Vakuumløsninger til farmaceutisk produktion og procesanlæg
Vakuum anvendes som både procesvakuum og utility i en lang række farmaceutiske produktionsanlæg. Det gælder blandt andet vakuumtørring, frysetørring, filtrering, destillation, afgasning, pneumatisk transport, emballering, laboratorieudstyr og central vakuumforsyning.
Den rigtige løsning afhænger ikke kun af vakuumniveau og pumpekapacitet. Procesmedie, dampbelastning, temperatur, rørnet, redundans, instrumentering, rengøring og dokumentationskrav kan være lige så afgørende.
Hos Vakuumpumper.dk hjælper vi med valg og dimensionering af vakuumpumper og komplette vakuumsystemer til pharma- og procesindustrien.
Vi kan indgå tidligt i projektet og hjælpe med at omsætte procesdata og tekniske krav til en samlet vakuumløsning.
Hvor bruges vakuum i pharmaindustrien?
Typiske anvendelser omfatter blandt andet:
- Vakuumtørring
- Frysetørring og lyofilisering
- Filtrering
- Afgasning
- Destillation og fordampning
- Krystallisation
- Solvent recovery
- Pneumatisk transport af pulver og granulat
- Fylde- og doseringsudstyr
- Pakkemaskiner
- Laboratorie- og analyseudstyr
- Central vakuumforsyning
- Procesvakuum til produktionsudstyr
De enkelte processer kan have meget forskellige krav. Derfor bør vakuumpumpen og det øvrige vakuumsystem dimensioneres ud fra den konkrete proces frem for alene at vælge en bestemt pumpeteknologi.
Procesvakuum og vacuum utilities
I større farmaceutiske produktionsanlæg kan vakuum både være en del af selve processen og en fælles utility, der forsyner flere forbrugere.
Et centraliseret vakuumanlæg kan blandt andet opbygges med:
- Flere vakuumpumper
- Automatisk ind- og udkobling
- Frekvensregulering
- Vakuumtank
- Instrumentering
- Alarmfunktioner
- PLC-styring
- Reservekapacitet og redundans
For kritiske installationer kan anlægget eksempelvis dimensioneres med N+1-kapacitet eller en anden redundansfilosofi.
Dimensioneringen skal samtidig tage højde for samtidighed, så systemet ikke alene dimensioneres efter summen af alle maskiners maksimale vakuumforbrug.
Engineering og procesforståelse
En vakuumpumpe bør ikke vælges isoleret fra den proces, den skal indgå i.
Vi vurderer blandt andet:
- Arbejds- og sluttryk
- Volumenflow
- Procesmedie og dampbelastning
- Temperatur og kondensation
- Rørnet og tryktab
- Filtrering og separation
- Energi-, køle- og vandforbrug
- Instrumentering og styring
- Redundans
- Service og vedligeholdelse
- CIP og rengøring
- Dokumentationskrav
En URS (User Requirements Specification) er kundens kravspecifikation til systemet og kan blandt andet definere kapacitet, vakuumniveau, redundans, materialer, instrumentering og dokumentation.
Vi kan hjælpe med at omsætte relevante krav fra kundens URS og øvrige procesdata til en praktisk vakuumløsning.
Vi låser ikke på forhånd løsningen til én bestemt pumpeteknologi. En oliesmurt lamelvakuumpumpe, tør vakuumpumpe, klo-vakuumpumpe eller væskerings-vakuumpumpe kan være den rigtige løsning, hvis teknologien passer til processen.
Læs mere om vores Engineering.
Procesmediet er afgørende
En vakuumpumpe, der fungerer optimalt med tør luft, er ikke nødvendigvis den rigtige løsning til en farmaceutisk proces.
Vakuumsystemet kan blandt andet blive udsat for:
- Vanddamp
- Opløsningsmiddeldampe
- Kondenserbare dampe
- Pulver og partikler
- Aktive farmaceutiske stoffer
- Aggressive procesgasser
- Væske
- Rengøringsmedier
API betyder i denne sammenhæng Active Pharmaceutical Ingredient, altså det aktive farmaceutiske stof i et lægemiddel.
Ved processer med API skal der blandt andet tages højde for produktets egenskaber, containment, filtrering og eventuel eksponeringsrisiko.
Materialekompatibilitet, temperatur og risiko for kondensation skal derfor indgå i valg og dimensionering af vakuumsystemet.
CIP og rengøring
I farmaceutiske produktionsanlæg kan vakuumsystemet være forbundet med procesudstyr, der rengøres med CIP (Cleaning in Place).
Det betyder ikke nødvendigvis, at selve vakuumpumpen skal kunne CIP-rengøres.
Systemet kan konstrueres, så de procesberørte dele kan indgå i CIP-rengøringen, mens vakuumpumpen isoleres og beskyttes mod rengøringsvæske og produktrester.
Vi har blandt andet erfaring med løsninger baseret på oliesmurte lamelvakuumpumper, hvor den procesberørte del af vakuumsystemet kan CIP-rengøres, mens selve pumpen ikke indgår i CIP-processen.
Ved projektering skal der blandt andet tages højde for:
- CIP-medier
- Temperatur
- Kondens og damp
- Produktrester
- Risiko for væskeoverførsel
- Materialekompatibilitet
- Separation
- Niveaudetektering
- Ventiler og dræning
Vakuumsystemet skal dimensioneres efter hele driftscyklussen – ikke kun efter forholdene under normal produktion.
Valg af vakuumpumpeteknologi
Der findes ikke én vakuumpumpetype, der passer til alle farmaceutiske processer.
Klo-vakuumpumper
Klo-vakuumpumper har et oliefrit kompressionskammer og kontaktfri rotorer.
De kan være relevante til central vakuumforsyning og andre tørre processer, hvor deres arbejdsområde passer til applikationen.
Oliesmurte lamelvakuumpumper
Oliesmurte lamelvakuumpumper kan anvendes i farmaceutiske applikationer, hvor deres vakuumniveau, kapacitet og procesegenskaber passer til opgaven.
En oliesmurt vakuumpumpe kan også indgå i et system, hvor de procesberørte dele er konstrueret til CIP.
Væskerings-vakuumpumper
Væskerings-vakuumpumper kan være relevante ved processer med betydelige mængder damp, fugt eller væske.
Servicevæske, materialevalg, temperatur og kemisk kompatibilitet skal tilpasses processen.
Vakuumtørring, destillation og afgasning
Ved vakuumtørring, destillation og fordampning reduceres trykket, så vand eller opløsningsmidler kan fjernes ved lavere temperatur.
Det kan være relevant ved varmefølsomme produkter.
Ved disse processer skal der blandt andet tages højde for:
- Procesmedie
- Temperatur
- Dampmængde
- Risiko for kondensation
- Kemisk kompatibilitet
- Arbejdstryk
- Nødvendigt volumenflow
Kondensation før vakuumpumpen kan i nogle tilfælde både beskytte pumpen og reducere den dampmængde, vakuumpumpen skal håndtere.
Vakuum til frysetørring og lyofilisering
Ved frysetørring fjernes vand fra et frossent produkt ved sublimation. Under den efterfølgende sekundære tørring fjernes yderligere restfugt blandt andet ved desorption.
Det optimale kammertryk er ikke nødvendigvis det lavest mulige vakuum, men et kontrolleret procestryk, der passer til produktet og den nødvendige varme- og masseoverførsel.
Et farmaceutisk frysetørringsanlæg består typisk af blandt andet:
- Tørrekammer
- Temperaturregulerede hylder
- Kondensator
- Kølesystem
- Vakuumsystem
- Vakuuminstrumentering
- Processtyring
På større industrielle anlæg kan vakuumsystemet opbygges som et flertrins system med en eller flere Roots-vakuumboostere i serie med en backing-pumpe.
Backing-pumpen behøver ikke i sig selv at være en højvakuumpumpe. Afhængigt af processen kan der eksempelvis anvendes:
- Oliesmurte lamelvakuumpumper
- Væskerings-vakuumpumper
- Andre egnede backing-pumpeteknologier
Vakuumstationen dimensioneres efter blandt andet procestryk, kammerstørrelse, evakueringstid, kondensatorkapacitet, gasbelastning og nødvendig pumpekapacitet gennem tørrecyklussen.
Læs mere om vores Engineering.
Pneumatisk transport af pulver og granulat
Vakuum kan anvendes til pneumatisk transport af pulver, granulat og andre materialer mellem forskellige procestrin.
Systemet dimensioneres blandt andet efter:
- Materialets egenskaber
- Partikelstørrelse og bulk density
- Transportkapacitet
- Transportafstand
- Løftehøjde
- Rørdimension
- Transporthastighed
- Tryktab
- Separation og filtrering
Ved farmaceutiske pulvere og API skal der desuden tages højde for containment, rengøring, krydskontaminering og eventuelle ATEX-forhold.
Vi har mange års erfaring med dimensionering af dilute phase pneumatiske transportsystemer. Læs mere under Engineering, eller kontakt os om en konkret transportopgave.
Containment og filtrering
I processer med pulver og aktive farmaceutiske stoffer kan vakuumsystemet være en del af et lukket procesdesign.
Afhængigt af processen kan systemet blandt andet omfatte:
- Produktseparation
- Partikelfiltrering
- HEPA-filtrering, hvor det kræves
- Kondensseparation
- Væskeudskillelse
- Kontrolleret udstødning
- Vakuumovervågning
Det er det samlede procesdesign, der skal opfylde kravene til produkt- og operatørbeskyttelse – ikke vakuumpumpen alene.
Rørdimensionering, redundans og central vakuumforsyning
Ved central vakuumforsyning skal vakuumpumper, rørnet og forbrugere dimensioneres som ét samlet system.
Der skal blandt andet tages højde for:
- Samlet volumenflow
- Samtidighed
- Rørlængder og diametre
- Ventiler og filtre
- Arbejdstryk
- Tryktab
- Krav til redundans
Hos Vakuumpumper.dk har vi udviklet vores eget værktøj til beregning af tryktab i vakuumrør.
Ved kritiske processer kan anlægget eksempelvis opbygges med N+1-kapacitet eller automatisk reservepumpe.
Vakuuminstrumentering og proceskontrol
I mange farmaceutiske processer skal vakuumniveauet ikke blot etableres, men også måles, reguleres og dokumenteres.
Vi leverer vakuuminstrumenter til måling og overvågning af vakuum over et bredt trykområde.
Instrumenteringen kan blandt andet anvendes til:
- Absoluttryksmåling
- Procesregulering
- Alarmgrænser
- Pumpestyring
- Datalogning
- Dokumentation
- Kommunikation med PLC eller overordnet styresystem
Hvor dokumenteret målenøjagtighed og sporbarhed er nødvendig, kan vi arrangere kalibrering af vakuuminstrumenter med tilhørende certifikat.
Dokumentation, FAT og SAT
Pharma-projekter kan stille omfattende krav til teknisk dokumentation.
Efter aftale kan leverancen blandt andet omfatte:
- Tekniske datablade
- Komponentlister
- Tegninger
- Instrumentdata
- Materialedokumentation, hvor relevant
- Styringsbeskrivelse
- Alarm- og setpunktlister
- Manualer
- FAT efter aftalt testprocedure
- Assistance ved SAT
FAT (Factory Acceptance Test) udføres før levering, mens SAT (Site Acceptance Test) gennemføres efter installation hos kunden.
Vakuumsystemet og den tilhørende dokumentation kan indgå i kundens samlede qualification- og validation-proces. Det konkrete ansvar og dokumentationsomfang fastlægges i projektet.
Service og lifecycle
Et vakuumanlæg skal kunne holdes stabilt i drift gennem mange års produktion.
Vi tilbyder service og vedligeholdelse af vakuumpumper samt fejlfinding, vakuummålinger, reservedele, renovering og optimering af eksisterende installationer.
Ved centraliserede anlæg kan service planlægges omkring systemets redundans, så den nødvendige vakuumkapacitet kan opretholdes under planlagt vedligeholdelse.
Hvordan dimensioneres vakuum til pharmaindustrien?
For at dimensionere den rigtige løsning er det blandt andet relevant at kende:
- Procesbeskrivelse
- Arbejds- og sluttryk
- Nødvendigt volumenflow
- Evakueringstid
- Procesmedie
- Damp- og partikelbelastning
- Temperatur
- Driftstid
- Antal forbrugere og samtidighed
- CIP og rengøringsmedier
- Krav til containment
- Rørnet og tryktab
- Redundans
- Instrumentering
- Styring
- Dokumentationskrav
- Eventuelle ATEX-forhold
Jo tidligere disse oplysninger er tilgængelige, desto bedre kan vakuumsystemet dimensioneres som en integreret del af processen.
Vi hjælper med vakuum til pharma- og life science-projekter
Vi arbejder blandt andet med:
- Procesvakuum
- Vacuum utilities
- Centrale vakuumanlæg
- Vakuumtørring og frysetørring
- Destillation og afgasning
- Pneumatisk transport
- Pulverhåndtering
- CIP-relaterede vakuumløsninger
- Vakuuminstrumentering
- Filtrering og separation
- Rørdimensionering
- Regulering og styring
- Engineering
- FAT og SAT efter aftale
- Service og reservedele
Kontakt os gerne allerede i projekteringsfasen. Jo bedre vi forstår processen og kravene til installationen, desto bedre kan vi dimensionere den rigtige vakuumløsning.
FAQ
Hvor bruges vakuum i pharmaindustrien?
Vakuum anvendes blandt andet til tørring, frysetørring, filtrering, afgasning, destillation, pneumatisk transport, emballering, laboratorieudstyr og central vakuumforsyning.
Skal en vakuumpumpe til pharma være oliefri?
Ikke nødvendigvis. Valget afhænger af den konkrete proces og systemkonstruktion.
Tørre vakuumpumper, oliesmurte lamelvakuumpumper og væskerings-vakuumpumper kan alle være relevante i forskellige farmaceutiske applikationer.
Kan en oliesmurt vakuumpumpe anvendes sammen med CIP?
Ja. Systemet kan konstrueres, så de procesberørte dele CIP-rengøres, mens vakuumpumpen isoleres fra selve rengøringsprocessen.
Hvordan opbygges vakuum til industrielle frysetørringsanlæg?
På større anlæg kan vakuumstationen opbygges med en eller flere Roots-vakuumboostere i serie med en backing-pumpe.
Backing-pumpen kan afhængigt af processen eksempelvis være en oliesmurt lamelvakuumpumpe eller væskerings-vakuumpumpe.
Kan vakuum bruges til pneumatisk transport af pharma-pulver?
Ja. Systemet skal dimensioneres efter materialet og proceskravene, herunder eventuelle krav til containment, rengøring og ATEX.
Kan et vakuumanlæg opbygges med redundans?
Ja. Centrale anlæg kan eksempelvis dimensioneres med N+1-kapacitet, automatisk reservepumpe og overvågning.
Kan Vakuumpumper.dk beregne vakuumrør og tryktab?
Ja. Vi dimensionerer vakuumrør og har desuden udviklet et værktøj til beregning af tryktab i vakuumrør.
Kan I levere dokumentation til pharma-projekter?
Ja, efter aftale. Dokumentationsomfanget fastlægges for det konkrete projekt og kan blandt andet omfatte datablade, tegninger, instrumentdata, styringsbeskrivelser og FAT-dokumentation.