Mahlen und Mikronisieren unter strengen Sicherheitsvorkehrungen

Die Herstellung von Produkten im Bereich der mikronisierten Pulver nimmt zu, insbesondere bei Inhalations- und Injektionspräparaten. Da die Partikelgrößen in der Regel zwischen 2 und 20 Mikrometern liegen, stehen die Hersteller vor einer enormen Herausforderung, wenn es darum geht, solch kleine Partikel einzudämmen.

Die Mikronisierung ist ein gängiges Verfahren in der Pharmaindustrie, das während des gesamten Arzneimittelentwicklungszyklus zum Einsatz kommt – von der chemischen Synthese bis hin zu festen oralen Darreichungsformen für Patienten. Dieser Prozess ist zudem dafür bekannt, dass er viel Energie erfordert und sehr oft einen Überdruck im Inneren der Verarbeitungsanlage erzeugt. Da auf dem Markt immer mehr hochwirksame, gemahlene und mikronisierte Pulver hergestellt werden, steigt damit auch das Risiko einer Exposition für Mitarbeiter und die Umwelt. Die Pharma- und Biopharmaindustrie steht derzeit vor neuen Herausforderungen bei der Pulverhandhabung in einem bisher nie dagewesenen Ausmaß. In den letzten Jahren müssen Produktionsstätten weltweit immer größere Mengen an Pulver verarbeiten, was zu Engpässen und Ineffizienzen entlang der gesamten Produktionskette führt.

Bei der Bewertung der für eine bestimmte Mühle erforderlichen Einhausungskonstruktion ergeben sich je nach Art der Anlage, den Anforderungen an den Luftstrom und den im Prozess auftretenden Partikelgrößen einige Herausforderungen. Jeder Mühlen-Typ, sei es eine Niedrigenergie-Oszillationsmühle oder ein Hochenergie-Mikronisierer, erzeugt während des Prozesses ein bestimmtes Luftwechselvolumen. Die Teams müssen herausfinden, wie sie mit dem aufbereiteten Gas umgehen sollen, und dieses anschließend so ableiten, dass weder die Umgebung verunreinigt wird noch Partikel freigesetzt werden. Ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt ist die Art des zu verarbeitenden Materials: Handelt es sich um ein körniges Pulver mit größerer Partikelgröße oder um sehr feine Partikel, die leicht in die Luft gelangen und möglicherweise Verunreinigungen verursachen können? Das sind die Arten von Herausforderungen, die man bei der Auslegung der Einschlussvorrichtungen für ein Zerkleinerungssystem berücksichtigen muss.

Lösungen zur Eindämmung bei Zerkleinerungsanwendungen sind oft kompliziert. Diese Lösungen führen in der Regel dazu, dass man sich ausschließlich auf persönliche Schutzausrüstung (PSA) oder belüftungstechnische Maßnahmen verlässt, anstatt ein System zu konzipieren, das den Staub an der Quelle zurückhält, damit er im System verbleibt und so die Bediener und die Umwelt geschützt werden. Viele Branchenvertreter halten den Einbau herkömmlicher Isolationssysteme in moderne Maschinen für zu kostspielig und zeitaufwendig. So ist es beispielsweise in den meisten Einrichtungen schwierig, schwere Mühlen durch Türöffnungen zu installieren, was dazu führt, dass die Anlagen fest im Isolator eingebaut werden. Ein weiteres Beispiel ist die Nachrüstung bestehender Mühlen, die – sofern sie nicht äußerst klein sind – kostspielig sein kann, wenn man sich für herkömmliche Isolatoren mit harter Wand entscheidet. Ganz zu schweigen von den extremen Einschränkungen beim Zugang für das Bedienpersonal sowie den aufwendigen Reinigungs- und Wartungsvorgängen an Standorten, an denen bereits Isolatoren mit festen Wänden installiert sind.

Überlegungen zur Eindämmung im Rahmen der Risikobewertung neuer oder bestehender Zerkleinerungsanwendungen:

• Was ist das Ziel für die Rückhalteleistung und nicht nur der OEL?
• Probenahmeprotokoll und -häufigkeit?
• Weist das Pulver einen niedrigen MIE-Wert auf und muss es inertisiert werden?
• Welche Arbeitsschritte finden vor und nach dem Fräsen statt?
• Produktberührende Materialien zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und nicht produktberührende Materialien zur Kompatibilität, d. h. Lösungsmittel?
• Ergonomie – welche Lösungen lassen sich für Ihren konkreten Prozess am einfachsten umsetzen?

Beginnen wir mit der Frage, wie viel Pulver wir verarbeiten – das ist unser erster wichtiger Punkt, den es zu klären gilt. Laboranlagen und Pilotanlagen verfügen über Pulverhandhabungsanlagen unterschiedlicher Größe im Vergleich zu größeren Produktionsanlagen, die Mengen im kommerziellen Maßstab herstellen. Jede Anlage muss die geplante Pulverkapazität festlegen und prüfen, wie sich diese möglicherweise auf die Rückhalteleistung auswirkt. Ein weiterer wichtiger Aspekt, den es zu berücksichtigen gilt, sind die Fließeigenschaften des Pulvers und deren Auswirkungen auf die Rückhalteleistung. Alle Pulver scheinen unterschiedlich zu fließen und weisen einen leicht unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt auf. Ob Sie es glauben oder nicht: Diese Pulvereigenschaften können die Eindämmungsleistung und die Konstruktion erheblich beeinflussen, und ein häufiger Grund dafür ist die Unterdruckregelung.

Eines der größten Probleme ist die Größe der Geräte, die isoliert werden müssen. Der Mühlen-Typ ist ausschlaggebend für die Komplexität der Sicherheitsbehälterkonstruktion; mehr dazu weiter unten. Der Transfer innerhalb der Sicherheitsbehälter ist ein weiterer kritischer Punkt, da der Transferprozess je nach Umfang der Anlagenproduktion sehr aufwendig sein kann. Alle Verbindungen, die direkt durch den Isolationsbereich verlaufen, sind am stärksten gefährdet; dies muss bereits in einer frühen Phase des Prozesses berücksichtigt werden.

Dank flexibler Einhausungslösungen sind die Möglichkeiten für bereits vorhandene Anlagen nahezu unbegrenzt. Die Schutzvorrichtung lässt sich mit minimalen oder gar keinen Änderungen an der Hardware nachträglich an das Gerät anbringen. Bei Bedarf kann ILC Dover eine Bodenwanne oder eine Flanschkonstruktion sowie einen fünfseitigen Isolator einbauen, um gegebenenfalls größere Komponenten unterbringen zu können. In den meisten Fällen wird das fertig gemahlene Pulver in einem externen, flexiblen Auffangsystem aufgefangen, sodass für das „Auffangsystem“ keine Anforderungen hinsichtlich Kontamination oder Reinigung bestehen.

Jet-Mill-Anlagen können in einen flexiblen Isolator mit einem Zyklonauffangbehälter eingebaut werden, um die Luft und das mikronisierte Pulver voneinander zu trennen und so eine optimale Eindämmungsleistung zu erzielen. Die flexible Lösung von ILC Dover kann alle Materialtransporte in den und aus dem Bereich abdecken, einschließlich des Produktbehälters, der Beschickung des Trichters und der sicheren Entnahme von Proben des mikronisierten Pulvers. Jeder Mikronisierer kann in ein flexibles Isolatorsystem mit einem Filterbeutelauffangbehälter integriert werden, um die Luft und das mikronisierte Pulver voneinander zu trennen. Zur Einhausung der Mühle lässt sich problemlos ein passiver, flexibler Isolator installieren. Die Anschlüsse für die Pulverbefüllung und -entnahme lassen sich in jedes flexible Produkt von ILC Dover integrieren, um einen nahtlosen Betrieb in der gesamten Sicherheitszone zu gewährleisten.

Flexible Rückhaltesysteme, wie sie in Mehrproduktanlagen zum Einsatz kommen, bieten gegenüber herkömmlichen Rückhaltesystemen zahlreiche Vorteile. Einige der Vorteile flexibler Behälter:

• Geringe Investitionskosten für Nachrüstung oder Neuinstallation
• Einweg-Verbrauchsmaterialien werden nur bei Bedarf gekauft
• Bewährte hohe Sicherheitsstufe
• Geringerer Reinigungsaufwand und kürzere Durchlaufzeiten
• Geringeres Risiko einer Kreuzkontamination

Edelstahlbehälter erfordern einen SBV zur Auffangvorrichtung, einen Präzisionshub zur Positionierung und ein komplettes Reinigungssystem. Diese Ergänzungen können die Kosten um fast 500.000 Dollar erhöhen und erfordern noch mehr feste Stellfläche für herkömmliche Isolationssysteme. Im Gegensatz dazu verfügt das Einweg-DoverPac über eine patentierte, hochsichere Verbindung, lässt sich mit einem einfachen Hebesystem positionieren und verursacht praktisch keine Reinigungskosten. Der Nutzen der Produkte von ILC Dover liegt auf der Hand.

ILC Dover ist ein weltweit führender Anbieter von effektiven Lösungen für routinemäßige Pulverhandhabungs- und Eindämmungsmaßnahmen und produziert Einwegbeutel und -systeme für die Verarbeitung von Pulvermedien und Pufferlösungen sowie Lösungen mit hohem Sicherheitsstandard. Benötigt Ihr Team in Ihrer Einrichtung eine dieser Technologien? Um all diese Produkte in Aktion zu sehen, sollten Sie sich unbedingt das vollständige Webinar „ “ unter ansehen, um weitere Informationen zu erhalten.