Energiesparende Trocknung 
mit Wärmepumpe 

Nassgranulate homogen trocknen

Das Unternehmen Desitin Arzneimittel, das auf Therapieprodukte für neurologische und psychiatrische Erkrankungen spezialisiert ist, sollte ein hochwertiges Trocknungsverfahren für seine Nassgranulate finden. „Bevor unsere wässrigen und ethanolhaltigen Granulate zu Tabletten^ gepresst werden, benötigen sie eine Trocknung“, erklärt Moritz Offenloch, Director Production und Logistics Operations bei Desitin. 

Die grundsätzliche Schwierigkeit bei diesem Projekt bestand darin, dass sehr unterschiedliche Produkte mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften getrocknet werden sollten. Die Trocknung der wässrigen und ethanolhaltigen Granulate stellte besondere Anforderungen an die Trocknung. 

Üblicherweise führt Harter als ersten Schritt Trocknungstests im eigenen Technikum durch, um die Machbarkeit der Trocknung zu prüfen und die entsprechenden Kenngrößen zu evaluieren. In diesem Fall entschieden beide Seiten die Versuchsreihen mit einer Laboranlage bei Desitin vor Ort durchzuführen. Auf diese Weise konnte der Prozess inklusive Vor- und Nachprozess am besten simuliert werden. In den Trocknungsversuchen wurden die Granulate auf ihre Eigenschaften getestet und die Parameter wie Temperatur, Zeit, Luftgeschwindigkeit, Luftvolumenstrom, Luftführung und Schütthöhe ermittelt. Am Ende war klar, dass eine Trocknung in einem Hordentrockner sämtliche Anforderungen von Desitin erfüllen würde. 

Das Hordentrocknersystem besteht aus einer Trockenkammer, einem Wärmepumpenmodul und einem Hordenwagen mit speziellen Wannen. Die gesamte Anlage ist nach dem Hygiene Design konzipiert und entspricht sämtlichen GMP-Anforderungen, so dass sie für den Betrieb im Reinraum qualifiziert ist. Die speziell angefertigten Wannen verfügen über eine individuelle Geometrie. Diese sorgt dafür, dass die Luft gleichmäßig durch das Nassgranulat strömen und dieses somit auch homogen durchtrocknen kann. Das Granulat wird in einer Schütthöhe von maximal 60 Millimeter in die Wannen gegeben. Je nach Zusammensetzung des Granulats variiert die Trocknungszeit sehr stark. Sie liegt zwischen 2 und 15 Stunden. Auch die Trocknungstemperaturen zwischen 20 und 80 Grad Celsius sind je nach Produkt sehr unterschiedlich. 

Der Trocknungsprozess wird automatisch beendet, sobald der Feuchtesensor den im Rezept hinterlegten Wert misst. Die Anlage ist zusätzlich mit einer Abluftfunktion versehen. Hier handelt es sich um ein separates Luftsystem, das die lösemittelhaltige Luft bei Bedarf abführt und die Kammer wieder mit Frischluft versorgt. Ein Lösemittelsensor löst den entsprechenden Vorgang aus, sobald ein bestimmter Grenzwert überschritten ist. „Wir haben Fördergelder bekommen, sparen Energie und Betriebskosten, haben ein sehr gutes Qualitätsergebnis und einen sicheren Trocknungsprozess. Unsere Wünsche sind alle erfüllt“ resümiert Offenloch.

Schluss mit Feuchteproblemen

Bei einem US-amerikanischen Pharmaunternehmen ging es um die Trocknung von Infusionsbeuteln nach dem Sterilisationsprozess. Auch hier wird genaugenommen eine Verpackung getrocknet. Ist sie nicht vollständig trocken, kann sie nicht weiterverarbeitet werden. Wie wichtig der Prozessabschnitt der Trocknung ist, ist so manchem Betreiber nicht bewusst, wenn er eine Produktionslinie plant und in Betrieb nimmt.

 „Erst im realen Prozess kommt oft das böse Erwachen, dann ist Not am Mann und wir kommen aufs Parkett“, beschreibt Specht eine ständig wiederkehrende Alltagssituation des Trocknerherstellers. Versuche waren erforderlich, denn auch hier war die Aufgabenstellung groß. Die Beutel mit 50, 100 und 250 Milliliter Inhalt liegen nebeneinander auf Blechen, wobei jede Charge immer die gleiche Größeneinheit hat. Die Bleche sind in 21 Lagen zu Türmen aufgestapelt. Immer 4 dieser Racks werden zeitgleich innerhalb von 90 Minuten sterilisiert. Versuche gaben Aufschluss, dass die Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe die Infusionsbeutel innerhalb der geforderten Taktzeit trocknen konnte. Eine Kühlung war hier prozessbedingt nicht gewünscht. Je 4 Racks werden nach der Heißwasserberieselung vollautomatisch in den Trockentunnel eingefahren und bei 70 Grad Celsius vollständig getrocknet. Die Zeiten von nassen Produkten sind passé. In der technischen Umsetzung spielte bei diesem Projekt die richtige Luftführung die wesentliche Rolle, um alle Beutel zeitgleich mit der gleichen Menge an ungesättigter Prozessluft erreichen zu können. „Gleich zu Beginn des Projektes bekamen wir vom Kunden den Eindruck, dass wir der einzige Lösungsanbieter für seine Thematik waren“, so Specht.

Prozesssicherheit und Fördergelder

Das Prinzip dieser Kondensationstrocknung basiert auf einem ausgeklügelten System von Luftentfeuchtung und Luftführung. Ein Wärmepumpenmodul bereitet die erforderliche Prozessluft – extrem trockene und damit ungesättigte Luft – auf und ist ebenso für den Kondensationsprozess verantwortlich. Damit gelingt vollständige Trocknung, oft auch in kürzerer Zeit als zuvor. Niedrige Temperaturen schonen die Produkte, definierte Temperaturbereiche geben Prozesssicherheit. Das lufttechnisch geschlossene und damit abluftfreie System garantiert gleichbleibende Parameter. Sie machen frei von jeglichen klimatischen Rahmenbedingungen. Harter-Trockner eignen sich sowohl für Chargenbetrieb als auch für kontinuierliche Prozesse. Auch die Trocknung von ganzen Reinräumen oder einzelnen Arbeitsbereichen gehört schon länger zum Portfolio des Allgäuer Unternehmens. Die effizienten, strombetriebenen Kondensationstrockner mit Wärmepumpe wurden 2017 als zukunftsfähige Technologie eingestuft und werden in der DACH-Region staatlich gefördert. Nachweislich werden Energieeinsparungen von bis zu 85 Prozent erzielt.