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Home Fokus Anlagen & Komponenten

Kontinuierliche Filtration erlaubt Produktionssteigerung

25. August 2018
in Anlagen & Komponenten
Antibiotika Antibiotikum Medizin Pharma Tabletten

Deut­liche Einsparun­gen, höhere Aus­beute bei größerem Durch­satz – in der Antibi­otikapro­duk­tion kön­nen Pharma­her­steller dank der Umstel­lung von Char­gen­fer­ti­gung auf einen kon­tinuier­lichen Her­stel­lung­sprozess klar mess­bare Vorteile erzie­len. In einem Pro­jekt lag die Pro­duk­tiv­itätssteigerung bei rund 150 Prozent. Entschei­den­den Anteil daran hat der Ein­satz eines Druck­drehfil­ters von BHS-Sonthofen.

Pharma­her­steller ste­hen oft vor der Her­aus­forderung, die Pro­duk­tion eines Wirk­stoffs deut­lich auszuweit­en. Bei Erweiterung­spro­jek­ten dieser Art ist häu­fig eine Analyse des Pro­duk­tion­sprozess­es rat­sam. In einem Fall, in dem die Pro­duk­tion nach dem klas­sis­chen Prinzip des Batch­prozess­es erfol­gte, hat die Pro­jek­tleitung für die Trennstufe die Umstel­lung auf ein kon­tinuier­lich­es Ver­fahren durch Ein­satz eines Druck­drehfil­ters vom Typ RPF P02 von BHS-Son­thofen sowie die Auf­s­tock­ung der Reak­torzahl empfohlen.

Das kon­tinuier­liche Ver­fahren erzielt nun eine Pro­duk­tiv­itätssteigerung von rund 150 Prozent – bei einem Bruchteil der Investi­tion­skosten im Ver­gle­ich zum bish­eri­gen Her­stel­lung­sprozess. Zudem hat die Umstel­lung des Fil­tra­tionss­chrittes auf einen kon­tinuier­lichen Prozess die Aus­beute um knapp ein Drit­tel erhöht. Die Rentabil­ität des Pro­duk­ts ist also zusät­zlich gestiegen: Das Online-Mon­i­tor­ing des kon­tinuier­lichen Fil­tra­tions- und Wasch­prozess­es führt zu ein­er erhe­blich gle­ich­mäßigeren Pro­duk­tqual­ität bei gle­ichzeit­iger Reduk­tion der einge­set­zten Betriebsmittel.

Ungenutztes Potenzial im Batchprozess

Im Her­stel­lung­sprozess nach dem Batch-Prinzip ging eine Menge ungenutztes Poten­zial ver­loren. So war die Wirk­stoff­pro­duk­tion im Reak­tor erhe­blich höher als die tat­säch­liche Aus­beute nach der Trock­nung, weil mit dem Trüblauf der Anfangs­fil­tra­tion in der einge­set­zten Rührdruck­nutsche viel Wirk­stoff ver­wor­fen wurde. Dieses Poten­zial wurde zu einem großen Teil im kon­tinuier­lichen Prozess genutzt.

Als kon­tinuier­lich­er Pro­duk­t­strom stellte im konkreten Fall die dop­pelte Menge Wirk­stoff für eine vol­lkon­tinuier­liche Trennstufe wie den BHS Druck­drehfil­ter mit ein­er aktiv­en Fil­ter­fläche von 0,5 m² nur eine geringe Belas­tung dar. Der Druck­drehfil­ter ver­ringert im Ver­gle­ich zum Batch­sys­tem, das aus dem gesamten Fest­stoff ein­er Charge einen Fil­terkuchen bildet, auch die Kuchen­stärke enorm. Das gener­iert einen erhe­blich gerin­geren Kuchenwiderstand.

Reduzierung des Wirkstoffverlusts auf weniger als 5 Prozent

Dank des dün­neren Fil­terkuchens lässt sich der Fil­tra­tions­druck soweit reduzieren, dass eine opti­mierte Ein­stel­lung für dauer­haft hohe Per­for­mance gewährleis­tet wer­den kann. Außer­dem ist es möglich, ein deut­lich dichteres Fil­ter­medi­um einzuset­zen, das zu sofor­tigem Klar­lauf führt und die zuvor unver­mei­dliche Trüblauf­phase erübrigt – ein entschei­den­der Vorteil bei der Nutzung der kon­tinuier­lichen Fil­tra­tion. Mit der Ver­hin­derung der Trüblauf­phase hat sich in dem Pro­jekt der Wirk­stof­fver­lust gegenüber ursprünglich rund 25 Prozent auf weniger als 5 Prozent reduziert.

Bed­ingt durch den kom­pak­ten Auf­bau des Fil­terkuchens, die geringe Kuchen­höhe und die opti­mierte Strö­mungs­führung als ide­ale Kol­ben­strö­mung gestal­tet sich die Wäsche des Fest­stoffes zudem äußerst effek­tiv. Über ein zusät­zlich­es Online-Mon­i­tor­ing der Waschfil­trate kann in kürzester Zeit ein opti­miert­er Waschmit­telbe­darf ermit­telt wer­den. Die Folge: eine Einsparung an Lösemit­teln von rund 20 Prozent, was nicht nur den gesamten Her­stel­lung­sprozess ent­lastet, son­dern auch eine merk­lich sta­bil­er eingestellte Kristalli­sa­tion­sstufe ermöglicht.

Dank opti­miert­er Kuchen­wäsche mit­tels Kol­ben­strö­mung lässt sich das Waschfil­trat kom­plett nutzen. Auch an dieser Stelle führt die kon­tinuier­liche Ver­ar­beitung in Verbindung mit Prozess Ana­lytis­chen Tech­nolo­gien (PAT) zum effizien­teren Ein­satz der Betrieb­smit­tel, was sich in der Erhöhung der Aus­beute nieder­schlägt. Denn mit der Reduk­tion im Gesamtlösemit­telver­brauch unter die Max­i­mal­be­las­tung muss nun kein Pro­dukt wie bei der Rührdruck­nutsche ver­wor­fen werden.

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Tags: BatchBHSFilterHerstellungSonthofenTitel-Thema
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