gesponsertTemperiersysteme in der Pharmaindustrie „Umweltskühler“: Arzneimittel klimaschonend temperieren

Gesponsert von

JULABO GmbH

Von Entwicklung bis Herstellung – Arzneimittel benötigen eine akkurate Temperaturregelung. Mit den passenden Thermostaten gelingt dies nicht nur energieeffizient, sondern auch möglichst umweltschonend. So helfen Umwälzkühler, die Qualität und damit Wirksamkeit von Medikamenten zu sichern.

Die Pharmaindustrie ist ein wesentlicher Bestandteil des globalen Gesundheitssektors. Hier werden Medikamente entwickelt, um Krankheiten zu behandeln und vorzubeugen. Die Medizin hat im Laufe ihrer Geschichte bemerkenswerte Fortschritte verzeichnet. Dank akribischer Forschung sind Wissenschaftler in der Lage, Proteine von Pflanzen und Tieren zu isolieren, zu reproduzieren und in Form von Arzneimitteln anzubieten.

Moderne wissenschaftliche und technologische Fortschritte beschleunigen neue Entdeckungen und die Verbreitung besserer Pharmazeutika mit optimierter therapeutischer Wirkung sowie wenigen Nebenwirkungen. Molekularbiologen und Pharmazeuten arbeiten kontinuierlich daran, den Nutzen von Medikamenten und damit deren Wirksamkeit zu verbessern. Für diese hochkomplexen Herstellungs- und Weiterverarbeitungsverfahren sind allerdings stets optimale technische Rahmenbedingungen notwendig. Nur dadurch kann die Herstellung eines qualitativ hochwertigen und vor allem sicheren pharmazeutischen Produktes gewährleistet werden. Dies gilt für alle Instrumente, Inkubatoren und jede Probe – und zwar zu jeder Uhrzeit und an jedem Tag. Hier können z. B. Temperaturabweichungen von nur ein bis zwei Grad mitunter jahrelange Forschungsergebnisse zunichtemachen, weil eine unersetzbare Probe durch falsche Produktionsbedingungen unbrauchbar geworden ist.

Temperaturkontrolle ist entscheidend in der Pharmaindustrie

Arzneimittelhersteller nutzen eine Vielzahl von Methoden bei der Produktion ihrer Medikamente. Von den Extrusions- und Schmelzextrusionsanlagen über Mischer und Mixer bis hin zu ummantelten Behältern ist all diesen Anlagen und Behältern jedoch eines gemein: Es finden stets hochsensible Prozesse statt. Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften sind Arzneimittel meist empfindlicher gegenüber Temperaturbelastungen als viele andere Verbraucherprodukte.

Eine exakte Temperaturregulierung während der chemischen und enzymatischen Reaktionen hat einen starken Einfluss auf die Endergebnisse – nicht nur bei der Herstellung, sondern auch in der Forschung. In vielen Forschungslaboratorien sorgen daher Temperiersysteme für stabile und präzise Bedingungen.

Temperaturregelungsgeräte zeichnen sich durch eben diese Genauigkeit aus, die sich für weitere Arzneimittel-Herstellungsverfahren einfach reproduzieren lässt. Eine Exaktheit, die für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Produkten unerlässlich ist. Denn aktive pharmazeutische Inhaltsstoffe (API) reagieren oft nachteilig auf Temperaturen, die außerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs liegen. Nur dank einer konstanten und akkuraten Produkttemperatur und einer entsprechenden Überwachung während des gesamten Produktionsprozesses erreicht eine pharmazeutische Verarbeitungsanlage höchste Qualität. Neben der Anfertigung und Zubereitung unterliegen auch die Abfüllung, das Verpacken, der Transport und selbst das Beschriften von Arzneimitteln strengen Regulierungen und Vorschriften.

Bildergalerie

Heiß und kalt: zwei Beispiele für Temperier-Anwendungen

Ein Beispiel für temperaturkritische Prozesse in der Pharmazie ist die Herstellung fester oraler Dosen per Schmelzextrusion. Dieses Verfahren ermöglicht die Abgabe von Arzneimitteln mit schlechter Löslichkeit. Schlechte Löslichkeit stellt eine große Herausforderung in der Pharmaindustrie dar und sorgt dafür, dass Wirkstoffe eine mangelhafte Bioverfügbarkeit aufweisen. Bei der Methode kommen Druck, Bewegung sowie Temperaturen zwischen 120 und 180 °C zum Einsatz, um die diversen Inhaltsstoffe zu mischen und deren Löslichkeit zu optimieren.

Die Materialien werden über einen Trichter in einen Extruder gegeben und mithilfe einer Schraube bzw. einer Doppelschnecke geschmolzen, die sich durch die Reibungshitze und durch Heizelemente aufwärmt. Gleichzeitig mischt der Doppelschneckenextruder diese Elemente durch, sodass die entstehenden Partikel kombiniert und in Kapseln gefüllt oder zu Tabletten gepresst werden können. Eine präzise Heizregulierung ist bei diesem Prozess unerlässlich, denn bei zu hohen Temperaturen können sich wichtige Inhalts- bzw. Wirkstoffe auflösen, was wiederum die Wirksamkeit des Endproduktes negativ beeinträchtigt.

Aber nicht nur bei Hitze, sondern auch bei Tieftemperaturen ist eine verlässliche Temperierung entscheidend. Um niedrige Temperaturen von bis zu -78 °C für die Kühlung zu erreichen, kommt häufig Trockeneis zum Einsatz. Durch diesen Kühlprozess ergeben sich jedoch mehrere Nachteile und insbesondere in einem industriellen Maßstab gestaltet sich diese Methode wesentlich komplizierter. Temperaturen lassen sich beispielsweise nicht exakt anpassen und regulieren. Außerdem muss stets genügend Trockeneis vorhanden sein und Laboratorien müssen entsprechend vorausplanen, was ihre Flexibilität einschränkt. Kompressorbasierte Kühlsonden sorgen dagegen für eine präzise Kühlung, die kein Eis erfordert. Kälteverbrennungen beim Nutzer lassen sich somit verhindern und Experimente können sogar unbeobachtet über Nacht weiterlaufen.

Umwälzthermostate für günstige, umweltschonende Kühlung

Sowohl für Hoch- als auch für Tieftemperaturen gibt es passende Temperiersysteme. Sie eignen sich z. B. für Reaktionsblöcke, Destillationsanlagen, Chemie- und Bioreaktoren, bieten kurze Aufheiz- und Abkühlungsphasen sowie große Temperaturbereiche.

Für den Bereich der Labortemperierung hat Julabo eine große Auswahl an Kälte- und Wärmethermostaten entwickelt. Nicht immer braucht es in der Praxis Höchstleistungen bei der Temperatursteuerung. Reicht etwa ein Teillastbetrieb zur effizienten Abführung von Wärme aus, können energieeffiziente Kälteumwälzthermostate Anwendern helfen, Betriebskosten einzusparen und gleichzeitig den Umwelteinfluss zu verringern.

Aus diesem Grund hat Julabo mit den Modellen Corio CD-449F, Corio CP-449F, Dyneo DD-449F und Magio MS-449F gleich vier energieeffiziente Temperiergeräte für verschiedene Anwenderbedürfnisse im Programm. Die Kälteumwälzthermostate wurden mit Fokus auf Energieeffizienz entwickelt und arbeiten mit natürlichem, umweltschonendem Kältemittel. Bei vielen Anwendungen im Teillastbereich kann dies zu deutlichen Betriebskosteneinsparungen führen. Gleichzeitig ist der geringere Energieverbrauch ein positiver Beitrag zum Klimaschutz. Dabei besitzt die 449F-Kältemaschine ein großes Badvolumen, um größere oder eine Vielzahl verschiedener Proben im Bad präzise zu temperieren.

Bei einem begrenzten Platzangebot bietet die neue Kältemaschine 450F trotz kompakter Baugröße eine vergleichsweise hohe Kälteleistung von bis zu 450 Watt. Aufgrund des geringen Füllvolumens kann mit dem 450F eine schnelle Aufheiz- und Abkühlzeit realisiert werden – je nach Bedarf unter Verwendung von umweltfreundlichen natürlichen oder synthetischen Kältemitteln.

Für jeden Bedarf die passende Temperierung

Extra angepasst für das dynamische, hochpräzise und klimaschonende Temperieren von anspruchsvollen externen Anwendungen gibt es die Presto-Prozessthermostate wie den A38, A41, W41, A70 und W93, W93x. Diese umweltfreundlichen Modelle arbeiten mit den natürlichen Kältemitteln Propylen (R1270) oder Ethan (R170) und decken einen breiten Anwendungsbereich ab. Dabei reicht die Kühlleistung der Temperiersysteme von 0,8 bis 20 kW bei 20 °C Arbeitstemperatur.

Hochdynamische Temperiersysteme aus dem Julabo-Produktprogramm bieten extrem kurze Aufheiz- und Abkühlzeiten, große Arbeitstemperaturbereiche ohne Wärmeträgerwechsel und hohe Leistungsdaten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Thermostaten kann die Temperierflüssigkeit in einem erweiterten Temperaturbereich eingesetzt und erheblich länger verwendet werden.

Mit modularem Zubehör lassen sich Laborthermostate und hochdynamische Temperiersysteme an die verschiedensten Anforderungen anpassen und intuitiv bedienen. Dank genauer Einstellungsmöglichkeiten jeder Variablen schaffen Julabo-Temperiergeräte die passenden Bedingungen für qualitativ hochwertige pharmazeutische Endprodukte.

Fazit: Thermostate sind unverzichtbar für die Qualität

Unabhängig davon, ob es sich um Tabletten oder andere Medikamente handelt, – eine exakte Temperaturregulierung hat direkte Auswirkungen auf die Qualität des pharmazeutischen Produktes. Die präzise Kontrolle der Temperatur hat nicht nur Einfluss auf die chemische und physikalische Stabilität des Arzneimittels. Sie sorgt auch dafür, dass sich die enthaltenen Wirkstoffe gleichmäßig über einen bestimmten Zeitraum im Körper eines Patienten verteilen und dabei ihr Potenzial bestens entfalten.

(ID:49692671)