40 tot 2.500 l/u: Inline-verdunningsinstallatie met membraan-doseringpompen maakt flexibele bufferproductie mogelijk bij sterk variërende volumestromen

Om deze grote instelbereik flexibel te kunnen dekken, zijn vijf LEWA ecodos hygienische pompen geïntegreerd in de installatie, die worden aangedreven door mechanisch bediende meerlagige sandwichveiligheidsmembranen (voorbeelden van andere systemen op de afbeelding). (Bron: BACHEM)

Om deze grote instelbereik flexibel te kunnen dekken, zijn vijf LEWA ecodos hygienische pompen in de installatie geïntegreerd, die worden aangedreven door mechanisch bediende meerlagige sandwichveiligheidsmembranen (voorbeelden van andere systemen op de afbeelding). (Bron: BACHEM)

Het Zwitserse technologiebedrijf Bachem gebruikt al pompen in hygienisch ontwerp van pompfabrikant LEWA. (Bron: BACHEM)

Vanwege de GMP-omgeving zijn hygiënische uitvoeringen gekozen met gecertificeerde constructiematerialen (FDA, USP), waarbij alle in contact komende metalen onderdelen electropolijst zijn en een oppervlakteruwheid van Ra ≤ 0,5 µm bezitten. (Bron: BACHEM)

"Omdat bij de productie van de verdunningsoplossingen zeer verschillende volumestromen nodig zijn, heeft Bachem in zijn specificatie (URS) voorgeschreven dat volumestromen van minimaal 40 l/u en maximaal 2.500 l/u mogelijk moeten zijn," bevestigt Pietro Pettoruto, Managing Director van LEWA Switzerland AG. (Bron: LEWA Switzerland AG)

„Het innovatieve systeemconcept betreft een op maat gemaakte inline-verdunningsinstallatie, ontworpen als een pakketunit voor het downstream-proces in de complexe productie van oligonucleotiden,” voegt Roland Schwab toe, Sales Process Industry & Downstream bij LEWA. (Bron: LEWA GmbH) / "The innovative system concept is a customized inline dilution system designed as a package unit for the downstream process in complex oligonucleotide production," adds Roland Schwab, Sales Process Industry & Downstream at LEWA. (Source: LEWA GmbH)

Van zeldzame ziekten tot chronische indicaties: de vraag naar op oligonucleotide gebaseerde medicijnen neemt gestaag toe. De fabrikanten van actieve farmaceutische ingrediënten (API) worden daarom geconfronteerd met de taak om hun eigen productieprocessen beter en robuuster schaalbaar te maken, zonder daarbij kwaliteit te verliezen of de economische haalbaarheid in gevaar te brengen. Om aan de verhoogde vraag te voldoen, levert de pomp- en installatiefabrikant LEWA de farmasupplyer Bachem een nieuwe inline verdunningsinstallatie voor de uitbreiding van hun productiecapaciteiten op de hoofdlocatie in Bubendorf (Zwitserland) in het grootste productiegedeelte van het bedrijf. Hiermee kunnen verdunningsoplossingen nauwkeurig en flexibel gedoseerd worden – met volumestromen van 40 tot 2.500 l/h. Deze grote werkingsrange is nodig voor het Zwitserse technologiebedrijf om een geautomatiseerde en continue levering van wisselende buffermiddelen tijdens het downstream-reinigingsproces te waarborgen. Vijf robuuste membraan-doseringpompen van het type LEWA ecodos hygienic, ontworpen voor gebruik in farmaceutische toepassingen, zorgen ervoor dat het volledige reinigingsproces voor de productie van werkstoffen uiterst betrouwbaar en reproduceerbaar verloopt.

Bij de productie van fijnchemicals voor biopharmazie en farmaceutische werkstoffen is de reiniging in het zogenaamde downstream-proces van stoffen door chromatografie- en filtratieprocessen van cruciaal belang. Het vervaardigen van buffermiddelen met hoge nauwkeurigheid in mengverhoudingen is daarbij essentieel, en de receptuur van de afzonderlijke oplossingen moet zeer flexibel zijn. Aangezien de vraag naar APIs een toenemende wereldwijde vraag ervaart, moeten deze processtappen steeds meer geautomatiseerd en geïntegreerd worden in complete productielijnen. Op deze manier kunnen oplossingen direct op de plaats van gebruik worden gemengd uit beschikbare concentraten, afhankelijk van de behoefte aan specifieke verdunningen, waardoor het gehele productieproces versneld wordt met gelijktijdige vermindering van de ruimtebehoefte. "Een van de grootste uitdagingen bij inline verdunning is het handhaven van een constante reproduceerbare kwaliteit van het benodigde buffermiddel," zegt Pietro Pettoruto, Managing Director van LEWA Switzerland AG. Hiervoor zijn onder andere de precieze controle van de doorstroomhoeveelheden en de daaruit voortvloeiende verdunningsverhoudingen essentieel. De gebruikte pompen moeten hygiënisch en robuust zijn, en geschikt voor continu gebruik. Om gedetailleerde kennis en ervaring te benutten op het gebied van hoogprecies doseren en mengen, heeft Bachem LEWA opdracht gegeven voor het leveren van een passende installatie voor het nieuwe productiegedeelte in Bubendorf. Bachem werkt al vele jaren samen met LEWA, dat eerder al hygiënische doseerpompen heeft geleverd voor andere locaties.

„Het innovatieve systeemconcept betreft een op maat gemaakte inline verdunningsinstallatie, ontworpen als een Package Unit (PU) voor het downstream-proces in de complexe productie van oligonucleotiden,” voegt Roland Schwab toe, verantwoordelijk voor systemen in de sales process industry & downstream bij LEWA. De installatie beschikt over telkens vijf procesin- en uitgangen en vier aftakkingen om een flexibele en continue transport van media te garanderen. Vanwege specifieke klantvereisten is de installatie ontworpen voor gebruik in zone 2 van explosieve atmosfeer. De inline verdunningsinstallatie levert buffermiddelen met hoge nauwkeurigheid voor een semi-continuële chromatografische installatie.

Gepatenteerde membraan-doseringpompen garanderen hoge productveiligheid

„Omdat bij de productie van verdunningsoplossingen zeer uiteenlopende volumestromen nodig zijn, heeft Bachem in haar specificatie (URS) voorgeschreven dat volumestromen van minimaal 40 l/h en maximaal 2.500 l/h mogelijk moeten zijn,” bevestigt Pettoruto. Om deze grote werkingsrange flexibel te kunnen dekken, zijn in totaal vijf LEWA ecodos hygienic pompen geïntegreerd in de installatie, die worden aangedreven door mechanisch scharnierende meerlagige sandwich-beveiligingsmembranen. Hierdoor wordt voorkomen dat er contaminatie met bijvoorbeeld hydrauliekolie kan ontstaan. Vanwege de GMP-omgeving zijn hygiënische uitvoeringen gekozen met doorlopend gecertificeerde constructiematerialen (FDA, USP), waarbij alle vloeistofcontacte metalen onderdelen elektropolijst zijn en een oppervlakteruwheid van Ra ≤ 0,5 µm bezitten. Dankzij het hygiënische ontwerp, dat bijna volledig dode ruimtes vermijdt, kunnen de pompen zeer eenvoudig – zonder voorafgaande demontage – worden gereinigd in het CIP-proces (cleaning in place). Daarnaast zijn roestvrij staal 1.4435 met laag deltaferrietgehalte en het zeer corrosiebestendige roestvrij staal 1.4529 (gelijkwaardig aan AL-6XN) als materialen gebruikt. Hierdoor zijn de pompen ook op lange termijn geschikt voor het transport van sterk corroderende en ontvlambare vloeistoffen bij de productie van oligonucleotiden. Een groot aandeel hierin heeft ook de gepatenteerde vierlagige PTFE-sandwichmembraan: deze is uiterst stabiel en zorgt ervoor dat zelfs bij een membraanbreuk de voortzetting van de bedrijfsvoering mogelijk blijft, wat een hoge procesveiligheid garandeert. De ingebouwde membraanbreukmelding geeft onmiddellijk een storing aan tijdens de werking, zonder dat de verdere proceslijn wordt besmet. Zo wordt een productieve veiligheid geboden die in de pompenwereld ongeëvenaard is.

De productie van buffermiddelen in chromatografische omgevingen vereist strikte naleving van de doorstroomhoeveelheden van de afzonderlijke pompen. De volumestromen worden gemeten met hoogprecisie massastroommeters en via de snelheidsregeling van de doseerpompen nauwkeurig afgestemd op de gespecificeerde streefwaarden. Voor procescontrole worden daarnaast de pH-waarde en de geleidbaarheid online gemonitord.

LEWA als betrouwbare uitbreidingspartner

Het beschreven inline verdunningssysteem is niet het eerste project dat LEWA voor het Zwitserse technologiebedrijf heeft gerealiseerd. „We zijn al meerdere jaren partner van Bachem en hebben verschillende pompen geleverd volgens specifieke klantvereisten,” zegt Pettoruto. Zo werken chromatografische systemen op de andere locaties al met dezelfde bewezen techniek: LEWA ecodos-pompen in hygiënische uitvoering. Voor toepassingen in de klassieke farmaceutische sector met hogere drukniveaus worden LEWA ecoflow-modellen gebruikt.