Kondensationstrocknung Mit dem Airgenex-Verfahren Infusionsflaschen sicher trocknen und kühlen

Redakteur: Anke Geipel-Kern

Pharmaspezialist B. Braun ist mittlerweile ein überzeugter Nutzer der Kondensationstrocknung, die auf Wärmepumpenbasis funktioniert. Mehr als zwölf Anlagen gibt es weltweit, die jüngste ist jetzt kürzlich in Betrieb gegangen. Hier trocknet das Unternehmen Infusionsflaschen aus Polyethylen.

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Nach dem Sterilisieren müssen die PE-Infusionsflaschen außen getrocknet und anschließend die Flüssigkeit innen gekühlt werden.
Nach dem Sterilisieren müssen die PE-Infusionsflaschen außen getrocknet und anschließend die Flüssigkeit innen gekühlt werden.
(Bilder: Harter)

Die Herstellungsprozesse von Arzneimitteln sind derart komplex und vielschichtig, dass die Trocknung oft als unwichtig erscheint und nicht richtig wahrgenommen wird. Funktioniert die Trocknung dann allerdings nicht oder nur unzureichend, entsteht ein Nadelöhr.

Deshalb verbessert eine hochwertige und reproduzierbare Trocknung die Qualität der Produkte und optimiert gleichzeitig den Fertigungsablauf. Diesen Weg geht ein renommiertes Pharmaunternehmen seit einigen Jahren durch den Einsatz der Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe.

Überzeugter Nutzer

Der weltweit operierende Pharmakonzern B. Braun Avitum hat am Standort Glandorf in Niedersachsen im Oktober letzten Jahres nach einer Investition von rund 50 Millionen Euro eine neue Produktionsstätte eingeweiht. In der neuen Fertigungsanlage produziert B. Braun die so genannten Ecoflac plus Infusions- und Spüllösungen für den Einsatz in der Dialyse.

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Bei der umfangreichen Planung dieser neuen Stätte wurden die Themen Trocknung und Kühlung sofort mit eingeschlossen – und zwar mit der im Unternehmen zwischenzeitlich bekannten Kondensationstrocknung auf Wärmepumpenbasis. Auch an zahlreichen anderen Standorten hat B. Braun bereits sehr gute Erfahrungen mit dieser alternativen Trocknungsmethode gemacht, die zwar nicht mehr ganz neu, aber vielen Betreibern nach wie vor unbekannt ist.

Ein Dutzend Harter-Trockner hat B. Braun in verschiedenen Werken im In- und Ausland im Einsatz. Daher wusste der zuständige Projektleiter Manfred Klass um die Effizienz dieser Trocknungstechnologie. Dennoch sollten Trocknungstests im Hause Harter Aufschluss geben, ob die Kondensationstrocknung auch für die speziellen Anforderungen der Ecoflac- Plus-Linie geeignet war.

Trocknung und Kühlung nach Sterilisation

Grundsätzlich gehören Versuchsreihen im hauseigenen Technikum bei Harter zum Dienstleistungsangebot des Trocknungsanlagenbauers und sind zugleich sinnvolle Vorgehensweise, um die für eine Trocknung relevanten Parameter wie Temperatur, Zeit, Feuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit und Luftvolumenstrom zu ermitteln. Sie bilden die Grundlage für die weitere Konzeption, so geschehen auch im Fall B. Braun Glandorf.

Umfangreiche und schließlich erfolgreiche Tests wurden in der Praxis in folgender Anlagentechnik verwirklicht. Passend zu den beiden Sterilisatoren wurden zwei parallele Trocken-Kühl-Tunnel mit je neun Gestellplätzen installiert. Die Anlagen sind über ein isoliertes und schallarmes Luftkanalsystem mit je einem Airgenexmed-Entfeuchtungsmodul verbunden, das die klimatischen Verhältnisse im Trocken-Kühl-Raum regelt.

Die zu trocknenden Verpackungen, besagte Infusionsbehälter aus PE, sind mit einer 1000 ml-Lösung befüllt. Nach dem Sterilisieren müssen die Kunststoffflaschen außen getrocknet und anschließend die Flüssigkeit innen gekühlt werden. Nach der Vorgabe von B. Braun sollte der Trocken-Kühl-Tunnel an die Taktzeit der Autoklaven angepasst werden. Die Ecoflac-Behälter befinden sich in Beladewannen, die zu Gestellen gestapelt werden.

Der Autoklav gibt den Takt vor

Jedes Gestell besteht aus sechs Wannen. Die Gestelle werden nach dem Sterilisieren automatisch in den Tunnel befördert. Die begehbaren Tunnel verfügen über automatisch angesteuerte Tore, die jeweils am Anfang und am Ende angebracht sind. Die PE-Flaschen werden, je nach Rezept und Beladungszustand, zwischen 25 und 55 Minuten lang getrocknet.

Die Trocknungstemperatur liegt bei 60 °C. Nach dem Trocknungsvorgang wird der Tunnel automatisch auf den Kühlprozess umgestellt. Wiederum abhängig von Rezept und Beladung dauert der anschließende Kühlvorgang zwischen 60 und 90 Minuten. Hierbei liegt die Kühltemperatur bei 5 °C.

Die Infusionslösungen haben vor der Trocknung eine Temperatur von 55 °C, nach dem Kühlprozess liegt sie bei 42 °C. Die Trocken- und Kühlprozesse werden mittels SPS gesteuert, auf einem Touch-Panel visualisiert und sind dem unternehmenseigenen System untergeordnet. Entsprechend den Anforderungen von B. Braun werden alle Produkte in der gewünschten Zeit vollständig, sicher und zugleich schonend getrocknet und gekühlt, sei es in Voll- oder Teilbeladung.

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Die Physik erklärt die Effizienz

Die Antwort auf die extreme Effizienz der Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe liegt in ihrem physikalisch alternativen Ansatz. Extrem trockene und damit ungesättigte Luft wird über das Trocknungsgut, im Fall B. Braun durch die mit Infusionsbehältern gefüllten und aufgestapelten Wannen, geführt und nimmt dabei die Feuchtigkeit auf.

Die mit Feuchtigkeit beladene Luft wird anschließend im Entfeuchtungsmodul getrocknet. Die Feuchtigkeit verlässt als Kondensat die Anlage. Anschließend wird die abgekühlte Luft wieder erwärmt und weitergeleitet. Der Kreislauf ist geschlossen. Der Trocknungszyklus ist dadurch nahezu emissionsfrei.

Im Kühlzyklus ist nur der Luftkühler aktiv, der die Luft aus dem Trocken-Kühltunnel abkühlt. Die hierbei entstehende Abwärme wird über einen Zusatzverflüssiger aus dem System abgeführt. Die Air­genexmed-Technologie, die für die Entfeuchtung der Luft zuständig ist, wird je nach Kundenwunsch und Platzverhältnissen an den Trockenraum angeschlossen oder in diesen integriert.

Die Luftführung ist das Geheimnis

Bei B. Braun wurden die Entfeuchtungsmodule als separate Aggregate auf den Tunneln platziert. Ob es sich bei der Trocknung um ein kontinuierliches Verfahren oder einen Batchbetrieb handelt, spielt grundsätzlich keine Rolle. Die Trocknungskammer wird kundenspezifisch mit einem speziellen Umluftsystem mit individueller Luftführung ausgestattet.

„Die richtige Luftführung spielt eine wesentliche Rolle, damit die Kondensationstrocknung ihre volle Wirkung entfalten kann. Naturgemäß geht die Luft den Weg des geringsten Widerstands. Sie in die richtigen Bahnen zu lenken, ist eine Spezialität von Harter und erfordert viel Know-how“, erklärt Jochen Schumacher vom technischen Vertrieb bei Harter.

Denn nur durch das perfekte Zusammenspiel von Luftentfeuchtung und Luftführung, aber auch Luftgeschwindigkeit und Volumenstrom im Trockenraum wird die Kondensationstrocknung für das jeweilige Produkt zum Erfolg. Die Trocken-­Kühl-Tunnel bei B. Braun wurden mit je neun Frequenzumrichter-gesteuerten Umluftventilatoren ausgestattet. Sie sorgen für eine optimale Luftverteilung innerhalb eines Gestellplatzes im Trockner und werden entsprechend der Beladung gesteuert.

Am Ende zählt das Ergebnis

Das Umluftsystem und die Luftführung innerhalb des Trockners sind stets individuelle Lösungen. Wie sie im Detail aussehen, will Harter aus Gründen der Geheimhaltung nicht erläutern. „Am Ende zählt für den Kunden nur, dass der Trocken-Kühl-Prozess sowohl bei Voll- als auch bei Teilbeladung reibungslos von statten geht“, so Schumacher.

* * Kontakt zu Jochen Schumacher, Harter Oberflächen- und Umwelttechnik GmbH, Stiefenhofen, Tel. +49-8383-9223-17

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