PuK - Prozesstechnik & Komponenten 2024
Eine seit mehr als 60 Jahren bestehende Fachzeitschrift mit Themen rund um Einsatz von Pumpen, Kompressoren und Komponenten.
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Pumpen und Systeme<br />
Membrandosierpumpen<br />
Kontinuierliche Durchflussregulation<br />
Abb. 2: Bei den Inline-Verdünnungsanlagen<br />
kommen speziell für Pharma-Anwendungen<br />
ausgelegte Mehrkopf-Membrandosierpumpen<br />
zum Einsatz. (Quelle: LEWA)<br />
sehen sich daher mit der Aufgabe<br />
konfrontiert, die eigenen Produktionsprozesse<br />
immer wirtschaftlicher<br />
und robuster zu gestalten, so dass<br />
sie sich mit möglichst hoher Ausbeute<br />
in Synthese und nachgeschalteten<br />
Schritten vom Labor- bzw. Pilotmaßstab<br />
in den industriellen GMP-Produktionsmaßstab<br />
skalieren lassen,<br />
ohne dabei Qualitätseinbußen zu unterliegen<br />
oder Wirtschaftlichkeitsaspekte<br />
zu vernachlässigen.<br />
Einen wichtigen Schritt stellt in diesem<br />
Zuge die so genannte Medienverdünnung<br />
für Oligonukleotid-Prozesse<br />
dar, bei der die Konzentrationen<br />
der synthetisierten Lösung angepasst<br />
werden. Höher konzentrierte Lagerlösungen<br />
werden kontinuierlich verdünnt,<br />
um die gewünschte Arbeitskonzentration<br />
zu erreichen. Dabei hängt<br />
die Wahl der jeweiligen Lösung von<br />
den nachgelagerten Schritten im weiteren<br />
Downstream-Prozess ab. Nach<br />
der eigentlichen chemischen Synthese,<br />
bei der die Nukleotide nacheinander<br />
zu einer wachsenden Kette hinzugefügt<br />
werden, durchlaufen die<br />
synthetisierten Produkte so genannte<br />
Deschutz- und Aufreinigungsschritte,<br />
um unerwünschte Nebenprodukte zu<br />
entfernen. Eine begleitende Prozess-<br />
und Qualitätskontrolle, z. B. in Form<br />
von Massenspektrometrie stellt sicher,<br />
dass sich das Endprodukt im definierten<br />
Spezifikationsfenster befindet.<br />
Um der erhöhten Nachfrage durch<br />
eine Ausweitung der Produktionskapazitäten<br />
zu begegnen, müssen präzise<br />
und kontinuierlich arbeitende Inline-<br />
Verdünnungsanlagen<br />
bereitgestellt<br />
werden. Eine der größten Herausforderungen<br />
ist dabei das Aufrechterhalten<br />
einer konstant reproduzierbaren<br />
Qualität des jeweils benötigten Puffers<br />
innerhalb eines engen Fensters für zulässige<br />
Konzentrationsabweichungen.<br />
Dafür ist unter anderem eine kontinuierliche<br />
Kontrolle der Durchflussmengen<br />
sowie der daraus resultierenden<br />
Verdünnungsverhältnisse<br />
essenziell.<br />
Die Inline-Verdünnungsanlagen bestehen<br />
daher typischerweise aus mehreren<br />
Kanälen mit Ventilen, wobei jeder<br />
Kanal mit einer Mehrkopfmembranpumpe<br />
und einem Coriolis Durchflussmesser<br />
ausgestattet ist. Letztere messen<br />
den Massenstrom und halten die<br />
Fluidmenge mithilfe einer genauen<br />
Drehzahlregelung der Dosierpumpen<br />
konstant. Die im ausgangsseitigen<br />
Sammelstrang eingebauten Druckregelventile<br />
mit integrierter elektronisch<br />
geregelter pneumatischer Dämpfung<br />
halten den Mischstrom fluktuationsarm<br />
und nahezu konstant. Dies gilt<br />
auch hinsichtlich des Druckes: Schwankungen<br />
sind für die eingebauten Messketten<br />
unerwünscht und stören die<br />
Abb. 4: Druckregelventil mit Dämpfungseigenschaften<br />
ausgestattet mit einem elektronischen<br />
Pilotventil zur automatischen Regelung.<br />
(Quelle: EQUILIBAR)<br />
Trennvorgänge in den Chromatografiesäulen.<br />
Zudem müssen Gasphasenanteile<br />
sowie jeglicher Temperatureintrag<br />
verhindert werden.<br />
Nach Zusammenführung des<br />
Mischergebnisses in der Sammelleitung<br />
wird das Verhältnis mittels<br />
entsprechender Messtechnik analysiert,<br />
z. B. über den pH-Wert und<br />
die elektrische Leitfähigkeit. Nach einer<br />
Programmierung der abgelegten<br />
Sollwerte in der übergeordneten Steuerung<br />
stehen diese als unterschiedliche<br />
Methoden zur Systemsteuerung<br />
zur Verfügung. Die aufgezeichneten<br />
Messwerte werden mit hoher Abtastrate<br />
ermittelt und laufend zentral<br />
ausgewertet. Dabei müssen die eingesetzten<br />
Pumpen korrosionsbestän-<br />
Abb. 3: Die im ausgangsseitigen Sammelstrang eingebauten Druckregelventile mit integrierter<br />
elektronisch geregelter pneumatischer Dämpfung halten den Mischstrom fluktuationsarm<br />
und nahezu konstant. (Quelle: LEWA)<br />
PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN <strong>2024</strong><br />
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