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15
Aug 2022
Reaktive Flüssig-Flüssig-Extraktion mittels Asymmetrischer Drehscheiben- Extraktionssäule (ARDC)
In der pharmazeutischen Industrie werden verschiedene Reaktionen zur Herstellung von Wirkstoffen in herkömmlichen Chargenkesseln durchgeführt. Je nach Prozessanforderung wird die erforderliche Reaktionszeit für den Abschluss der Reaktion festgelegt. Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, wird ein geeignetes Lösungsmittel zur Extraktion des Wirkstoffs verwendet. Die begleitbeheizten Behälter werden kontinuierlich gerührt. In den meisten Fällen folgt auf die Produktextraktion zur Entfernung von Verunreinigungen eine Wäsche mit Wasser. Dieser gesamte Prozess erfordert eine große Anzahl von Batch-Reaktoren mit hoher Kapazität. Diese Batch-Verfahren haben folgende Nachteile:
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- Der gesamte Prozess erfordert viel Handarbeit. Dies führt zu uneinheitlicher Produktqualität und Chargenfehlern.
- Die Erhöhung der Produktkapazität um ein Vielfaches ist mit vielen Herausforderungen verbunden. In der Regel werden neue Chargenreaktoren mit höheren Kapazitäten benötigt. Dieses Verfahren hat einen enormen Platzbedarf und erfordert viele Arbeitskräfte.
- Bei der Extraktion in einem herkömmlichen Batch-Kessel wird mehrmals frisches Lösungsmittel für die Extraktion im selben Gefäß zugegeben. Bei jedem Waschzyklus wird das gewünschte Produkt schrittweise aus der wässrigen Phase extrahiert, wobei in jedem nachfolgenden Zyklus ein verdünntes Extrakt entsteht. Infolgedessen ist der Lösungsmittelverbrauch hoch und eine große Menge an Extrakt führt zu höheren Rückgewinnungskosten und Lösungsmittelverlusten.
Diese Probleme können durch die Umwandlung eines Batch-Prozesses in einen kontinuierlichen Modus überwunden werden. Zu diesem Zweck kann der Flüssig-Flüssig-Extraktor des Typs Asymmetric Rotating Disc Contactor (ARDC) von Technoforce für die Reaktion und anschließende Extraktion im kontinuierlichen Modus verwendet werden.
ARDC ist ein vertikales zylindrisches Gehäuse mit einem exzentrischen Rotor. Im Inneren des ARDC befindet sich eine Reihe von Misch- und Absetzzonen, die durch rotierende und stationäre Einbauten gebildet werden (siehe Abbildung 1). Oben und unten im ARDC befinden sich Absetzzonen zur Trennung von Raffinat- und Extraktphasen. Das Einsatzmaterial/Lösungsmittel mit höherer Dichte wird von oben und das Einsatzmaterial/Lösungsmittel mit geringerer Dichte vom Boden des ARDC zugeführt. Eine der Phasen ist kontinuierlich, die andere ist dispergiert. Beide Phasen werden mit Hilfe von rotierenden und stationären Einbauten im ARDC-Mantel effektiv gemischt und abgesetzt. Nach der Extraktion werden sowohl der Extrakt als auch das Raffinat in Tanks gesammelt, nachdem sie die Absetzbehälter passiert haben. ARDC hat die folgenden Vorteile:
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- ARDC sorgt für eine ausreichende Durchmischung und Verweilzeit, damit die Reaktion kontinuierlich abläuft.
- Die beiden Phasen können mit einer berechneten Geschwindigkeit zugeführt werden, um die erforderliche Zeit für die Reaktion zu gewährleisten.
- Da für die Reaktion eine bestimmte Temperatur erforderlich ist, können beide Phasen online vorgewärmt werden, und der Extraktor, der mit einem Heber ausgestattet ist, kann ebenfalls durch Zirkulation von heißem Wasser auf der erforderlichen Temperatur gehalten werden.
- ARDC benötigt im Vergleich zu Batch-Reaktoren weniger Energie.
- Dieser effizient konzipierte Extraktor sorgt für eine angemessene Durchmischung der Phasen. Dies führt zu niedrigeren Verhältnissen zwischen Einsatzmaterial und Lösungsmittel. Der Gesamtbedarf kann im Vergleich zur Batch-Extraktion um ~50 % reduziert werden.
- Ein Flüssig-Flüssig-Extraktor kann alle Reaktoren ersetzen. Dies führt zu einer Platzersparnis von 70 %
- Keine manuellen Eingriffe.
- Die Reaktion/Extraktion und das Waschen mit Wasser laufen kontinuierlich ab, ohne dass Arbeitskräfte eingesetzt werden müssen.
Technoforce hat bereits mehrere Flüssig-Flüssig-Extraktoren vom Typ ARDC für verschiedene Industriezweige entwickelt und gebaut. Wir bieten auch andere Verdampfungstechnologien wie Dünnschichtverdampfung, Kurzwegdestillation und Trocknung, Fallfilm-, Kletterfilm- und Zwangsumlaufverdampfung sowie Zentrifugalextraktion und Kristallisationstechnologien.
Technoforce ist ein nach ISO 14001:2015, ISO 45001:2018 und ISO 9001:2015 zertifiziertes Unternehmen mit jahrzehntelanger Erfahrung im Bau von Anlagen mit ASME U-Stempel und PED/CE-Zertifizierung.Technoforce verfügt auch über Pilotanlagen in den Niederlanden und Indien. Vertriebsbüros existieren sowohl in Indien als auch in Deutschland. Weitere Informationen finden Sie auf der Technoforce-Website website www.technoforce.net