Pulverabfüllung Siebmühle und Dosiereinheit verschmelzen zu einem Prozessmodul

Redakteur: Anke Geipel-Kern

Bei einer Raumhöhe von knapp zwei Metern Produkte mittels Desagglomeration zu homogenisieren, präzise zu dosieren und offen oder geschlossen abzufüllen, verlangt meist nach umständlichen und kostenintensiven Lösungen. Dass es auch anders geht, und dabei trotzdem GMP- gerecht verfahren werden kann, beweist das neue Konzept „Zwei in Einem“.

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Der Profiliner ermöglicht staubdichtes Befüllen.
Der Profiliner ermöglicht staubdichtes Befüllen.
(Bild: Frewitt)

Boehringer Ingelheim Pharma betreibt zur Fertigung diverser Pharmawirkstoffe einen Multiproduktbetrieb, der aus einem Synthese- (Alkaloide 6) und einem Trocknungsteil (Alkaloide 1) besteht. Im Rahmen eines Sanierungsprojekts Alkaloide 1 sollte der Trocknungsbereich modernisiert und erweitert werden, was die Entkernung des betroffenen Gebäudeteils und die Installation von zwei Reinräumen zur Folge hatte. Die aus Mutterlaugen durch Zentrifugation abgetrennten lösungsmittelfeuchten Pharmawirkstoffe müssen laut Pflichtenheft einen Konustrockner passieren und danach chargenweise in einer inerten Atmosphäre ausgetragen und abgefüllt werden können.

Der Konformitätsnachweis sämtlicher Rechtsvorschriften und Bewertungsverfahren, welche das Produkt sowie die Anlage und Anlagenteile betreffen, sind integrierender Bestandteil des Projekts, das Boehringer bei Frewitt in Auftrag gab.

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Gute Gründe für das Frewitt-System

Die Entscheidungsträger der Firma Boehringer in Ingelheim haben folgende Gründe dazu bewogen, die neue Anlage mit Frewitt als Projektpartner zu realisieren:

  • Geringe Einbauhöhe der Gesamtanlage (< 2m),
  • Schnelles, präzises und kompaktes Dosiersystem (Siebmühle und Dosierung der FU in einem Modul),
  • GMP-Design – Reinigung im montierten Zustand (CIP-fähig),
  • Flexibles Abfüllsystem (Befüllung im offenen oder geschlossenen Zustand),
  • Einfaches Herausschwenken des Mahlkopfs aus der Anlage,
  • Falschluftsystem/Entstaubungsleitung mit integriertem Filter für OEB 4,
  • Reduzierte Planungs- und Herstellungskosten (alles aus einer Hand).

Neue Produkte fordern die Produktion

In den letzten Jahren hat die Anzahl Produkte, welche auf der bestehenden Anlage in Ingelheim produziert werden, stark zugenommen. Nebst den Alkaloiden kamen viele neue Produkte hinzu und das System sollte den neuen Anforderungen, schnell und sicher von einem auf das andere Produkt umzustellen, besser gewachsen sein.

Dieses Bewusstsein führte zu einer Definition von Hauptkriterien: Installation der Trockneraustrags- und Abfüllebene im Reinraum (Reinraumklasse D / ISO 8) des Erdgeschosses unter Einhaltung der Einbauhöhe von <2m, die sich aus dem freien Raum zwischen der Unterkante des Kugelsegmentschiebers und der Aufstellfläche der Anlage ergibt. Die Dosierung sollte mit Hilfe handelsüblicher Dosierorgane wie Vibrations-Dosierklappen und Dosierschieber realisiert werden können.

Um bei der Einhaltung des OEB-Levels 4 auf der sicheren Seite zu sein, entschied sich Boehringer für ein Endloslinersystem mit Wechselkartuschen. Sämtliche Anlagenbestandteile inklusive der Rollenbahnen mit integriertem Wägesystem und der Steuerung der Entleer- und Abfülltechnik mussten von Frewitt in ATEX ausgeführt werden. Nach dem Startschuss konnte es mit der Planung und Realisierung der Anlage losgehen.

Ausgefeiltes Dosierkonzept

Der erste Prozessschritt hat seinen Ursprung im Konustrockner im ersten Stock des Gebäudes, aus dem das Produkt der Siebmühle, die sich im Reinraum des Erdgeschosses befindet, gravimetrisch zugeführt wird. Der Konustrockner ist über ein Fallrohr mit Doppel-Triclamp-Kompensator mit der Siebmühle staubfrei verbunden. Das Produkt fällt aus dem Konustrockner auf eine vorgelagerte Dosiereinheit.

Am Einlauf der Siebmühle befindet sich ein magnetischer Sicherheitsendschalter, welcher die Inbetriebnahme der Maschine verunmöglicht, solange der Einlauftrichter nicht montiert ist. Der Antrieb der Siebmühle besteht aus einem Motor in ATEX-Ausführung mit fester Drehzahl und einem Antriebslager im vollständig abgedichteten Monoblock-Gehäuse, um eine Produkterwärmung durch die Antriebseinheit zu verhindern.

Die vorerwähnte Siebmühle besitzt gegenüber konventionellen Mühlen eine um 25% grössere Siebfläche, - was zu erhöhtem Durchsatz führt -, sie kann für die Trocken- und Feuchtzerkleinerung eingesetzt und einfach in die Gesamtanlage integriert werden.

Der Auftraggeber hat sich für diese Siebmühle entschieden, weil sie mit der Dosiereinheit zusammen nur ein Prozessmodul bildet; ein System, das auf dem Markt einzigartig ist und von Insidern als „Zwei in Einem“ bezeichnet wird. In diesem Modul wird der Feststoff zu rieselfähigem Pulver desagglomeriert und ebenfalls sehr präzise in das Primärgebinde dosiert.

Abfüllkonzept für APIs

Beim Abfüllen verwendet der Kunde als Sekundärgebinde eine Fibre-Trommel (80 Liter). Es werden 25kg Produkt mit einer Genauigkeit von (± 0,5 %) eingewogen. Zur Abfüllung von weniger gefährlichen Stoffen wird der Befüllkopf der Sackhalterung ProFi-Lun, und zur Abfüllung hochwirksamer Stoffe der Endlosschlauch-Befüllkopf ProFi-Liner verwendet. Im letzten Fall handelt es sich um einen geschlossenen Prozess mit Endlosschlauchfolie, bei der ein OEB-Level 4 (OEL 1-10µg/m³) gewährleistet werden kann, was dem Luftgrenzwert für Boehringer eigene Wirkstoffe von BIEL 3b entspricht.

Das verschlossene Folienende wird vom Bediener in die Fibre-Trommel gezogen und mit Stickstoff aufgeblasen, um eine optimale Befüllung des Gebindes vorzubereiten.

Während des Abfüllvorgangs werden mittels Profi-Vent-Falschluftsystem die verdrängte Luft evakuiert, Stäube aus dem Gebinde abgesaugt und danach kann das Primärgebinde vakuumiert und mithilfe einer Schneid- und Schliessvorrichtung nach Containment-Bedingungen verschlossen werden. Der Bediener zieht nun wieder ausreichend Folie vom Folienträger in die Fibre-Trommel und der Abfüllvorgang kann von neuem beginnen.

Ein großer Vorteil dieses Abfüllkonzepts besteht in der modularen Bauweise der Befüllköpfe: Mit wenigen Handgriffen kann damit von einem geschlossenen auf ein offenes System, und umgekehrt, umgerüstet werden.

„Auch im geschlossenen Prozess muss die Anlage reinigbar sein“, so lautete eine weitere Anforderung des Auftraggebers. Das integrierte CIP-Reinigungssystem von Frewitt besteht aus Reinigungsanschlüssen, Sprühkugeln und einer Reinigungshaube, welche am Auslauf des Profi-Liners montiert ist. Ein induktiver Doppelsensor sorgt durch das Abfragen des Schliesszustands der Reinigungshaube für Sicherheit im Prozess.

Das Herzstück

Last but not least sei der Hauptvorteil des Prozessmoduls spezifisch erwähnt, das i-Tüpfelchen dieses einmaligen Anlagenkonzepts: Siebmühle und Dosiersystem in einem Modul, das inklusive Nachrieselschutz sage und schreibe 345mm misst. In diesem kompaktesten aller Module kann das Produkt aus dem Trockner auf kleinstem Raum zuerst homogenisiert und präzise in die Endgebinde abgefüllt werden. „Zwei in Einem“ und die durchgängige Planung des Projektteams von Frewitt haben zu einer wesentlichen Reduktion der Projektkosten und zur zeitgerechten Realisierung der Anlage von Boehringer in Ingelheim geführt.

* Kontakt Frewitt: +41-26-460-74-00

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