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Mischer und Mühlen für Zellkulturmedien

Hosokawa bietet die Pharmaindustrie integrierte Prozesslösungen für die Herstellung von Trockenpulver-Zellkulturmedien. Diese Lösungen reichen von ausgereiften inerten Systemen mit geschlossenem Regelkreis inklusive Vormischen, Mahlen, Nachmischen und sicherem Verpacken (Containment) bis hin zur hocheffizienten Zerkleinerungssysteme mit Materialzuführung und -austragung mittels Schwerkraft. Die neueste Entwicklung ist ein kontinuierlicher Hochdurchsatzprozess, bestehend aus einer Stiftmühle kombiniert mit dreidimensionaler konischer Mischtechnologie.

Als Zellkultur wird die Kultivierung tierischer oder pflanzlicher Zellen in einem Nährmedium außerhalb des Organismus bezeichnet. Optimale Zellaktivität und Wachstumskurven lassen sich nur durch eine ausgewogene Rezeptur und die richtige Formulierung der Inhaltsstoffe erzielen.

Neben der richtigen Mischung spielen validierte Produktionslinien mit reproduzierbaren, qualitativ hochwertigen Zellkulturmedien eine entscheidende Rolle. Die trockenen Medien müssen in punkto Partikelgröße und Mischungsverhältnis homogen sein, damit sie sich einerseits schnell auflösen und andererseits jede einzelne Dosis die gleiche und korrekte Zusammensetzung aufweist. Die eingesetzten Produktionsanlagen müssen flexibel und effizient sein, wenn täglich neue Chargen mit unterschiedlichen Rezepturen hergestellt werden sollen. Eine rasche, automatische und validierte Nassreinigung und Trocknung der Produktionslinie ist für die Herstellung von hochwertigen Zellkulturmedien unerlässlich.

Universalsystem

Die Herausforderung bei der Herstellung von Zellkulturmedien liegt in der nahezu unbegrenzten Anzahl von Rezepturen mit vielen verschiedenen Komponenten unterschiedlicher Schüttdichte, Partikelgröße, Fließfähigkeit etc. Dies erfordert ein durchgängiges System, das die folgenden Prozessschritte automatisch erkennt:

Formulierung » Vormischen » Mahlen » Nachmischen » Verpacken

Das innovative System von Hosokawa setzt unmittelbar nach der Formulierung an, bei der die bewährten Kerntechnologien Mischen und Mahlen in einem nahtlosen Prozess für eine hochwertige Medienqualität kombiniert werden.

UPZ Mühle auf einem Nauta Mischer montiert

Nach der Formulierung werden die Ausgangsmaterialien dem Vormischer zugeführt. Die Materialien werden vermischt und das homogenisierte Material wird in die Feinprallmühle Ultraplex UPZ zudosiert, die sich auf den Nachmischer montieren lässt. Das Mahlgut wird im Nachmischer gesammelt, wo bei Bedarf weitere Komponenten zugegeben werden können. Nach einem weiteren Homogenisierungsschritt wird das Endprodukt in kontaminationsfreie Verpackungseinheiten verpackt.

Das vertikale Design sorgt für maximale Flexibilität bei verschiedensten Formulierungen:

  • Inertes System mit geschlossenem Regelkreis
  • Temperaturgesteuertes Mahlen (bis zu -40°C)
  • Hohe Mischgenauigkeit
  • Containment-Verpackungslösung
  • Integrierte Reinigung

Mischen

Bei dem Nauta® konischen Schneckenmischer von Hosokawa Micron handelt es sich um einen konvektiven Mischer mit hoher Mischeffizienz, der das Mischgut bei maximaler Mischgenauigkeit schonend behandelt, ohne das Produkt zu beschädigen. Die freitragende Mischschnecke ist an einem Schwenkarm befestigt, der entlang der konischen Innenwand des Mischbehälters rotiert und so mittels Schwerkraft und Konvektion für eine homogene Vermischung der Partikel sorgt.

Konvektiver Mischeffekt eines Nauta-Mischers

Um Kreuzkontaminationen zwischen den Chargen zu vermeiden, ist dieser Mischer gemäß den Hygienestandards der US-amerikanischen Organisation 3-A Sanitary Standards Inc. ausgelegt sowie mit einer (nahtlos mit dem Mischbehälter verschweißten) halbkugelförmigen Abdeckung, gasgesperrten Dichtungen und einer speziellen Innenbeschichtung ausgestattet. Zur Reinigung des Mischerinneren sind abnehmbare oder fest installierte Sprühkugeln montiert. Die Sprühkugeln sind gezielt so angeordnet, dass sämtliche Innenflächen, einschließlich der Düsen, vollständig benetzt werden.

Entscheidende Vorteile des Nauta-Mischers:

  • Höchste Mischgenauigkeit
  • Schonendes Mischen ohne Produktbeschädigung
  • Flexible Chargengrößen von 15 bis zu 100%
  • Hygienisches Design für hervorragende Reinigungsfähigkeit
  • Keine Entmischung während der Produktentladung

Mahlen

Die Feinprallmühle Ultraplex UPZ von Hosokawa Alpine wurde speziell für die Fein- und Feinstvermahlung entwickelt und deckt einen weiten Feinheitsbereich von ca. 20 μm bis 1500 μm ab. Dieser Mühlentyp ist mit vielen verschiedenen austauschbaren Mahlwerkzeugen ausrüstbar und daher sehr flexibel hinsichtlich des Produkts und der erzielbaren Korngrößen. Durch die Ventilatorwirkung des Rotors wird das Mahlgut während des Mahlprozesses gekühlt und es entstehen feinkornarme Endprodukte mit guten Fließeigenschaften.

Feinprallmühle Ultraplex UPZ

Bei der Herstellung von Zellkulturmedien wird die Feinprallmühle UPZ üblicherweise mit Stiftscheiben für sehr feine und homogene Produkte bis zu 90% < 20 - 150 μm ausgestattet. Die gemahlenen Produkte verfügen über eine „steile" Korngrößenverteilung und lassen sich leicht mischen. Für spezielle Zellkulturmedienformulierungen eignet sich die Contraplex Stiftmühle mit gegenläufig rotierenden Stiftscheiben und der Option zur kryogenen Vermahlung (Kaltmahlen) mit Kühlung des Mahlguts durch Flüssigstickstoff (LN2) (bis -40 °C).

Alle Mühlen von Hosokawa erfüllen die aktuellen Richtlinien der guten Herstellungspraxis CGMP und entsprechen den strengsten Hygienevorschriften. Sie können mit automatisierten WIP-(Washing in Place) Systemen ausgestattet werden und zeichnen sich durch eine maximale Produktrückgewinnung und eine optimale Reinigbarkeit aus.

Entscheidende Vorteile der Hosokawa Alpine Feinprallmühle Ultraplex UPZ:

  • Steile Partikelgrößenverteilung
  • Mahlen bei niedrigen Temperaturen
  • Hygienisches Design für hervorragende Reinigung

Reinigung

Anlagen zur Herstellung von Zellkulturmedien müssen flexibel, effizient, sicher und steril sein, da Tag für Tag neue Chargen mit unterschiedlichen Rezepturen produziert werden. Eine gute Reinigbarkeit stellt bei der Auswahl der richtigen Prozessausrüstung einen wichtigen Aspekt dar.

Alle Mischer und Mühlen von Hosokawa sind so konzipiert, dass Verunreinigungen möglichst vermieden werden. Das vertikale aseptische Design, die hochwertige Oberflächenausführung und die konisch geformten, fest verbundenen Mischbehälter gewährleisten somit eine maximale Produktrückgewinnung.

Doch selbst bei aller Sorgfalt lässt sich eine gewisse Verunreinigung nicht immer vermeiden. Zur Nassreinigung der Produktionslinien werden deshalb Sprühdüsen an strategischen Positionen angeordnet, damit sämtliche innenliegenden Bauteile benetzt werden und eine gründliche Reinigung von oben nach unten sichergestellt ist.

Die Sprühdüsen säubern die Oberflächen durch eine Kombination aus hoher Aufprallkraft und Reinigungslösung. Zunächst wird der Vormischer, dann die Mühle, der Nachmischer und schließlich die Verpackungseinheit gereinigt. Nach der Nassreinigung werden alle Innenteile mit Heißluft unter Ausnutzung des sogenannten Kamineffekts von unten nach oben getrocknet.

Dieses bewährte Hosokawa-Design garantiert eine schnelle und zuverlässige Nassreinigung und Trocknung von Produktionslinien zur Herstellung von Zellkulturmedien.

Automatisierung

Die Produktionslinien werden über ein vollautomatisches Kontrollsystem gesteuert, das den strengsten pharmazeutischen Standards wie FDA, cGMP und GAMP entspricht.

Wichtigste Merkmale:

  • Kernprozesse Mischen und Mahlen aus einer Hand
  • Kryogene Feinvermahlung mit der Alpine Feinprallmühle Ultraplex
  • Schonendes, aber zugleich intensives Mischen im konischen Nauta-Mischer
  • Integrierte, automatische Systemreinigung
  • Maximaler Automatisierungsgrad

Flexibilität

Der Einsatz der Nauta-Mischtechnologie von Hosokawa Micron für Vor- und Nachmischvorgänge garantiert einen schonenden, gleichmäßigen und wiederholbaren Mischprozess mit einer sehr hohen Mischgenauigkeit, während die UPZ-Feinprall-Stiftmühlentechnologie von Hosokawa Alpine zur Herstellung einer großen Vielfalt an Partikelgrößenverteilungen verwendet wird.

Eines der Hauptmerkmale dieses Prozesssystems für Zellkulturmedien ist die von uns eingebaute Flexibilität, sei es Inertisierung für Explosionsschutz und Feuchtigkeitskontrolle oder Temperaturanpassung, um die Verarbeitung einer Vielzahl von Formulierungen zu ermöglichen.

Wie können wir Ihnen helfen?

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