PS Prozesstechnik GmbH: Kunden und Projektbeispiele

Zu unseren Kunden gehören: F. Hoffman-La Roche, Novartis, Ciba, Nestle, Boehringer-Ingelheim, Merck, BASF, Wacker-Chemie, Lonza aber auch kleine Firmen und Hochschulen

Einige Beispiele von unseren Projekten aus der Membrantechnik sind hier aufgelistet:

Bau einer GMP-Mikrofiltrationsanalge für Parenteralien

Ausgangslage: Entwicklung eines zeitsparenden Reinigungsverfahrens durch Mikrofiltration wurde durch uns durchgeführt.

Kundenwunsch: Bau einer Anlage für die Produktion von Kleinmengen für klinische Tests. Angepasst an bestehende Infrastruktur.

Tätigkeiten PS: Konstruktion, Bau, Lieferung und Inbetriebnahme der Anlage mit hohen Anforderungen an Oberflächen, Regelgenauigkeit und Dokumentation.

Resultat: Anlage installiert und Qualifiziert.Problemstellung: Extraktionslösung (Nebenprodukte in Lösungsmittel/Wasser) müssen bisher in riesiger Menge verbrannt werden.

 

Aufarbeitung einer Extraktionslösung aus der Pharmaproduktion.

Ziele: Reduktion von Verbrennungskosten durch Aufkonzentration, evtl. Aufarbeitung und Wiedereinsatz des Konzentrats. Wiedereinsatz des Permeats zur Extraktion.

Tätigkeiten PS: Projekt in mehreren Stufen. Verfahrensscreening (Vergleich Pervaporation – Umkehrosmose), Kleinpilotierung Umkehrosmose über mehrere Monate, Vergleich von Membranen verschiedener Hersteller (Unabhängigkeit), Verfahrensausarbeitung, Kostenschätzung. Pilotierung mit ca. 50 m3-Originallösung vor Ort. Anlagenplanung. Mitarbeit als Spezialist bei der Inbetriebnahme.

Resultat: Pay-Back kleiner 1 Jahr, Anlagenbau in Zusammenarbeit mit Anlagenbauer, zweite Grossanlage realisiert.

Problemstellung: Ein Polymer für eine Pharmaanwendung gelöst in Aceton muss gereinigt werden. Dazu gehört die Auswaschung einer niedermolekularen Substanz und die Verschiebung der Molmassenverteilung des Polymers zwecks Optimierung des Auflösungsverhaltens getrockeneten Polymers

 

Reinigung einer Polymerlösung in Aceton mittels Ultrafiltration

Ziele: Membranscreening, Alternativmembranen zwecks Herstellerunabhängigkeit, Optimierung der Produkteigenschaften

Tätigkeiten PS: Projekt in mehreren Stufen. Laborversuche, Bau einer Laboranlage für den Kunden, Betreuung von Versuchen im Pilotmasstab, Grossangelegtes Membranscreening

Resultat: Alternativmembranen verschiedener Hersteller gefunden. Entscheidung für die bevorzugte Membran (Trennverhalten, Leistung, Modulform)

Reinigung einer hochalkalischen Lauge

Problemstellung: die sehr teure Lauge (LiOH) wird derzeit zur externen Wiederaufbereitung geschickt. Der Abnehmer möchte aufgrund der Verunreinigungen (Verfärbung) weniger bezahlen.

Ziele: Erarbeitung eines Verfahrens zur Erzeugung eines farblosen Permeats.

Tätigkeiten PS: Screeningversuche Nanofiltration, Membranauswahl, Kleinpilotierung Kostenschätzung.

Resultat: Verfahren machbar, damit Preisverhandlungen mit der Aufarbeitungsfirma ermöglicht.

 

Aufkonzentrierung von Naturstoffextrakten

Problemstellung: Naturstoffextrakte werden im Pharmabereich immer beliebter. Sie werden häufig mit Alkohol/Wasser extrahiert. Die Extraktionslösung ist sehr verdünnt, das Extraktionsmittel muss zurückgewonnen werden, die Produkte sind temperaturempfindlich.

Ziele: Aufkonzentrierung des Produktes bei Raumtemperatur um Faktor 100, Wiedereinsatz des Permeates zur Extraktion in einem geschlossenen Kreislauf.

Resultat: Auftraggeber hat das Verfahren für seine Naturstoffextraktion patentiert. Für eine Vielzahl anderer Stoffe ist das Membranverfahren aber ebenfalls interessant.

 

Entsalzung eines speziellen optischen Aufhellers

Problemstellung: Produktverbesserung durch Entsalzung erwünscht. Mit Filterpresse nur begrenzt möglich. Nanofiltration auf den bisher verwendeten Membranen scheiterte.

Ziele: Screening von Membranen mit denen eine Entsalzung dieses Produkts möglich ist.

Resultate: Da das Produkt nicht gelöst, sondern kolloidal vorliegt ist Mikrofiltration möglich. Membranen mit speziellem Polymer verhindern bei diesem Produkt Membranfouling. Problemlose Entsalzung bei geringem Betriebsdruck möglich.

 

Studie Essigsäurerückgewinnung:

Problemstellung und Ziel: Aus einer Produktion wird eine verunreinigte 20%-ige Essigsäure anfallen, es wird die günstigste Aufarbeitung zu 95%-iger Essigsäure gesucht.

Tätigkeiten PS: Literaturstudium, Firmenkontakte, Abschätzung von Anlagengrössen und Kosten, suche nach Verfahrensalternativen

Resultate: vorgeschlagen werden Verdampfung und Dampfpermeation oder klassische Extraktion. Letzteres evtl. mit vorgeschalteter Membranstufe zur Entfernung der Verunreinigungen.

 

Membrananlage Totvolumen 50ml, Betriebsdruck bis 100bar

Problemstellung: Pharmaprodukte in kleinen Mengen und teilweise in reinen organischen Lösungsmitteln können mit den herkömmlichen Testzellen nur schlecht aufkonzentriert werden (zu grosses Totvolumen, Druckerzeugung durch Gasdrucküberlagerung ungeeignet, zu kleine Betriebsdrücke)

Ziele: Entwicklung einer Versuchsanlage für hohe Aufkonzentrierfaktoren bei sehr kleinen Produktmengen. Betrieb bis 100 bar ohne Drucküberlagerung mit Gasflasche möglich. Auch Versuche mit überkritischem CO2 möglich.

Resultate: Versuchsanlage mit Flachkanalmodul (scale-up fähig), Totvolumen 70ml, Für alle Lösungsmittel geeignet.

 

Aufkonzentrierung Mutterlauge (Pentan)

Problemstellung: aus einer Pharmaproduktion fällt eine Pentanlösung an, die aufzubereiten ist. Membranverfahren als alternative zur Rektifikation soll untersucht werden

Ziele: Nanofiltration mit lösungsmittelstabilen Membranen als energetisch günstige Lösung zur Reinigung soll getestet werden. Test der erreichbaren Permeatqualität bei einer dreifachen Permeation und der erreichbaren Aufkonzentrierung.

Resultate: Geeignete Nanofiltrationsmembran auf Polymerbasis ermittelt. Sehr gute Flussleistung und ausreichende Rückhalte. Verfahren machbar. Auslegungsdaten und Kostenschätzung. Verfahren auch für andere Aufkonzentrierungen oder Reinigungen aus apolaren Lösungsmitteln geeignet.

 

Reinigung eines Fermetationsproduktes FX vor und nach Chromatografie

Problemstellung: FX wird fermentativ hergestellt und muss über Chromatografie gereinigt werden. Vor der Chromatografie ist eine niedermolekulare organische Substanz zu entfernen, nach der Chromatografie ist Salz (aus Eluent) zu entfernen und die Lösung wieder aufzukonzentrieren.

Ziele: Auswahl einer geeigneten Membran, Reinigung und Aufkonzentrierung einer kleinen Produktmenge für weitergehende Produktformulierung beim Auftraggeber

Resultate: Mit der optimalen Membran aus dem Screening wurde 50ml gereinigtes Produktkonzentrat hergestellt. Der Auftraggeber hat ein Membranmodul mit passendem Kleinstwickelement von uns bestellt und kann damit bei sich eine Kleinproduktion starten.

 

Nanofiltratrion in nichtwässrigen Systemen

Problemstellung: bisher waren druckgetriebene Membranverfahren weithgehend auf wässrige Systeme beschränkt.

Ziele: Das Gebiet Nanofiltration für alle Arten von Lösungsmitteln erschliessen. Dazu Zusammenarbeit mit Membranherstellern, Auswahl und Erprobung potentiell geeigneter Membranen (Polymer und Keramik)

Resultate: Für Alkohole und einige apolare Lösungsmittel haben wir nun geeignete Membranen auf Polymerbasis zur Verfügung, für alle organischen Lösungsmittel eine Keramikmembran. Versuchsanlagen wurden für den Einsatz bei nichtwässrigen Systemen angepasst.

 

Lieferung von Versuchsanlagen nach Kundenanforderungen

Problemstellung: Anwender von Membranprozessen benötigen Versuchsanlagen, die genau an ihre Anwendung angepasst sind, z.B. für den Test neuer Produkte und Optimierung bestehender Produkte vor dem Betrieb auf einer bestehenden Produktionsmembrananlage.

Ziele: Entwurf und Bau von Versuchsanlagen für bestimmte Anwender. Arbeitsbereiche (Druck, Temperatur, Ex-Schutz, pH, Lösungsmittel), Membranflächen, Modultypen, Instrumentierung genau auf die Anforderung zugeschnitten. Scale-up-fähig auf bestehende Grossanlage.

Resultate: Mehrere Anlagen realisiert. Aufgrund unserer Erfahrung sind wir schnell in der Lage auch für sehr spezielle Anwendungen eine Anlage zu entwerfen und zu liefern.