Was muss ich bei der Förderung von toxischen und explosiven Pulvern beachten?
In der Pharma- und Feinchemikalienindustrie müssen bei der Förderung von Pulver von einer zur nächsten Prozessstufe einige wichtige Punkte beachtet werden. Vakuum- oder Saugförderung bezeichnet im Allgemeinen die Methode, nach der Pulver in einem geschlossenen System mittels Unterdruck in einem Luft- oder Stickstoffstrom befördert wird. Die Technologien für diese Fördermethode wurden entsprechend den besonders hohen Anforderungen dieser Industrien weiterentwickelt. Typischerweise gilt es bei der Definition eines solchen pneumatischen Fördersystems sieben Hauptanforderungen zu erfüllen, was der Pharmahersteller zusammen mit dem Systemlieferanten klären sollte. In unserem Artikel "Sieben Hauptanforderungen bei der Förderung von toxischen und explosiven Pulvern" werden diese Anforderungen an Saugfördersysteme für den Transport von toxischen und explosiven Pulvern beschrieben.
Wie können wir eine effizientere pneumatische Förderung unserer kohäsiven pharmazeutischen Pulver erreichen?
Pharmazeutische Pulver enthalten oft Wirk- und Hilfsstoffe mit sehr schlechten Fließeigenschaften, was ihr Handling sowie das Produkt- und Prozess-Containment zu einer Herausforderung macht und im Hinblick auf Reinigungsfreundlichkeit und Produktwechsel spezielle Anforderungen an die Systemkonstruktion stellt. Pneumatische Förderoperationen können oft direkt in den Sekundärprozess eingebettet werden, um einen geschlossenen und leckagefreien Betrieb zu gewährleisten, sodass der Bediener keinen gefährlichen Stoffen ausgesetzt wird und das Endprodukt vor Kontaminationen geschützt ist. Saugfördersysteme werden insbesondere für folgende Prozesse eingesetzt: direkte Mischer-Beschickung, Siebung (z. B. mit konischer Siebmühle), Tablettenpressen-Beschickung, Be-/Entladen eines Granulators, Entladen eines Wirbelschichttrockners, Förderung von Tabletten/Kapseln, Nachfüllung von Schneckendosierern für kontinuierliche Prozesse wie Granulierung, Mischung und Mahlen/Mikronisierung sowie Extrusion, direkte Beschickung von Dosierern zur Chargenwägung oder Dosierung mehrerer Bestandteile einer Mischung. Die folgenden Aspekte sollten Sie mit dem Hersteller der pneumatischen Fördersysteme diskutieren, um die Entscheidung über die einzusetzende Technologie zu fundieren:
- Ermittlung der Schüttguteigenschaften: Um geeignete pneumatische Fördersysteme auswählen zu können, müssen Sie die Eigenschaften des Schüttguts bestimmen. Relevante Eigenschaften sind z. B. Schüttgutdichte, Fließfähigkeit, Partikelgrößenverteilung, Feuchtigkeitsgehalt, Abriebeigenschaften und Temperatur. Anhand dieser Eigenschaften kann die geeignete Fördertechnologie (z. B. Dünn- oder Dichtstrom-Saugförderung) gewählt werden. Die Eigenschaften bestimmen auch Geometrie und Konstruktionsart des Systems, so zum Beispiel den Winkel von Trichter- und Abscheiderkonussen oder den Einsatz von Fliesshilfen.
- Festlegung der Anforderungen an das Förderkonzept: Diese Definition beginnt mit einer generellen Beschreibung Ihrer Anwendung und den zu erreichenden Zielen, der örtlichen Lage des Systems sowie der Umgebungsklassifizierung, der Förderleistung, der vertikalen Förderdistanz, Richtungswechseln (Umlenkungen) auf der Förderstrecke, einer Beschreibung der Schüttgut-Aufnahmequellen sowie der Materialförderziele. Ebenfalls festgehalten werden müssen Angaben zu explosiven Eigenschaften der verarbeiteten Materialien, welche den Einsatz eines inerten Fördergases erfordern können, und zur Toxizität der Materialien, welche wiederum die Sicherheitsstufen definiert, die an der Materialaufnahme, entlang der Förderstrecke und an den Materialabgabepunkten erfüllt werden müssen.
- Durchführung von Materialtests (wenn möglich): Senden Sie eine kleine, repräsentative Materialprobe an einen mit Testlabor ausgerüsteten Hersteller von Fördersystemen, damit dieser Benchmark-Tests durchführen kann. Sollte das Material zu toxisch für solche Tests sein, kann auch ein Placebo mit ähnlichen Fließ- und Materialeigenschaften eingesendet werden. Nach Durchführung der Tests wird der Hersteller einen Bericht verfassen, der die Materialeigenschaften abschliessend beurteilt. Anhand dieses Testberichts und der unter Punkt 2 ermittelten Anforderungen kann das theoretisch beste Konzept für diese pneumatische Förderung bestimmt werden.
Jede der oben aufgeführten Kriterien unterstützt einen möglichst effizienten Definitionsprozess für die Auslegung einer pneumatischen Förderanlage. Zum Beispiel könnte eine Förderanlage, die sich optimal für leicht kohäsives Material eignet, wie folgt konfiguriert sein:
- Ein Dünnstrom-Saugfördersystem, da dieser Typ den grössten Spielraum für die vorgegebene Anwendung lässt.
- Eine Gasdruckversorgung mit einem Kapselgebläse oder einem Venturi für kleine Förderraten und enge Platzverhältnisse.
- Ein Beschicker, bestehend aus einer Zellenradschleuse mit Antihaftbeschichtung und Abscherschutz.
- Eine korrekt dimensionierte und gelagerte Förderlinie mit flexiblem Gummischlauch und flexiblen Gummischlauchbögen.
- Ein Filter zur Abscheidung des Förderguts aus dem Förderstrom, der über einen Patronenfilter mit Antihaftbeschichtung verfügt und einfach ausgebaut und gereinigt werden kann.
Die oben aufgeführten Aspekte sollten ausführlich mit dem Systemhersteller diskutiert werden, der umfassende Kenntnisse über eine Vielzahl von pharmazeutischen Pulvern haben muss. Dadurch wird nicht nur die effizienteste Förderung ermöglicht, sondern auch die grösstmögliche Sicherheit für Bediener und Endprodukt.
