Werden mehrere Lose in der Biopharma-Herstellung gefahren, muss zwischen diesen jeweils eine Reinigung erfolgen. Die Ablass-Möglichkeiten werden durch Systemgefälle, Totstrecken, Oberflächen der Rohrinnenwände und die richtige Auswahl von Ventilen und Fittings beeinflusst. Michael Bridge von <a href=http://www.swagelok.com/industry/bio>Swagelok</a> zeigt, wie spezielle Fittings und richtig ausgewählte Ventile die Reinigung optimieren.<table>
<td><% image name="Swagelok_1" %></td>
<td><% image name="Swagelok_2" %></td>
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<small> Abb. 1. Bogenfittings mit speziellen Winkeln von 88 oder 92° gewährleisten eine ordnungsgemäße Ablassmöglichkeit. Rechts: Abb. 2. Die Neigung entsteht in diesem Gefälle durch einen Gehrungsschnitt und dem Anschweißen direkt nach dem ersten Bogen. Anschließend wird der zweite Bogen gebogen, so dass das Rohr in Abschnitt B parallel zum senkrechten, dem Abschnitt A vorangehenden Abschnitt gerade nach unten verläuft. </small>
Standard-90°-Fittings erfordern gewöhnlich zum Erzielen des gewünschten Neigungsgrades eine Vergrößerung des Winkels. Um diese zu erreichen, sind 2 Verfahren üblich. Bei einem wird direkt hinter der 90°-Biegung des Bogens ein Gehrungsschnitt gemacht und anschließend ein gerades Rohrstück auf den Gehrungsschnitt stumpf aufgeschweißt. Das zweite Verfahren wird mit bloßen Händen ausgeführt: Ein gerades Rohrstück wird auf das Fitting stumpf aufgeschweißt oder anderweitig angebracht. Der Installateur ergreift dann das gerade Rohrstück und bringt es unter Kraftaufwand in die gewünschte Neigung oder Position. In Abb. 1 ist am Abschnitt A ein Gehrungsschnitt ausgeführt, Abschnitt B wurde entsprechend gebogen.
Beide Verfahren sind außerordentlich ungenau und daher bei einigen Biopharma-Herstellern untersagt. Die Alternative dazu sind spezielle Fittings (Abb. 1+2), die auf einen Winkel von 88 oder 92° gebogen sind. Durch die Mindestneigung von 3,2-6,4 mm pro 0,3 m entstehen Neigungen von 0,6 bzw. 1,2°, das heißt, das ideale Winkelfitting liegt in einer Richtung im Bereich von 90,6-91,2° und in der anderen im Bereich von 89,4-88,8°. Diese Winkelfittings, die üblicherweise in Bogen- oder T-Konfiguration ausgeführt sind, weisen zudem eine zum Schweißen geeignete Schnittfläche auf, mit angeschweißten Flanschen für Schellenendfittings oder mit Gewinden für Gewindefittings.
<b>Weir- vs. Radialmembranventil.</b> Die bei kritischen Absperranwendungen meist zum Einsatz kommenden Ventile sind Weir- und Radial-Membranventile. Weir-Membranventile liefern eine zuverlässige Funktion in zufriedenstellend arbeitenden Systemen. Trotzdem ist es bei der Ausführung der Dichtungen für Weir-Membranventile möglich, dass Einschlüsse und Verunreinigungen auftreten. Die Membran ist so aufgebaut, dass ihre Dichtwirkung auf einem Dichtwulst außerhalb des Überlaufbereichs erfolgt. In der Offenposition hebt sich die Membran jedoch und verbiegt sich und gibt den Ventilkörper längs des Umfangs der Schüssel frei (Abb. 3). Wenn das Ventil schließt, schließt die Membran in Richtung Ventilkörper, und dabei können kleine Mengen von Flüssigkeit eingeschlossen werden.
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<td><% image name="Swagelok_Weir_open3" %></td>
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<small> Abb. 3. Bei einem Weir-Membranventil können Fluide zwischen der Membran und dem Ventil eingeschlossen bleiben. In der Offenposition wird die Membran angehoben und legt den Rand der Schüssel frei. Hier können Fluide eingeschlossen bleiben, wenn die Membran schließt. </small><p>
<% image name="Swagelok_Weir3" %>
Bei neueren Ausführungen von Radial-Membranventilen wird diese Unzulänglichkeit in den Weir-Membranventilen korrigiert. Dabei bildet die Membran an der Kante der Ventilschüssel entlang eine Dichtung. Zu keinem Zeitpunkt hebt sich die Membran hinter die Kante der Schüssel. Demzufolge finden Einschlüsse nicht statt. Zudem sind die Form der Schüssel sowie die Ein- und Auslässe so gestaltet, dass ein sauberes Durchspülen des Fließweges und eine Optimierung der vollen Ablassmöglichkeit gewährleistet sind. Radial-Membranventile erfreuen sich eines zunehmenden Einsatzes, da viele Biopharma-Unternehmen nach Alternativen suchen, Wasserfluss, Dampf und die Produkte in ihren sauberen Prozesssystemen zu steuern.
Bei der Auswahl zwischen Weir- und Radial-Membranventilen müssen Betreiber sorgsam die Empfindlichkeit der Anwendung bezüglich Ablassmöglichkeit, Einschlüssen, möglichen Verunreinigungen und Systemflussanforderungen in Betracht ziehen. Weir-Membranventile erlauben etwa eine höhere Durchflussrate als gleichgroße Radialmembranventile, die eher für Anwendungen mit kritischen Reinheitsanforderungen geeignete sind.
Bei der Ventilauswahl gilt es auch, die Anzahl der Fittings und Ventile mit dem Ziel der Verbesserung des Gesamtsystemwirkungsgrades, der Kosten und der Leistung zu verringern. Ventile von hoher Qualität sind mit einer Vielzahl von Einlass- und Auslasskombinationen lieferbar, es könnte also ein einziges Mehrfachventil die Funktion erfüllen, für die sonst mehrere einzelne Ventile erforderlich sind. Bei solchen Aufbauten wird nicht nur die Anzahl der Ventilkörper, sondern auch die Anzahl der Fittings verringert, da für jedes Ventil mindestens 2 Fittings (oder Schweißungen) erforderlich sind.
Eine der kritischeren Ventilanwendungen tritt an den Auslässen des Anwendungsortes auf. Üblicherweise erscheint das Ventil des Anwendungsortes als ein nichtstatisches T. Während die vertikale Spindel des T eine gute Ablassmöglichkeit aufweisen kann, ist dies bei horizontalen Abschnitten möglicherweise nicht der Fall. In einigen Fällen können 90°-Bögen an jeder Seite der horizontalen T-Abschnitte hinzugefügt werden oder diese ersetzen und einen Bogenvorsatz erzeugen. Eine bessere Wahl ist eine Viking-Ausführung, in der 2 horizontale Stücke einer T-Formation nicht mehr länger horizontal sind. Sie gehen stattdessen direkt senkrecht nach unten und sind vor dem Eintreten in das Ventil um 45° gebogen. Durch die Schwerkraft wird eine vollständige Ablassmöglichkeit erreicht. Der Abstand zwischen den beiden senkrechten Ableitungen in einer Viking-Formation entspricht den von der ASME-BPE empfohlenen Abmessungen für "U"-Ableitungen. Weir-Membranventile oder Radialmembranventile können in Viking-Formationen eingesetzt werden.
<b>Verbesserte Fittings.</b> Wenn ein herkömmliches Fitting nach ISO 2852 eingesetzt wird, sollte der Betreiber auf seine potenziellen Probleme bezüglich der Ablassmöglichkeit und der Behinderung des Durchflusses achten. Da bei einem Fitting nach ISO 2852 die Schelle fest angezogen wird, könnte die Dichtung in den inneren Fließweg gepresst werden. Bei thermischen Zyklen könnte dieser Vorgang zunehmen. Berechnungen der Fluiddynamik zeigen, dass durch ein solches Herauspressen im Fließweg Turbulenzen und mögliche Verzögerungen entstehen können, wenn das System entleert wird.
Swagelok-Fittings der Serie TS verhindern dagegen ein Herauspressen der Dichtung in den Fließweg. Das ist möglich, weil eine neuartige Konstruktion zur Verhinderung eines zu starken Anziehens zur Anwendung kommt, die einen alternativen Raum bereitstellt, in den die Dichtung hineingepresst werden kann (während des Anziehens und Klemmens) oder in der sie sich entspannen kann (während thermischer Zyklen).
<b>Schlussfolgerung.</b> Betreiber, Entwickler und Auftragnehmer müssen sorgfältige Entscheidungen im Hinblick auf die Fluidsystem-Komponenten treffen, wenn sie Verluste aufgrund von Verunreinigungen oder schlechten Ablassmöglichkeiten vermeiden wollen. Ventile, Fittings und Systemneigungen sind für das ordnungsgemäße Funktionieren größerer Systeme entscheidend. Im Rahmen weiterer Fortschritte in der Industrie werden verbesserte Fluidsystem-Komponenten in Biopharma-Produktionen integriert werden. Komponenten mit innovativen Konstruktionen, welche die Fehlermöglichkeiten verringern, z.B. Bogen- und T-Fittings mit speziellen Winkeln, Swagelok Fittings der Serie TS, Mehrfachventile und Ventile mit Viking-Formation für den Anwendungssort, werden weniger genaue Alternativen ersetzen und die Reinigungs- und Ablassmöglichkeiten eines Systems verbessern.Fittings & Ventile: Kritisch im Biopharma-Prozess
<a href=http://www.analyticaltechnology.com>Analytical Technology</a> – das de facto Unternehmen für das Chlor-Monitoring in Wasser – hat kürzlich den GasSens Monitor in Großbritannien eingeführt. GasSens ergänzt das Portfolio an Wasser- und Gas-Instrumenten des Unternehmens und erlaubt sicheres und effizientes Online-Monitoring zur Gas-Erkennung in der Pharma-Industrie.<% image name="Analytical_Technology_GasSens" %><p>
GasSens ist ein flexibles Komponenten-System mit zahlreichen personalisierbaren Funktionalitäten und erkennt mehr als 30 verschiedene Gase. Mit geringem Wartungsaufwand verspricht es eine verlässliche Lecksuche in der Pharma-Industrie. Unternehmen erreichen damit die strikten Compliance-Anforderungen der Regulierungsbehörden.
Die Gasleck-Erkennung ist entscheidend in der Pharma-Industrie. Zahlreiche Pharma-Prozesse benötigen potentiell toxische Gase – allen voran Ozon – und bei manchen Herstellungsprozessen können gefährliche Gase als Nebenprodukt auftreten. Diese Risken können durch eine sorgfältige Equipment-Wartung und ein ständiges Monitoring nach ersten Anzeichen von Lecks in Grenzen gehalten werden. In der Pharma-Industrie kann GasSens sowohl bei einfachen als auch bei hochkomplexen Gaserkennungs-Anwendungen eingesetzt werden.
Teuer sind bei Gaserkennungs-Systemen insbesondere die laufend erforderlichen Tests, um sicherzustellen dass die Sensors ansprechen. Dehalb hat Analytical Technology ein einzigartiges Auto-Test-System entwickelt. Frühzeitge Sensor-Fehler oder eine Verstopfung der Sensormembran wird damit schnell erkannt. Dieses Feature reduziert die TCO des Systems dramatisch.
Ein wichiges Feature des GasSens ist, dass die Empfänger-Module ein Interface zwischen Erkennungssystem und externen Alarm- und Datenlog-Anforderungen bietet. Jedes der kompakten Module beinhaltet ein digitales Display der Gaskonzentration, einen isolierten Analog-Output sowie 4 Relay-Outputs. GasSens verwendet spezielle elektrochemische Sensoren, die von Analytical Technology entwickelt wurden und besteht aus Modulen, die dort platziert werden können, wo sie benötigt werden.GasSens: Sichere Lecksuche in der Pharma-Industrie
May 22nd
Forscher klären neuen Weg zur CO<small>2</small>-Speicherung auf
Österreichs <a href=http://www.zement.at>Zementindustrie</a> konnte 2007 die Produktion um 7 % auf 5,9 Mio t steigern. Die Exporte legten von 247.000 auf 346.700 t zu, die Importe sanken dagegen von 738.000 auf 690.000 t. Steigender Zementbedarf als Folge des Ausbaus der österreichischen Infrastruktur und wachsender Bevölkerungszahlen kennzeichnen die Situation für 2007 und 2008. <% image name="Baukran" %><p>
Getragen wurde die Entwicklung von einer stabilen Expansion im Tiefbau, stetiger Erholung im Wohnbau und wachsendem Industriebau. Bis 2010 wird die europäische Bauwirtschaft jedoch langsamer wachsen als bisher. In Westeuropa lässt die Baunachfrage nach, während sie in Osteuropa zulegt.
In Österreich wird ein Wachstum der Bauproduktion real um rund 2,5 % pro Jahr erwartet. Die stärksten Wachstumsimpulse werden von den Infrastrukturinvestitionen im Tiefbau kommen. Für den Wohnungsneubau prognostiziert das WIFO eine kontinuierliche Expansion bis 2010. Einer der Treiber der Entwicklung ist das verstärkte Bevölkerungswachstum, das die Einwohnerzahl Österreichs bis 2020 von derzeit 8,3 auf 8,7 Mio Menschen anwachsen lassen wird.
"Eine Aufstockung der Wohnbaurate ist daher zur Vermeidung von Marktverzerrungen dringend erforderlich. Bis 2010 werden pro Jahr rund 49.000 Wohneinheiten gebaut, gebraucht werden allerdings etwa 55.000 Einheiten jährlich. 2007 sind nach Schätzungen österreichweit 44.000 Einheiten errichtet worden. Darüber hinaus steigt der Bedarf an größeren Wohnungen, der ebenso die Entwicklung beleben wird", so Rudolf Zrost, Vorsitzender der Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie.
Die gestiegene Nachfrage nach Zement hat 2007 dazu geführt, dass die österreichische Zementindustrie eine Unterdeckung von mehr als 400.000 t bei den Emissionszertifikaten ausgleichen musste. "Das ist durch technische Maßnahmen nicht auszugleichen und führt über den notwendigen Zukauf von Zertifikaten direkt zu Preissteigerungen ohne nennenswerte Effekte für die Umwelt", so Zrost.
"Wir liegen bei einem CO<small>2</small>-Ausstoß von 642 kg/t Zement (China: 830, USA: 925). Wenn Zertifikate zugekauft werden müssen, führt das nur zu einer radikalen Steigerung der Zementpreise und bringt der Umwelt wenig", so Zrost. "Wenn unsere Branche die Emissionsrechte, wie von der EU-Kommission geplant, ersteigern muss, dann sind wir nicht mehr wettbewerbsfähig - zumindest solange es kein Abkommen mit ähnlichen Vorgaben für chinesische, amerikanische oder indische Werke gibt."2007: Gutes Jahr für Österreichs Zementindustrie
Evonik erweitert Kapazität für Laurinlactam in Marl
<a href=http://www.evonik.de>Evonik Industries</a> wird die Laurinlactam-Produktionskapazität am Standort Marl deutlich erweitern und investiert dazu einen zweistelligen Millionen-Euro-Betrag. Die erweiterte Anlage wird voraussichtlich im zweiten Halbjahr 2009 in Betrieb gehen. Planungen zu einem weiteren Kapazitätsausbau sind bereits angelaufen. Evonik erweitert Kapazität für Laurinlactam in Marl<% image name="Evonik_Chemie" %><p>
<small> Laurinlactam ist das Ausgangsmaterial für den Kunststoff Polyamid 12, der sich in neuen Märkten ständig wachsender Nachfrage erfreut. </small>
Evonik vermarktet Polyamid 12 als Konstruktionswerkstoff unter dem Markennamen "Vestamid" sowie als Pulver unter dem Namen "Vestosint". Der Bedarf an beiden Produkten ist in den vergangenen Jahren ständig gestiegen. "Vor 45 Jahren haben wir die Erfolgsgeschichte von Vestamid gestartet, haben das Produkt seither ständig weiter entwickelt und die Produktionskapazität vergrößert", blickt der Business Line Leiter Joachim Leluschko zurück. "Nachdem wir mit unseren Polyamid-Leitungssystemen in Automobilen Weltmarktführer sind, dehnen wir nun unser Geschäft auf großvolumige Rohre aus."
So ist Vestamid das erste Polyamid 12, dem Lloyd’s Register die Zulassung zur Herstellung flexibler Leitungen zum Transport von Produktions- und Injektionsflüssigkeiten in der Offshore-Rohölförderung erteilt hat. Erfolgreiche Langzeitversuche an Gasrohren aus Vestamid eröffnen die Möglichkeit, die Vorteile von Kunststoff nun bis zu einem Druckbereich von 20 bar in der Gasverteilung zu nutzen und Stahlrohre zu ersetzen. Auch der Relining-Sektor zur Rohrsanierung eröffnet ein hohes Marktpotenzial.
Müllentsorgung in der Zelle: Ein Molekül räumt auf
Der jährliche Biotech-Report von <a href=http://www.ey.com/austria>Ernst & Young</a> zeigt anhaltende Investitions- und Transaktionstätigkeiten in der Biotech-Branche sowie Trends, die den Sektor grundlegend verändern. Weltweit verzeichnete der Sektor 2007 Rekordwerte bei Finanzierungen und Geschäftstransaktionen. E&Y Biotech-Report 2007: Branche im Umbruch<table>
<td><% image name="ErnstYoung_Lehner_Erich" %></td>
<td align="right"> Erich Lehner, Partner bei Ernst & Young Österreich, sieht als weltweite Top-Trends die Strukturänderungsprozesse bei den großen Pharmariesen, der Anstieg der Nachfrage nach individuell angepassten Arzneimitteln sowie die fortschreitende Globalisierung.
"Die größten Hürden für die Zukunft sind die Abkühlung auf den Aktienmärkten, verschärfte regulatorische Kontrollen sowie größere Hürden bei der Produktzulassung und Rückvergütung. Sie lassen sich aber mit einer disziplinierten Finanzpolitik sowie der branchentypischen Kreativität und Innovationskraft überwinden." </td>
</table>
<b>Europas Biotech-Branche</b> verzeichnete 2007 durch das Ausscheiden des börsenkotierten Pharmariesen Serono - er wurde von Merck KGaA übernommen - einen Umsatzrückgang. Ohne diese Akquisition hätte das Umsatzwachstum börsenkotierter Biotechs 20 % betragen. Nach Jahren verhaltenen Wachstums zeichnet sich der europäische Sektor durch eine robuste finanzielle Performance aus.
• Die Branche verzeichnete einen Gesamtkapitalzufluss von 5,5 Mrd €, was einer Zunahme von 18 % entspricht.
• Die Anzahl der Produkte in der Pipeline – einschließlich jener Produkte, die sich in der präklinischen und klinischen Entwicklung befinden – stieg um 9 % auf 1.712.
"Europas Biotech-Branche ist bedeutend stärker als vor einigen Jahren, da es den Unternehmen dank ihrer ausgereiften Pipelines und eines Anstiegs bei den Produktzulassungen nunmehr gelingt, strategische Käufer in Massen anzulocken und
signifikantes Wachstum in Geschäftswerten zu generieren", meint Lehner.
<b>Biotechs in Österreich.</b> Nachdem österreichische Biotechs zuletzt vielfach ihre internationalen Kooperationen ausgebaut hatten, setzte 2007 eine Phase der Konsolidierung ein. Allerdings konnten die Flaggschiffe der österreichischen Biotech-Szene ihr globales Netzwerk auch weiterhin ausbauen und Produkte zur Marktreife bringen. "In Österreich wurde ein fruchtbarer Boden für Start-ups geschaffen. Nach der Unternehmensgründung werden die Unternehmen aber häufig auf eine finanzielle Durststrecke geschickt. Damit bleibt die Grundfrage der Finanzierung in Österreich weiterhin aufrecht", so Lehner.
Die wichtigsten Global-Ergebnisse des E&Y Biotech Reports:
• <u>Erfolgreiche Finanzierungstätigkeit:</u> Unternehmen in Nord-, Mittel- und Südamerika sowie Europa nahmen mehr als 29,9 Mrd $ Kapital auf – mit Ausnahme des Boomjahres 2000 ist dies ein neuer Rekordwert.
• <u>Rekordjahr für VC-Finanzierung:</u> Mit 5,5 Mrd $ in den USA und einem Wachstum von 72 % in Kanada erreichte die Venture-Capital-Finanzierung mit rund 7,5 Mrd $ einen neuerlichen Höchststand.
• <u>Steigende Umsätze:</u> Die Umsätze börsenkotierter Biotechs stiegen um 8 % und überschritten somit erstmals die Schwelle von 80 Mrd $. Ohne die Akquisition mehrerer Biotechs mit durch Pharmakonzerne wäre der Umsatz der Branche um rund 17 % gestiegen.
• <u>Sinkende Verluste:</u> Der Reinverlust der Branche sank von 7,4 auf 2,7 Mrd $. Vor allem in den USA gelang es dem Sektor, die Rentabilität zu erhöhen.
• <u>Transaktionshöchststand:</u> In den USA betrug der potenzielle Gesamtwert von Transaktionen, die während des Jahres verlautbart wurden – einschließlich Fusionen, Akquisitionen und strategischer Partnerschaften – fast 60 Mrd $ und übertraf somit die vorhergehenden Jahre bei Weitem. In Europa klettert dieser Wert sprunghaft auf rund 34 Mrd $.
<b>3 Entwicklungen</b> werden sich auf die Biotech- und Pharmaunternehmen besonders auswirken:
1. <u>Die Neudefinition von Pharmariesen:</u> Da die Patente der Pharmaunternehmen in einem noch nie dagewesenen Ausmaß ablaufen, versuchen die Firmen durch Kosteneinsparungen und Transaktionen ihre Gewinne zu maximieren. Das führt aber nur zu einem kurzfristigen Zeitgewinn - langfristig müssen die Pharmaunternehmen jedoch ihre Strukturen und Anreize neu definieren, um die Produktivität ihrer Innovationsleistung zu verbessern. Biotechs haben die Chance, mit Pharmakonzernen zusammenzuarbeiten, indem sie kreative Geschäftsmodelle nutzen.
2. <u>Individuelle Arzneimittel:</u> Die Einführung personalisierter Medizin wird durch Preisdruck und Sicherheitsbedenken beschleunigt. Die personalisierte Medizin wird nicht nur die Verhandlungsmacht kleiner und großer Pharmaunternehmen verändern, sondern diese auch dazu zwingen, traditionelle Ursachen für Wettbewerbsvorteile neu zu bewerten.
3. <u>Globalisierung:</u> Gemäß der Studie führt die ursprüngliche Zielsetzung, die Kosten für die Entwicklung von Arzneimitteln zu senken, nur kurzfristig zu finanziellen Gewinnen. Die große Chance für westliche Unternehmen liegt darin, mit Partnern in Schwellenländern zusammenzuarbeiten, um Produkte zu entwickeln, die auf lokale Marktbedingungen abgestimmt sind.
<small> Recycling in der Zelle: Forscher entdecken<br>Erkennungs-Mechanismus beim Protein-Abbau </small>
Eine Studie des <a href=http://www.isdin.com>ISDIN</a> im Bioskin Institut in Hamburg an 25 Psoriasis-Patienten zeigte vielversprechende Ergebnisse mit der topischen Formulierung von Cyclosporin, die auf der Dermosom-Technologie (DT) des spanischen Biotechs <a href=http://www.advancell.net>Advancell</a> beruht.<% image name="Advancell_Logo" %><p>
Die topische Cyclosporin-Formulierung wurde in der Studie 28 Tage lang direkt auf die Plaques aufgetragen. Die Ergebnisse bestätigen den Effekt des Produktes.
Topisches Cyclosporin ist das erste klinische Projekt im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen ISDIN und Advancell, um innovative Therapien gegen Hautkrankheiten zu entwickeln. Die neue dabei eingesetzte Technologie - DT- erlaubt die topische Cyclosporin-Durchdringung, was eine unmittelbare Wirkung auf die Effizienz der Psoriasis-Behandlung haben könnte.
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Das neue Medikament eröffnet zudem den Weg zu alternativen Psoriasis-Behandlungen via topischer Anwendungen, was künftig die schädlichen systemischen Effekte der oralen Therapie vermeiden könnten.
<small> <b>Cyclosporin</b> wird vielfach bei Transplantations-Patienten eingesetzt, um die Aktivität des Immunsystems zu vermindern und so das Risiko einer Abstoßung zu reduzieren. Es wird darüber hinaus zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie Psoriasis und rheumatoider Arthritis verwendet. </small>Psoriasis: Topisches Cyclosporin zeigt Wirkung
