Trockenlaufende Schraubenvakuumpumpen und Scrollvakuumpumpen für verschiedene Gefriertrocknungsverfahren
Bei der Verarbeitung von pharmazeutischen Produkten und leicht verderblichen Lebensmitteln nimmt das Verfahren der Gefriertrocknung (auch Lyophilisation genannt) einen wichtigen Platz ein. Reaktive Inhaltsstoffe bei Pharmaprodukten werden durch die Trocknung bei sehr niedrigen Temperaturen in ihrer Struktur geschont, die biologische Verfügbarkeit für Mikroorganismen bei Lebensmitteln wird durch Wasserentzug reduziert, wobei meist auch die Farbe und Struktur der Lebensmittel erhalten bleibt.
Edwards trockenlaufende Schraubenvakuumpumpen und Scrollvakuumpumpen eignen sich perfekt für den Einsatz in verschiedenen Gefriertrocknungsverfahren.
Vakuumsysteme in der pharmazeutischen und in der Lebensmittel-Gefriertrocknung
Das Verfahren der Gefriertrocknung benötigt als wichtigste Systemkomponenten neben der Gefriertrocknungskammer und dem Eiskondensator mit Kälteerzeuger auch ein Vakuumsystem, um die erforderlichen, sehr niedrigen Drücke für den Phasenübergang der Sublimation von fest nach gasförmig zu erreichen.
Typischerweise liegen die Temperaturen des Eiskondensators bei -80° bis -50°C und Prozessdrücke für Medizin- und Pharmaprodukte im Bereich von <= 10-3 mbar(a), um höhere Trocknungsgrade und damit höhere Reinheiten zu erreichen.
Für die Lebensmittel-Gefriertrocknung (in der Regel weil so hohe Trocknungsgrade bei Lebensmitteln meist nicht erforderlich sind) liegen die Prozessdrücke bei ~0,1 – 5mbar(a) und die Temperaturen bei -30° bis -20°C.
Bei dem Trocknungsvorgang sublimiert das Lösemittel aber Duft- und Geschmacksstoffe der Lebensmittel sowie reaktive Stoffe aus der pharmazeutischen Gefriertrocknung in die Vakuumerzeuger. Da die Gefriertrocknungsanlagen sehr häufig im Batchbetrieb und für unterschiedliche Produkte verwendet werden, kann es auch über die Vakuumerzeuger zu Kreuzkontaminationen zwischen den einzelnen Chargen kommen.
Dieser Umstand führt zum Beispiel bei Lebensmitteln zu möglicherweise artfremdem Geruch oder Geschmack des Produktes.
Bei Pharmaprodukten kann es zu Kontamination mit Vorgängerchargen und zu einer nicht absehbaren Veränderung der Wirkweise einer API (Active pharmaceutical ingredient) kommen.
Daher ist eine unbedingt saubere bzw. reinigungsfähige Vakuumerzeugung für die jeweilige Produktsicherheit und -qualität unerlässlich.
Unterschiedliche Anforderungen an die Vakuumpumpen
Entsprechend der verschiedenen Gefriertrocknungsverfahren bestehen auch unterschiedliche Anforderungen an die Vakuumerzeugung.
Rohmaterialien
In der Lebensmittelindustrie werden überwiegend ganze oder bearbeitete Lebensmittel getrocknet, während in der Pharmazie pharmazeutische Wirkstoffe oder Arzneimittel und deren Lösungen verarbeitet werden.
Reinheit und Sterilität
Pharmazeutische Produkte erfordern oft höhere Reinheits- und Sterilitätsstandards als Lebensmittel, was besondere Anforderungen an den Gefriertrocknungsprozess und damit an Temperaturen und vor allem auch an Vakuumdrücke und Volumenleistungen stellt.
Ziel der Trocknung
In der Pharmazeutik steht die Reinheit, Konservierung und Stabilisierung des Wirkstoffs im Vordergrund, während bei Lebensmitteln die längere Haltbarkeit und die Erhaltung von Form, Farbe, Gehalt an Nährstoffen und Aromen wichtig sind.
Vakuumpumpen müssen also zuverlässig arbeiten, sicher gegenüber „Problemstoffen“ sein, präzise kontrollierbar sein und eine hohe Toleranz gegenüber den Prozessbestandteilen aufweisen, um den spezifischen Anforderungen beider Branchen langfristig und wartungsarm gerecht zu werden.
Vorteile trockenlaufender Vakuumpumpen
Trockenlaufende Vakuumpumpen bieten eine Vielzahl von Vorteilen für die Gefriertrocknung:
Wartungsarm
Trockenlaufende Vakuumpumpen sind wartungsarm, da sie ohne Öl oder Betriebsflüssigkeiten im Schöpfraum arbeiten und somit kein regelmäßiger Betriebsstoffwechsel erforderlich ist. Dies verringert die Wartungskosten der Vakuumpumpen.
Reinigungsfähigkeit
Ein weiterer wichtiger Aspekt für den Einsatz trockener Vakuumerzeuger, ganz besonders im Hinblick auf den Batchbetrieb bei Pharma-Anlagen, ist die Reinigungsfähigkeit der Pumpen - ohne eine komplette Zerlegung der Maschinen - mit geeigneten Lösemitteln, um z.B. Kreuz-Kontaminationen im Produkt zu vermeiden.
Geringere Betriebskosten
Trockenlaufende Vakuumpumpen zeichnen sich durch eine exakte Steuerbarkeit und einen geringeren Energieverbrauch aus, wodurch sie mit hoher Zuverlässigkeit ideal für den Einsatz in pharmazeutischen und Lebensmittelbetrieben sind.
Anpassbare Vakuumleistung
Die Vakuumleistung trockenlaufender Vakuumpumpen kann an die wechselnden Prozesserfordernisse angepasst werden.
Genauigkeit und Stabilität
Die verbesserte Prozessstabilität und präzise Feuchtigkeitskontrolle
Bessere Produktqualität
Beste Schonung der zu trocknenden Materialien und dadurch die Optimierung der Produktqualität.
Edwards trockenlaufende Vakuumpumpen in der Gefriertrocknung
Edwards trockenlaufende Vakuumpumpen sind auch bei den bekannten Herstellern und Betreibern von Gefriertrocknungsanlagen in Betrieb und in Leistung und Zuverlässigkeit voll akzeptiert.
Edwards bietet ein breites Portfolio von trockenen Vakuumerzeugern vom Labormaßstab (wie die Scrollvakuumpumpen xDS und die nXDS) bis zur Großanlage (z.B. die Schraubenvakuumpumpen GXS und EDS).
Dabei werden auch die unterschiedlichen Anforderungen der jeweiligen Anwendung für die Auswahl des geeigneten Systems mitberücksichtigt:
- Saugleistungen von ca. 3m3/h bis zu 3.500m3/h als Einzel-Maschine,
- mit Endvakuum bis 4x10-4 mbar (je nach Gerät und Ausführung),
- ausgerüstet als „System mit Zusatzkomponenten und Steuerungen,
- ATEX-Zulassung bis zur Zone „0“ intern, was besonders bei organischen
Lösemitteln z.B. in der pharmazeutischen Gefriertrocknung zunehmend an
Bedeutung gewinnt.
Die Experten von Edwards beraten Sie gerne zu Ihren Anforderungen an Prozesstauglichkeit, Reinigungsfähigkeitund bei der Auslegung und Anpassung an Ihren Prozess.
