Schonend und sicher trocknen

Den hohen Stel­len­wert der Trock­nung im Fer­ti­gung­sprozess bewusst­machen, ihn verbessern und damit Qual­ität, Prozess­sicher­heit und Wirtschaftlichkeit opti­mieren – das ist das Leit­mo­tiv eines Trock­n­er­her­stellers aus dem All­gäu, der ein eigenes Trock­nungsver­fahren entwick­elt hat. Auch einige Unternehmen aus der Phar­main­dus­trie wis­sen zwis­chen­zeitlich die Vorzüge dieser Trock­nung­stech­nolo­gie zu schätzen.

Besagtes Trock­nungsver­fahren ist heute nicht mehr neu, aber vie­len Betreibern nach wie vor unbekan­nt. Es han­delt sich um die soge­nan­nte Kon­den­sa­tion­strock­nung auf Wärmepumpen­ba­sis, die der Trock­nungsan­la­gen­bauer Har­ter aus Stiefen­hofen im All­gäu vor über 25 Jahren auf den Markt gebracht und immer weit­er­en­twick­elt hat. Ursprünglich wurde dieses Ver­fahren in der Auto­mo­bilin­dus­trie einge­set­zt. Im Minu­ten­takt müssen dort Pro­duk­te aus Met­all oder Kun­st­stoff nach Vere­delungs- oder Reini­gung­sprozessen getrock­net wer­den. Die Anforderun­gen der Branche an die Trock­nung – schnell, voll­ständig, scho­nend und zugle­ich energies­parend – waren und sind hoch. Das von Har­ter entwick­elte Ver­fahren vere­int all diese Qual­itätsmerk­male, so wider­sprüch­lich sie auch klin­gen mögen. Der Grund hier­für liegt in seinem physikalisch alter­na­tiv­en Ansatz, den der Trock­n­er­her­steller für seine Tech­nolo­gie nutzt. Über die Jahre wur­den unter anderem Elek­tron­ikun­ternehmen, Schweiz­er Uhren­man­u­fak­turen sowie Unternehmen aus der Optik und der Medi­z­in­tech­nik auf die Kon­den­sa­tion­strock­nung mit Wärmepumpe aufmerk­sam. Auch Phar­ma- und Lebens­mit­tel­her­steller zeigten starkes Inter­esse, so dass das Unternehmen zu sein­er Air­genex — Kon­den­sa­tion­strock­nung die Sys­tem­vari­anten AIR­GENEXmed und AIR­GENEX­food entwick­elte, um somit den branchen­rel­e­van­ten Ansprüchen nach Hygiene Design und GMP/GAMP zu entsprechen.

Trocknen mit trockener Luft

Der Erfolg der Kon­den­sa­tion­strock­nung auf Wärmepumpen­ba­sis basiert auf zwei Säulen. Zum einen ein­er hochef­fizien­ten Luftent­feuch­tung mit­tels Wärmepumpe. Dabei wird in einem Ent­feuch­tungsmod­ul extrem trock­ene und damit ungesät­tigte Luft erzeugt, die anschließend über bzw. durch die zu trock­nende Ware geführt wird. Auf­grund der gerin­gen rel­a­tiv­en Feuchte in der Umluft nimmt die Luft die Feuchtigkeit der zu trock­nen­den Pro­duk­te sehr schnell auf. Anschließend wird der nun mit Feuchtigkeit belade­nen Luft im Ent­feuch­tungsmod­ul die gespe­icherte Feuchte ent­zo­gen. Sie wird auskon­den­siert und ver­lässt als Kon­den­sat die Anlage. Im geschlosse­nen Kreis­lauf wird die abgekühlte Luft wieder erwärmt und zurück in den Trock­en­raum geleit­et. Dadurch ist der Trock­nungszyk­lus so gut wie emis­sions­frei. Abhängig von Pro­dukt und Prozess liegen die Trock­nung­stem­per­a­turen zwis­chen 20° und 90° C. Je nach Anwen­dung wird das soge­nan­nte Air­genex — Ent­feuch­tungsmod­ul als sep­a­rates Mod­ul an den Trock­n­er angeschlossen oder in die Gesam­tan­lage inte­gri­ert. Dabei ist es völ­lig uner­he­blich, ob es sich um eine Trock­nung im Batch­be­trieb oder um einen kon­tinuier­lichen Prozess han­delt. Air­genex ist ein flex­i­bles Trock­nungssys­tem, das sich für Fest­stoffe und Ver­fahren aller Art eignet.

Die richtige Luft am richtigen Ort

Die Trock­nungskam­mer wird prozess- bzw. pro­duk­t­spez­i­fisch mit einem speziellen Umluft­sys­tem mit indi­vidu­eller Luft­führung aus­ges­tat­tet. Die Kon­den­sa­tion­strock­nung kann nur ihre volle Wirkung ent­fal­ten, wenn die Luft­führung richtig umge­set­zt wird. Naturgemäß wählt die Luft den Weg des ger­ing­sten Wider­stands. Sie wird in die richti­gen Bah­nen gelenkt, denn nur durch das per­fek­te Zusam­men­spiel von Ent­feuch­tung­stech­nik und Luft­führung wird die Kon­den­sa­tion­strock­nung für das jew­eilige Pro­dukt zum Erfolg. In die Umset­zung dessen fließt das Know-How bei Har­ter und seine Erfahrung aus 25 Jahren Trock­nungsan­la­gen­bau stets ein.

Schluss mit Ausschussware

Ein Phar­maun­ternehmen hat­te große Schwierigkeit­en mit ver­meintlichem Auss­chuss. Die dort pro­duzierten Vials wur­den auf­grund äußer­er Rest­feuchte automa­tisch aus­sortiert, da das Sys­tem sie als undicht ein­stufte. Durch eine hun­dert­prozentige Trock­nung der Ampullen kon­nte diese Sit­u­a­tion eli­m­iniert wer­den. Hier die Fak­ten und Zahlen: Gestelle mit in Kas­set­ten befind­lichen Vials von 5 – 100 ml Inhalt wer­den nach dem Ster­il­isieren in einen Trock­en-Kühl-Tun­nel gefördert. Sie wer­den dort bei 55° C 45 min. getrock­net und anschließend 30 min. auf 35° C gekühlt. Der Trock­en-Kühl-Tun­nel ist zur Auf­nahme von 3 Gestellen konzip­iert. Ins­ge­samt 3 spezielle, im Tun­nel befind­liche Ven­ti­la­toren sor­gen für eine opti­male Luftverteilung, wobei jed­er Ven­ti­la­tor einen eige­nen Kreis­lauf darstellt, der die zur Trock­nung notwendi­ge trock­ene Luft ziel­gerichtet durch das jew­eilige Gestell bzw. die Kas­set­ten führt. Der hier erzeugte Luftvol­u­men­strom beträgt ca. 30.000 m³/h. Auf diese Weise kann der Trock­nungsvor­gang auch bei Teil­be­ladung rei­bungs­los von stat­ten gehen. Die kom­plette Anlage hat eine Gesam­tan­schlus­sleis­tung von lediglich 33,4 kW. Die vorhan­de­nen Sys­teme zur Dichtheit­sprü­fung kön­nen nun beste Dien­ste leis­ten. Dadurch, dass die Vials heute wirk­lich voll­ständig trock­en sind, erhält das Sys­tem kein­er­lei Fehler­mel­dung mehr über die ange­bliche Undichte der Ampullen.

Trocknung und Kühlung nach Sterilisation

Durch ger­ingfügige Anpas­sun­gen kann die Kon­den­sa­tion­strock­nung auch zur Küh­lung ver­wen­det wer­den. Diese Tat­sache hat sich Har­ter bere­its bei eini­gen Pro­jek­ten zunutze gemacht. Im nach­fol­gen­den Fall ging es um die Anforderung eines weit­eren Phar­maun­ternehmens Infu­sions­flaschen nach der Ster­il­i­sa­tion voll­ständig und repro­duzier­bar zu trock­nen und zu kühlen, um sie direkt der Weit­er­ver­ar­beitung zuzuführen. Der dort real­isierte Trock­en-Kühl-Tun­nel wird char­gen­weise mit 12 War­en­träger­sys­te­men mit je 7 Träger­wan­nen bestückt. Dabei han­delt es sich beispiel­sweise um über 15.000 Infu­sions­flaschen mit einem Inhalt von je 500 ml. Der Ster­il­i­sa­tion­sprozess dauert 120 Minuten. Nach dem Ster­il­isieren liegt die Tem­per­atur der Flaschen bei cir­ca 55° C. Auf Wun­sch des Kun­den wurde der Trock­nung­sprozess mit der anschließen­den Küh­lung auf die vorgegebene Tak­tzeit angepasst. Somit ver­weilen die Flaschen eben­falls 120 Minuten im Trock­nungstun­nel, wobei die Trock­nung nach 20 Minuten abgeschlossen ist. Die restlichen 100 Minuten wer­den für die Küh­lung der Flaschen ver­wen­det, damit eine rei­bungslose Weit­er­ver­ar­beitung gewährleis­tet ist. Die im Kühl­prozess freige­set­zte Energie wird in diesem Fall über das vorhan­dene Kühlwasser­sys­tem abtrans­portiert. Alle Infu­sions­flaschen wer­den heute gle­ich­mäßig und scho­nend getrock­net und gekühlt. Trock­nung und Küh­lung sind gän­zlich repro­duzier­bar. Der Tun­nel ist mit einem speziellen Umluft­sys­tem zur Erzeu­gung eines hohen und zugle­ich geregel­ten Gesamtluftvol­u­men­stroms aus­ges­tat­tet. An den Tun­nel ist das Ent­feuch­tungsmod­ul angeschlossen, das für das erforder­liche Kli­ma in den ver­schiede­nen Prozessstufen des Trock­en-Kühl-Tun­nels ver­ant­wortlich ist.

Schonende Trocknung von Hanfblüten

Ein Schweiz­er Her­steller von Cannabispflanzen suchte eine san­fte Trock­nung­stech­nik für seine hoch­preisi­gen Hanf­blüten, deren Bestandteile und extrahierte Wirk­stoffe für die Her­stel­lung von Arzneimit­teln in der Onkolo­gie und in der Der­ma­tolo­gie ver­wen­det wer­den. Bei diesem Pro­jekt wurde die Trock­nung in einem Hor­den­trock­n­er aus Edel­stahl real­isiert. Die Trock­enkam­mer beste­ht aus 3 Mod­ulen, die jew­eils das Flächen­maß ein­er Europalette haben und somit an vorhan­dene Ern­tekörbe angepasst wur­den. Nach der Ernte wer­den je 10 Körbe befüllt und auf einem Roll­wa­gen gestapelt. Jedes Mod­ul kann 4 Roll­wa­gen­stapel aufnehmen, d. h. ins­ge­samt find­en 12 Stapel mit 120 Kör­ben im Trock­n­er Platz. Bei ein­er Tem­per­atur von unter 30° C verbleiben die Blüten 24 Stun­den im Hor­den­trock­n­er und wer­den dort voll­ständig und gle­ichzeit­ig scho­nend getrock­net. Die Wasser­entzugsleis­tung beträgt ca. 32 l/h. Jedes der drei Mod­ule im Trock­n­er ist mit 2 drehzahlgeregel­ten Prozess­luftven­ti­la­toren mit max. 2,3 kW Anschlus­sleis­tung aus­ges­tat­tet. Sie erzeu­gen zusam­men einen Luftvol­u­men­strom von ca. 42.000 m³/h. Die kom­plette Prozess­luft wird über F9-Fil­ter mit einem Abschei­de­grad von über 95 Prozent bei ein­er Par­tikel­größe von 0,4 µm geführt. Die durch­schnit­tliche Nennleis­tung der gesamten Anlage liegt je nach gewählten Para­me­tern zwis­chen 15 kW und 18 kW und ist somit äußerst energies­parend. Die Trock­nungsan­la­gen kann je nach Char­gen­größe in Voll- und Teil­be­ladung betrieben werden.