Hil­fe für die Impf­stoff­pro­duk­ti­on: Digi­ta­li­sier­te Kompressortechnologie

Rolf Höm­ke, For­schungs­spre­cher des Ver­ban­des for­schen­der Arz­nei­mit­tel­her­stel­ler (VFA) mach­te deut­lich, was für die Ver­ant­wort­li­chen für die Impf­stoff­pro­duk­ti­on kei­ne Über­ra­schung war:

“Es ist eine Sache, in einem klei­nen Maß­stab zu pro­du­zie­ren, es ist eine ande­re Sache, wenn sie auf ein­mal hoch­ska­lie­ren müssen.”

Die  Stei­ge­rung der Impf­stoff­men­gen in bis­her nie prak­ti­zier­ter Dimen­si­on zur Ein­däm­mung und Been­di­gung der Pan­de­mie ist zwin­gend. Die Fol­ge: Erwei­te­run­gen und Umstel­lun­gen bestehen­der Pro­duk­ti­ons­stät­ten füh­ren zu Lie­fer­eng­päs­sen. Posi­tiv ist: Die benö­tig­ten aus­ge­reif­ten Tech­no­lo­gien für die Erwei­te­rung der Kapa­zi­tä­ten ste­hen zur Ver­fü­gung. Bei­spiel­haft dafür sind die Kom­po­nen­ten zur Erzeu­gung und Auf­be­rei­tung der hoch­rei­nen Druck­luft, die als Pro­zess- und Arbeits­luft unver­zicht­bar ist. Der Ein­satz ölfrei ver­dich­ten­der Kom­pres­so­ren ist hier von Vor­teil.  Die nach­ge­schal­te­te Auf­be­rei­tung ist dann weni­ger aufwändig.
Und weil die Pro­duk­ti­on gro­ßer Men­gen Impf­stoff auch gro­ße  Men­gen zusätz­li­cher Druck­luft erfor­dert, müs­sen bestehen­de Druck­luft­sta­tio­nen auf­ge­rüs­tet wer­den. Ein neu­er ölfrei­er Plug & Work-Kom­pres­sor kam den Unter­neh­men in die­ser Situa­ti­on wie geru­fen. Sein digi­ta­li­sier­ter Antrieb lie­fert prä­zi­se den benö­tig­ten Volu­men­strom im vor­ge­ge­ben Druck­ni­veau. Wenn der Druck­luft­be­darf wächst, kann die­ser Kom­pres­sor inner­halb des ver­füg­ba­ren Nenn­leis­tungs­spek­trums von 75 kW bis 160 kW auf die gewünsch­te Kapa­zi­tät „auf­ge­rüs­tet“ werden.
Dies ist deut­lich wirt­schaft­li­cher als die Inves­ti­ti­on in einen neu­en grö­ße­ren oder zusätz­li­chen Kom­pres­sor. Dar­über hin­aus ent­fal­len auch Still­stand­zei­ten, Lie­fer­fris­ten und Instal­la­ti­ons­kos­ten sowie zusätz­li­cher Platz­be­darf. In der aktu­el­len Situa­ti­on, in der Phar­ma­un­ter­neh­men am Auf­bau von Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tä­ten für die Impf­stoff­pro­duk­ti­on arbei­ten, ist das ein ent­schei­den­des Argu­ment für den Ein­satz der neu­en Ulti­ma-Kom­pres­so­ren von Com­pAir, die bereits welt­weit an vie­len Stand­or­ten der Phar­ma­pro­duk­ti­on ein­ge­setzt werden.
Die wirt­schaft­li­chen Vor­tei­le einer weit­ge­hen­den Plug & Work-Instal­la­ti­on die­ser kom­pak­ten Maschi­nen, die ohne auf­wän­di­ge Luft­ka­nal­in­stal­la­tio­nen aus­kom­men, sind erheb­lich. So wird  im Ver­gleich mit her­kömm­li­chen ölfrei­en Kom­pres­so­ren ca. 37% an Stell­flä­che ein­ge­spart. Die Nach- und Umrüs­tung von Druck­luft­sta­tio­nen auch unter ein­ge­schränk­ten Platz­ver­hält­nis­sen ist ein­fach rea­li­sier­bar. Hin­zu kommt der Vor­teil eines  Schall­druck­pe­gels  von nur 69 db(A). – Ein wei­te­res Ergeb­nis des kom­pak­ten getrie­be­lo­sen Kon­struk­ti­ons­de­signs, dass durch die  Digi­ta­li­sie­rung des Antriebs erreicht wird.

Nach­hal­tig­keit: Digi­ta­li­sie­rung und Abwärmenutzung

 Die Nie­der­druck- und die Hoch­druck­stu­fe des Ulti­ma-Kom­pres­sors wer­den jeweils von einem eige­nen fre­quenz­ge­re­gel­ten High-Speed-Per­ma­nent­ma­gnet­mo­tor ange­trie­ben. Die Syn­chro­ni­sa­ti­on über­nimmt die Elek­tro­nik des Fre­quenz­um­rich­ters. Die­ses digi­ta­le Getrie­be ersetzt das sonst übli­che mecha­ni­sche Getrie­be, das die Ver­dich­ter­sys­te­me  sowohl ener­ge­tisch als auch mit Schmier­stof­fen belastet.
Das Ergeb­nis ist ein ölfrei­er Kom­pres­sor mit einer höhe­ren Leis­tungs­dich­te, gerin­ge­rem Bau­raum und weni­ger Gewicht. Der so erreich­ba­re stets maxi­ma­le Wir­kungs­grad führt zur Ver­rin­ge­rung der Ener­gie­kos­ten um bis zu 13 Pro­zent. Auch das Pro­blem der unge­nutz­ten Ener­gie im Leer­lauf von dreh­zahl­ge­re­gel­ten Kom­pres­so­ren wur­de ver­rin­gert. Die­ser digi­ta­li­sier­te Druck­luft­er­zeu­ger ver­braucht im Leer­lauf bis zu 45 Pro­zent weni­ger Strom als kon­ven­tio­nel­le zwei­stu­fi­ge Ver­dich­ter.
Das paten­tier­te geschlos­se­ne Kühl­sys­tem des Kom­pres­sors ermög­licht dabei die Nut­zung der bei der Ver­dich­tung ent­ste­hen­den Abwär­me zur Erzeu­gung von Pro­zess­warm­was­ser mit nutz­ba­ren Tem­pe­ra­tu­ren von bis zu 85°C, und das erst­mals nicht nur bei was­ser­ge­kühl­ten, son­dern auch bei den luft­ge­kühl­ten Modellen.
Das zahlt sich in der Phar­ma­in­dus­trie aus, die für ihre zahl­rei­chen Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se einen hohen Pro­zess­wär­me­be­darf  hat. Wer­den Adsorp­ti­ons­trock­ner zur Errei­chung eines opti­ma­len Drucktau­punk­tes der Druck­luft ein­ge­setzt, kann ein Teil der Abwär­me auch zur Rege­ne­ra­ti­on des Tro­cken­mit­tels ein­ge­setzt werden.
Fazit: Der Weg zur Mas­sen­pro­duk­ti­on der Impf­stof­fe zur Ein­däm­mung und Been­di­gung der Pan­de­mie muss vie­le Eng­päs­se über­win­den. Eine neue digi­ta­le ölfreie Kom­pres­sor­tech­no­lo­gie hilft dabei, die Nach­rüs­tung bestehen­der Druck­luft­ver­sor­gungs­sys­te­me in der Impf­stoff­pro­duk­ti­on schnel­ler, wirt­schaft­li­cher und nach­hal­ti­ger zu realisieren.