phpro - Prozesstechnik für die Pharmaindustrie 02.2018

müssen. Diese Echtzeitmessungen wiederum
schaffen die Voraussetzung für die Freigabe
der Reaktionsprodukte (Real time release)
im Sinne von Zulassungsbehörden
wie der FDA. So unterstützt Online-Analytik
auch aktiv das Verständnis von Reaktionsprozessen,
was wiederum die Basis für Optimierungen
darstellt.
Die Integration von PAT-Systemen wird häufig
noch als sehr aufwendig und komplex
angesehen. Allerdings überwiegen mittelfristig
die Vorteile, da aus der Verknüpfung
von Datenmanagement, Analysedaten und
Prozessmodell ein deutlich effizienteres Prozessdesign
und dessen Bedienung resultieren.
Besonders interessant ist die Analytik
mittels Licht, bei der entweder berührungslos
oder per Tauchsonde Signale gemessen
und ausgewertet werden. Messungen mittels
Raman-, MIR-, NIR- oder UV-/VIS-Spektroskopie
sind in vielen Branchen und Applikationen
möglich und unterstützen aktiv die
Prozessführung und -überwachung. Wie viel
Nutzen es bringt, bisher im Labor ausgeführte
Analysearbeiten direkt an die Linie zu
verlagern, zeigen zwei sehr unterschiedliche
Beispiele: die Online-Überwachung der
Zellviabilität und die Inline-Analyse von Inhaltsstoffen
bei Softdrinks.
Überwachung der Zellviabilität
Bei dieser aus der Biotechnologie und Biopharmazeutik
stammenden Applikation geht
es um das UV-/Vis-Online-Monitoring von
Vitalitäts- und Apoptose-Verhalten von Säugerzellen.
Die besondere Herausforderung
lag dabei in der Komplexität und Variabilität
des Systems, der niedrigen Konzentrationen
wichtiger Analyten und der Beeinträchtigung
von Messdaten durch eine störende
Wassermatrix. Mittels einer spektroskopischen
Ganzquarz-Tauchsonde ist es gelungen,
den Prozess des Zellwachstums inline
und in Echtzeit zu überwachen. Dies ermöglicht
nun ein frühzeitiges Eingreifen,
wenn z. B. ersichtlich wird, dass der Prozess
außerhalb der gewünschten Bedingungen
läuft und z. B. die Mortalität der Zellen ansteigt.
Besonderer Wert wurde im Rahmen
der Lösung darauf gelegt, dass mit der
Tauchsonde ein sehr guter Transmissionsgrad
erzielt wird, sodass die Sensitivität des
Systems erhöht wird und früher Maßnahmen
eingeleitet werden können. Die im
Prozess eingesetzten Ganzquarz-Sonden von
Hellma besitzen einen monolithischen
Messkopf aus Quarzglas, der flüssigkeitsdicht
mit einem Quarzrohr verbunden ist.
Dichtungsmaterialien werden dadurch
überflüssig. Wie bei einer Küvettenmessung
wird das zu untersuchende Medium nur
Im Bypass eingebaute Tauchsonde.
Der monolithische
Messkopf aus Quarzglas ist
flüssigkeitsdicht mit einem
Quarzrohr verschmolzen.
Die 3-A-zertifizierte, optische
UV-/Vis-/NIR-Tauchsonde
ist aus elektropoliertem
Edelstahl gefertigt
einmal durchstrahlt. Die Verwendung eines
Umlenkprismas mit zwei totalreflektierenden
Flächen führt hierbei zu sehr geringen
Streulichtwerten. Die Sonden sind beständig
gegenüber aggressiven Säuren sowie organischen
Medien und auch bei tiefen Temperaturen
bis -180 °C einsetzbar.
Inline-Analyse von Inhaltsstoffen
In lebensmittelverarbeitenden Betrieben
gibt es hohe Hygienestandards (3-A oder
EHEDG). Dies betrifft die Produktionsanlagen
und alles, was in Kontakt mit dem Produkt
kommen könnte. Um die Keimzahl in
Produktionsanlagen möglichst gering zu
halten, werden regelmäßig Reinigungszyklen
(CIP – Cleaning In Place) durchgeführt.
Das optische Analysesystem misst im
tiefen UV-Bereich und liefert molekulare Informationen
über die chemische Zusammensetzung
des Softdrinks. Durch die In -
line-Platzierung einer Tauchsonde im Prozess
werden präzise und zuverlässig rund
um die Uhr Messergebnisse geliefert. Reichte
es früher aus, die Qualität der zuckerhaltigen
Getränke mittels Summenparameter
wie Dichte-, Brix- und Leitwertmessungen
zu überprüfen, erfordern die Softdrinks von
heute die Messung spezifischer Einzelkomponentenparameter
wie Gesamtsäure, Koffein,
Rezeptüberprüfung, Aspartam, Acesulfam,
Saccharin, Stevia, Vitamin B2, B3, B6,
B12, Vitamin C und weitere mehr. Für diese
Messaufgabe wird eine 3-A-zertifizierte,
optische UV-/Vis-/NIR-Tauchsonde von
Hellma verwendet. Alle Oberflächen mit
Produktkontakt lassen sich gemäß den
3-A-Standards reinigen und sterilisieren,
d. h. sie sind CIP- und SIP-fähig. Bei Nutzung
der Schutzhülle und Einhaltung der
Temperatur- und Druckspezifikationen ist
die Sonde auch autoklavierbar. Die Optik ist
aus Quarz oder Saphir gefertigt, das Sondenrohr
besteht aus elektropoliertem Edelstahl
(316 L). Die Abdichtung erfolgt mit
Kalrez- und/oder Perlast-Dichtungen. Der
Wellenlängenbereich liegt zwischen 400
und 2300 mn (NIR) sowie 190 und
1100 nm für Quarz oder 240 und 1100 nm
für Saphir (UV/Vis solarisationsarm).
www.prozesstechnik-online.de
Suchwort: phpro0218hellma
Halle A1, Stand 314
AUTOR:
DR. OLIVER MANDAL
Produktmanager
Faseroptische Systeme,
Hellma
phpro 02-2018 19