Dosieranlagen für kleine Produktmengen im Milligramm-Bereich bis hin zu großen Produktvolumen. Die meisten Dosierorgane werden in Kombination mit der patentierten PTS-(Powder Transfer System)-Technologie eingesetzt und optimieren die Produktion insofern, als dass mehrere Arbeitsschritte verknüpft werden können. Nämlich die geschlossene Herbeiführung des Produktes, die Dosierung und Ab-/Verpackung sowie, wenn nötig, die saubere Weiterführung zum nächsten Prozessschritt. Autorin: Gabriela Mikhaiel, Marketing, Dec Group, Ecublens, Schweiz Das pneumatische PTS-System fördert Pulver aktiv über längere Distanzen im sogenannten Dichtstrom. Die Pulver werden mit geringer Fördergeschwindigkeit (< 3 m/s) in hohem Verhältnis von der Produkt- zur Luftmenge produktschonend gefördert. Das System arbeitet mit Vakuum und Druck. Bei Behälterentleerungen kann daher auf Schwerkraft, sprich mehrstöckige Prozessanlagen, verzichtet werden. Verbesserte Förderprozesse Diese Pulvertransfertechnologie hat weltweit neue industrielle Maßstäbe gesetzt und bewirkt eine deutliche Verbesserung aller Förderprozesse, indem sie einen sehr hohen Containment-Wert gewährleistet (< 1 µg/m 3 ), die Produktion erhöht und gleichzeitig Sicherheit und Hygiene maßgeblich verbessert. Durch das einzigartige Flachfilterkonzept und die kontinuierliche Filterreinigung während des Betriebs gewährleistet das PTS-System eine hervorragende Saugkraft über die gesamte Prozessdauer. Powder Transfer Systeme bieten klare Vorteile und erlauben eine Vielzahl von Funktionen: n Entleerung und Beschickung von Prozessanlagen (einschließlich Reaktoren, Trockner und Zentrifugen) n Fördern von Pulver (klebrig, fein, schlechtfließend, hygroskopisch, feucht etc.) n sicheres Fördern toxischer (Containment < 1 g/m 3 ) oder explosionsfähiger Pulver < 1 mJ (MZE) n direkte Förderung in geschlossene Behälter unter Vakuum oder Druck n verhindern von Staubentwicklung n Ausschluss von Sauerstoffatmosphäre n Förderung von Pulver unter Lösungsmittelatmosphäre n rückstandsfreie Entleerung n keine Partikelbeschädigung n leicht an Ort und Stelle zu reinigen – CIP/ SIP Sinnvoll kombiniert Bei Um- und Abfüllanlagen spielt das Dosierorgan eine wichtige Rolle. Die Dosiergenauigkeit und die Möglichkeit einer einfachen Reinigung beim Produktwechsel sind zentrale Faktoren. Bei der aktiven Pulverförderung werden die Pulver häufig in einen Pufferbehälter gefördert und aus diesem dann anschließend dosiert. Die Firma Dec bietet hierzu eine Lösung an, und zwar eine Kombination bestehend aus dem PTS-Fördersystem und dem Dosier system Dosivalve. In diesem Gesamtsystem agiert der Körper der Anlage selbst als Puffer behälter. Der pneumatisch angetriebene Kolben im Dosivalve öffnet und schließt den Pulverdurchlass gemäß der gewünschten Parametrierung. Durch Variieren der Ein stellungen können Fördergeschwindigkeit, Gewicht und Präzision gesteuert werden. Das System weist keine rotierenden Teile auf und ermöglicht eine einfache Reinigung und Sterilisation (CIP/SIP). Das kompakte Powderflex-System wird für kontinuierliches Fördern und Dosieren eingesetzt und besteht aus zwei kalibrierten Dosierkammern, die abwechselnd mittels Vakuum und Druck bei hoher Frequenz gefüllt und entleert werden. Dadurch entsteht ein kontinuierlicher Durchfluss. Die Förder kapazität kann je nach Verfahren und Anforderung durch Anpassung der Kammervolumen (auch für geringe Produktvolumen < 1 cm 3 ) oder Änderung der Frequenz angepasst werden. 12 VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2016

VERFAHREN UND ANLAGEN Das Funktionsprinzip beruht auch hier auf dem Flachfilterkonzept. Die Kammern sind im oberen Teil mit einer flachen Filtermembran ausgerüstet. Die Filter werden bei jedem Entleerungszyklus automatisch abgereinigt, dies bewirkt ebenfalls eine konstante Saugund Förderleistung. Durch Kombination von volumetrischer Vordo sierung und gravimetrischer Feindosierung kann, gekoppelt mit einer Waage, die Dosie rung von sehr kleinen Mengen erzielt werden, beispielsweise für die kontinuierliche Beifügung von Zusatzmitteln. Die Schüttgüter werden ohne Veränderung deren Eigenschaften gefördert, auch unter Einsatz von Inertgas. Das betriebssichere Powderflex-System ermöglicht den Umgang mit explosiven Pulvern z. B. bei der Beschickung von Reaktoren. Mit Powderflex können Pulver aus beliebigen Behältern angesaugt und über große Distanzen (> 50 m) gefördert und dosiert werden. Es besteht dabei die Möglichkeit, verschiedene Produkte fortlaufend zu mischen und problemlos und schnell zu wechseln. Die Vorteile des Powderflex Systems sind: n kombiniertes Pulverdosier- und Fördersystem, auch über große Distanzen > 50 m n ideal für toxische und explosionsfähige Pulver n kontinuierliche Förderung und Beschickung von Prozessanlagen n präzise Dosierung n sterile Ausführung n Mobilausführung oder Wandinstallation, n einfache Reinigung, geringer Wartungsaufwand Dosierung im Milligrammbereich Für minimale Produktmengen bietet Dec das Micro-PTS an, das sich durch hohe volu me - trische Dosiergenauigkeit im Kleinmengenbereich (0,5 mg – 100 g) auszeichnet. Die Dosierung erfolgt innerhalb von Sekunden mit bis zu 60 Dosierungen pro Minute. Das Dosiergerät ermöglicht eine kontaktlose Gewichtsmessung mittels Inprozess kontrolle jeder Dosierung (IPC) und arbeitet im geschlossenen Kreislauf. Das Dosiergewicht kann online angepasst werden. Gerade in Laboren der Pharma- und Biotechnologie, wo teure hochwirksame Stoffe 01 Endlosliner-Abfüllanlage mit Kombination aus den Systemen PTS (Fördern) und Dosivalve (Dosieren); rechts im Bild ist ein PTS-Batchmixer zu sehen 02 Pulverdosiergerät Micro-PTS für Kleinmengen zur Probenvorbereitung eingewogen werden müssen, soll die Dosierung präzise, schnell und möglichst ohne Produktverlust erfolgen. Das Micro-PTS wird diesen Anforderungen mit dem hohen Durchsatz der volumetrischen Dosierung und der vergleichbaren Präzision eines gravimetrischen Systems gerecht. Es erreicht eine Genauigkeit bis zu 1 %, auch dann, wenn die Schüttgutdichte variiert. Das Gerät wird hauptsächlich im Bereich Forschung und Entwicklung eingesetzt, kann jedoch auch im Produktions-Maßstab zum Einsatz kommen. Der große Vorteil des Systems besteht darin, dass alle Pulver dosiert werden können, einschließlich schwieriger kosmetischer Produkte mit Bindemitteln oder auch sehr feinen Pulvern mit einer Partikelgröße von < 1 µm für die Tablettierung oder beispielsweise elektrostatisch aufgeladene Pulver. Das Micro-PTS kann vielseitig eingesetzt werden, auch in explosionsgefährdeten Bereichen (Atex). Besonders gut geeignet ist es für den Laboreinsatz, bei der Probenvorbereitung etwa, wo anspruchsvolles automatisiertes Dosieren zur Befüllung von Sprit- zen, Fläschchen, etc. die manu elle Einwaage ersetzt. Weitere Anwendungs gebiete stellen die Beschickung von Laborreaktorsystemen für Forschungs- und Entwicklungszwecke oder Schmelzextrusion dar. Effizienz und Risikomanagement Mit dem 2007 in Kraft getretenen Regelwerk Reach müssen Unternehmen ab einer gewissen Menge pro Jahr aufweisen, wie Risiken, die mit besonders besorgniserregenden Stoffen verbunden sind, beherrscht werden können. Anlagen sollten nicht nur in der Lage sein, effizient zu produzieren, sondern gleichzeitig mit Hinsicht auf das Risikomanagement Vorteile bieten. Die vielseitigen Pulverhandling-Systeme des Unternehmens Dec steigern zum einen die Produktions effizienz und bieten durch hohes Containment eine geeignete Maßnahme zur Expositionsbeherrschung. Fotos: Fotolia, Dec www.dec-group.net VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2016 13

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