Spezialanlagen für die Pharmawirkstoffproduktion: GMP-gerechtes und FDA-konformes Design

Für die GMP-gerechte und FDA-konforme Planung von Pharmaprojekten wird integriert:

  • Umsetzung der User Requirements
  • Durchführung der Risikoanalyse FMEA
  • Qualifizierungspläne mit Akzeptanzkriterien
  • Qualifizierungsprotokolle als Prüfpunktlisten
  • Qualifizierungsberichte mit Bewertung
  • Change Control Management

Verfahrensentwicklungen und -modifizierungen

  • Hochdruck-Polymerisation für Polyethylen-Wachse
  • Hochdruck-Polymerisation für Polyethylen-Vinylacetat-Copolymere
  • Rührkessel-Polymerisation für Norbornen-Ethylen-Copolymere
  • Rührkessel-Synthese für Formaldehyd-Reduzierungsmittel
  • Rührkessel-Synthese für Bleichmittelaktivator
  • Rührkessel-Synthese für Trimethylolpropan
  • Kontinuierliche Gas/Flüssig-Reaktion für Hexamethylentetramin
  • Rotationsdünnschichtverdampfer und Sprühturm für gekörntes Paraformaldehyd
  • Katalytische Gasphasenreaktion für Dimethylether
  • Kontinuierliche Gas/Flüssig-Reaktion für Dimethylformamid
  • Rührkessel-Synthese für Glycidether
  • Rührkessel-Synthese für Epoxidharz

Hochdruckreaktionen, Tieftemperatur / Hochtemperatur-Synthesen

Auch im Bereich der Spezialchemie findet man die Anwendung hoher Drücke und Temperaturen zur effektiven Reaktionsführung (Hydrierungsreaktor für 100 barg, Hexenolsynthese im Salzbadreaktor für +400 °C).

Andererseits werden diverse Reaktionen im Bereich tiefer Temperaturen geführt (hochreaktive Stoffe, selektive Isomerisierung...)

Einzigartige Lösungen für einzigartige Anforderungen. Dafür steht EPC Technology.

Wir Ingenieure der EPC Technology wissen um die Eigenschaften der gehandhabten Stoffe und um die entsprechende Gestaltung der Anlagen. Unser heutiges Produktportfolio ist dabei gewachsen aus einer langen Erfahrung. Die Projektentwicklung erfolgt über das Verstehen und über die Identifikation mit der Aufgabenstellung des Partners.

Unser Leistungsmerkmal ist dabei das maßgeschneiderte Engineering: Wir erarbeiten individuelle Lösungen für individuelle Anforderungen, und das beginnt schon mit der Verfahrenskonzeption. Der Grund ist hierbei: Die Anlagen zur Herstellung von Spezialchemikalien sind auf Grund der Produktvielfalt sehr unterschiedlich gestaltet.

Wir unterscheiden dabei:

  • Monoproduktanlagen und Mehrproduktanlagen,
  • Einstufige und vielstufige Synthesen,
  • Produktspezifische Ausrüstungen gegenüber Anwendungen mit Produktwechsel  
  • Produktionskapazitäten von wenigen 100 kg/a (für Feinchemikalien und Pharmawirkstoffe) bis zu einigen 10.000 t/a (für spezielle Basiskomponenten),
  • Parameterbereiche von -100 °C bis +600 °C und von  1 barg bis +250 barg,
  • Werkstoffeinsatz von Edelstahl über Glas und Stahl/Email bis Hastelloy.

Wir können auf sehr umfassende Erfahrungen zurückgreifen (Auswahl):

  • Reinigungsmittelkomponenten wie Tenside (Alkylethersulfate), Builder (Polycarboxylate), Schaumbildner (Kokosbetain)
  • Duftstoffe (monocyclische Monoterpene, Anisaldehyd, Hydroxycitronellal, Dimethylheptenol)
  • Monomere für Spezialpolymere (z.B. Norbornen für cycloolefinische Copolymere, Hydroxybenzoesäure für flüssigkristalline Polymere, Bisphenol-TMC für Polycarbonate)
  • Polymermodifizierung (thermoplastisches Melaminharz), gekennzeichnet durch Reaktivextrusion aus der Harzlösung
  • Kettenstartinitiatoren (Azoverbindungen)
  • Komponenten zur Herstellung von Flüssigkristallen (z.B. Phenyldioxane) oder organischen Leuchtdioden (z.B. Benzidine), gekennzeichnet durch vielstufige Syntheseführung mit destillativer Feinstreinigung
  • Komponenten für Kopiertechnik (bildgebend, Titanylphthalocyanin)
  • Wirkstoffsynthesen Pharmazie (Zytostatika, Steroidhormone, Antiepileptika, Analgetika, Antidote sowie Schutzgruppenchemikalien)
  • Funktionalisierte Kohlenwasserstoffe (Dimethylether durch Dehydratisierung von Methanol)
  • Synthesekautschuk (SBR, Vulkanisationsbeschleuniger Mercaptobenzothiazol), gekennzeichnet durch eine modular variable Anlagenstruktur
  • Phthalatfreie Weichmacher (Allzweck-Weichmacher Dioctylterephthalat)
  • Polyacrylat-Klebemassen (Acrylsäure/Acrylsäureester)
  • Pharmazeutische Hilfsstoffe (Formentrennmittel Na-Stearylfumarat, thixotropes Flüssigkeits-trennmittel Polyacrylat)
  • Wirkstoffsynthesen Biologie (Herbizid Glyphosat, Futtermittel-Zusatzstoff Selenomethionin, Phytohormon Chlorcholinchlorid)
  • Düngemittelmodifizierung (Nitrifikationsinhibitoren, Bodenverbesserungsmittel)
  • Elektrodenmassen für Lithium-Ionen-Akkumulatoren, Pigmente für Druckfarben, gekennzeichnet durch die Feinstdispergierung der aktiven Komponenten
  • Solarsilicium auf Basis von Monosilan (Disproportionierung von Trichlorsilan und Wirbelschichtkonvertierung von Siliciumtetrachlorid), gekennzeichnet durch vielstufige Rektifikationen bei Temperaturen bis -100 °C (Monosilan)
  • Recycling von Kältemitteln (katalytische Hydrodechlorierung)
  • Modifizierung von Wachsen (Montanwachs, hochschmelzende Spezialwachse, Dispersionen)
  • Katalytische Braunkohlenspaltung (Gewinnung von Pyrolysekoks, Olefinen, BTX-Aromaten), Forschungsprojekt IBI, gekennzeichnet durch die Disproportionierung der Braunkohle zu den Zielproduktgruppen

EPC Exclusives Engineering

  • Vielstufige Rektifikationen mit diversen Kreisläufen (z.B. Trennkolonnen und Reinigungskolonnen zur Herstellung von hochreinem Monosilan)
  • Nachrechnung von Kolonnen zum Einsatz für andere Stoffsysteme (Alkohole, Tenside...)
  • Hydraulik von vermaschten Netzen für zentrale Versorgungssysteme (Kaltwasser...)

Die Standard-Konfiguration eines Synthesemoduls für organische Synthesen der Spezialchemie, Feinchemie und Pharmawirkstoffchemie kann vereinfacht wie folgt dargestellt werden:

  • Vorlagesystem für Lösungsmittel (zentrale oder dezentrale Bereitstellung, Pufferbehälter, Beachtung unverträglicher Medien)
  • Dosiersystem für Reaktionspartner (Portionierung oder kontinuierliche Zugabe)
  • Reaktor, gerührt, temperierbar, mit Destillationsaufsatz (Mantel/Halbrohrschlangen, zusätzliche innen-/außenliegende Wärmeübertragungsflächen, zentrale Medienversorgung oder zugeordnete Heiz-/Kühl-Einheiten, kühl/kalt/tiefkalt)
  • Vakuum-Kondensationssystem (trockenlaufende Vakuumpumpen, Flüssigkeitsringpumpen; Kondensatoren kühl/kalt/tiefkalt)
  • Co-Reaktor für Phasentrennungen
  • Feststoffabtrennung, Feststofftrocknung (getrennte Verfahrensstufen oder Filter-Trockner-Kombination)

Bei Mehrzweckanlagen werden entweder Referenz-Synthesen festgelegt, deren Anforderungen mindestens zu erfüllen sind, oder die Grenzwerte für die Nutzung der Anlage werden aus der Konfiguration abgeleitet.

Beispiele aus Lastenheften:

  • Die Anlage ist für einen weitgehend automatischen Betrieb konzipiert, d.h., es sind die feldtechnischen Voraussetzungen für eine komplette Rezeptursteuerung realisiert. Die Teilanlagen werden über ein zentrales Prozessleitsystem bedient und überwacht. Die GMP-relevanten Elemente sind qualifiziert.
  • Die Batchabläufe werden von Hand gesteuert. Lediglich einzelne Phasen (z.B. Dosierungen) laufen in sich automatisch ab. Aus den registrierten Prozessgrößen und Ereignissen werden Chargenprotokolle generiert, welche die Chargenentstehung dokumentieren.

Beispiele aus Lastenheften:

In der Anlage werden Gefahrstoffe gemäß Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) mit folgenden Merkmalen verwendet: hochentzündlich, leichtentzündlich, sehr giftig, giftig, gesundheitsschädlich, reizend, ätzend, sensibilisierend, mit einem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW). Für die verwendeten Stoffe liegen Hinweise auf CMR-Eigenschaften vor: EU-Kategorie 2 bzw. 3 (GHS-Kategorie 1B bzw. 2). Im Anlagenbereich kann gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten (TRBS 2152 Teil 1). In der Anlage werden WHG-Flüssigkeiten verwendet (HBV-Anlage).

EPC Exclusives Verfahrenstechnik

  • Alkohole, Alkoholgemische (z.B. Methanol, Ethanol, Ethylenglycol, Isobutylöl)
  • Aromaten, Phenole (z.B. Benzol, Ethylbenzol, Cumol, Phenol, Xylole)
  • Amine, Amide (z.B. Dimethylamin, Trimethylamin, Monomethylamin, Formamid, Methylformamid, Dimethylformamid)
  • Monomere der Polymerherstellung (z.B. Norbornen, Dicyclopentadien)
  • Chlorkohlenwasserstoffe (z.B. Dichlormethan)
  • Ketone (z.B. Cyclohexanon)
  • Carbonsäure-Derivate (z.B. Fettsäuremethylester, Fettalkohole)
  • Extraktivdestillation (z.B. Buten-Butadien-Trennung)
  • Entwässerung von Produkten
  • Abtrennung von Lösungsmitteln aus Höhersiedern (z.B. Epoxidharz)
  • Thermisch schonende rektifikative Verfahren
  • Reaktivdestillation (Chlorsilane)