Herausforderung Pharmawasser – Gesamtkonzept für einen brasilianischen Impfstoffhersteller
Von der Reinstwasserherstellung über WFI und Reinstdampf bis zur Abwasserbehandlung – alles aus einer Hand. Mit dem Vorzeigeprojekt für einen brasilianischen Impfstoffhersteller liefert die Enviro Water Group eine Komplettlösung ab.
Der Pharmamarkt wächst dynamisch, denn die Industrie entwickelt beständig neue Wirkstoffe und Produkte. Dies wird unter anderem durch den demographischen Wandel befeuert, der den Verbrauch von Pharmaka steigen lässt, sowie durch neue Krankheitserreger wie das Coronavirus. Wasser ist bei der Entwicklung und Produktion von Medikamenten einer der am häufigsten eingesetzten Rohstoffe.
„Das Thema Wasser ist in der Pharmaindustrie besonders herausfordernd, denn hier steht die Patientensicherheit im Mittelpunkt“, sagt Elmar Billenkamp, Abteilungsleiter bei Enviro Chemie. „Entlang des Produktionsprozesses haben wir Reinstwasser, das in gleichbleibender Qualität bereitgestellt werden muss, sowie Prozess- und Abwasser, das gründlich zu behandeln ist.“ Dabei müssten die pharmazeutischen und umwelttechnischen Vorgaben sicher eingehalten werden.
Gebündelte Expertise für Pharmawasser
Unternehmen des Expertennetzwerks Enviro Water Group haben über Jahre in zahlreichen Projekten für die Pharmaindustrie Erfahrungen gesammelt. Zur Gruppe gehören beispielsweise die langjährig im Pharmamarkt tätigen Unternehmen Enviro Falk Pharma Water Systems, Enviro DTS und Enviro Chemie.
Alle drei Unternehmen bringen Billenkamp zufolge ihre spezifischen Kompetenzen ein und arbeiten in gemeinsamen Projekten Hand in Hand: Enviro Falk Pharma Water Systems liefert Lösungen für die Herstellung von Rein- und Reinstwasser sowie Wasser für Injektionen (WFI) und Reinstdampf für Anwendungen in Pharmazie, Biotechnologie und Life Sciences.
Enviro DTS hat sich auf die Abwassersterilisation und -dekontamination für Labore, Institute, Krankenhäuser und Industrie spezialisiert. Enviro Chemie schließlich entwickelt maßgeschneiderte Anlagenlösungen zur Behandlung von Kühlwasser und Abwasser und zum Wasserrecycling für Unternehmen aus der Pharmaindustrie und den Life Sciences.
Innovationen für die Pharmaindustrie
Pharmaunternehmen erhalten so Komplettlösungen vom Trinkwassereingang, über die Herstellung von Reinstwasser und Wasser für Injektionszwecke bis zur Abwasserbehandlung aus einer Hand. Daneben sind gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte geplant.
Laut Fabian Stapper, Vertriebsleiter bei Enviro Falk Pharma Water Systems, profitieren Pharmaunternehmen von den Synergieeffekten: „Ein Gesamtprojektleiter koordiniert alle Aktivitäten.“ Das garantiert, dass Pharmaunternehmen ein einziger Ansprechpartner für alle Gewerke zur Verfügung steht. „Ein Plus, das wir als Gruppe unseren Kunden liefern können,“ bekräftigt Stapper.
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Dass alle Fäden des Projekts bei einer Person der Enviro Water Group zusammenlaufen, erleichtert zudem die Projektsteuerung. „Bei Problemen oder Verzögerungen nutzen wir unsere kurzen Wege und lösen sie intern“, so Stapper. „Wir können so effizient und profitabel arbeiten. Der Kunde wiederum kann sich auf unsere Termintreue verlassen und spart dadurch Zeit, Geld und Nerven.“
Lösungskonzept für Impfstoffproduktion in Brasilien
Ein Beispiel: Ein Impfstoffhersteller plant in Brasilien eine neue, großangelegte Pharmaproduktion. In Rio de Janeiro will das Unternehmen Impfstoffe gegen Gelbfieber und Covid-19 herstellen. Dazu sind drei Gebäude mit unterschiedlichen Ausrichtungen vorgesehen. Die Produktionsprozesse sind sehr komplex und stellen hohe Anforderungen an die Wassertechnik.
Die Enviro Water Group bringt hierfür ein modulares Lösungskonzept für die Wasserbehandlung entlang des gesamten Prozesses ein: Für die Produktion braucht man in allen drei Gebäuden verschiedene Reinstmedien, die Enviro Falk Pharma Water Systems plant und baut. Die entstehenden Abwässer werden von den Ingenieuren und Technikern der Enviro DTS thermisch inaktiviert und am Ende des Prozesses steht die Abwasserbehandlung, die die Enviro Chemie projektiert und baut.
Herstellung von Reinstmedien
Die Teilprozesse sehen im Einzelnen dann so aus: Für die Produktion ihres Impfstoffes benötigt das Pharmaunternehmen in allen drei Gebäuden jeweils drei verschiedene Medienqualitäten: Gereinigtes Wasser (Purified Water, PW), Wasser für Injektionszwecke (WFI) und Reinstdampf (RD). Das gereinigte Wasser wird in diesem Fall benötigt, um die beiden anderen Medien herzustellen.
Herausforderung: Speisewasserqualität ändert sich häufig
In Regionen wie Brasilien aber schwankt die Qualität des Speisewassers unter anderem aufgrund von Naturereignissen wie dem Starkregen während der Regenzeit, deshalb muss es besonders häufig und genau analysiert werden. „Hier braucht man Erfahrungswerte und regionales Know-how“, erklärt Fabian Stapper, Vertriebsleiter bei Enviro Falk Pharma Water Systems. „Die richtige Auswahl der Verfahrenstechnik ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor, damit die Systeme zuverlässig funktionieren.“
In der Anlage in Rio de Janeiro sollen fünf PW-Erzeugeranlagen mit einer Gesamtleistung von etwa 18 Kubikmetern pro Stunde (m³/h) sicherstellen, dass die Produktion mit ausreichend gereinigtem Wasser versorgt wird.
Aus diesem werden in insgesamt vier Erzeugeranlagen etwa 13 Kubikmeter pro Stunde Wasser für Injektionszwecke destilliert, die sicher gelagert und verteilt werden müssen. Für dieses sehr reine Wasser gelten in den Arzneibüchern international allerhöchste Standards, daher ist hier besondere Sorgfalt nötig.
Redundanz für mehr Sicherheit
Ähnliches gilt für den Reinstdampf, der für die Sterilisation bei mehr als 121 Grad Celsius verwendet wird. Fünf RD-Erzeuger mit einer Gesamtkapazität von circa acht Tonnen pro Stunde (t/h) sorgen hier für eine ausreichende Menge. Das Konzept sieht vor, alle Erzeugeranlagen redundant zu bauen, damit die Versorgung mit den Reinstmedien jederzeit gesichert ist.
Die thermische Inaktivierung
Abwasser aus der medizinischen Produktion muss aufgrund der strengen Hygienevorschriften in der Regel thermisch inaktiviert werden. Beim Projekt in Brasilien fallen pro Gebäude rund zehn Kubikmeter pro Stunde Abwässer an. Wichtig ist hier, eine Temperatur von 135 Grad Celsius und eine Verweildauer von mindestens zwei Minuten zu garantieren, um alle Mikroorganismen abzutöten und Viren zu inaktivieren.
Die Enviro DTS plant daher, jedes Gebäude mit einer Durchlaufanlage Typ Sterifix E10200 auszurüsten, die kontinuierlich das anfallende Abwasser verarbeitet. „Wärmetauscher sorgen hier für Effizienz und senken so die Betriebskosten“, erklärt Billenkamp. Ein integriertes CIP-System reinigt zyklisch den Tauscher und die Verweilstufe.
Membranbiologie für die Abwasserbehandlung
Am Ende bleiben – so die Planung – pro Tag aus dem gesamten Werk rund 380 Kubikmeter Sanitärabwässer und etwa 440 Kubikmeter Industrieabwässer übrig, die in der Abwasseranlage behandelt werden müssen. In einem Misch- und Ausgleichstank sollen diese organisch belasteten Abwässer gesammelt und kontinuierlich der Abwasserbehandlung zugeführt werden.
Das Behandlungskonzept von Enviro Chemie sieht ein membran-biologisches Biomar OMB Verfahren vor mit Nitrifikation, Denitrifikation und nachgeschalteter Umkehrosmose.
Über eine UV-Anlage soll das Permeat aus der Umkehrosmose entkeimt werden, um es anschließend wieder in der Produktion einsetzen zu können. „Die gesamte Anlage ist so ausgelegt, dass das Konzentrat aus der Umkehrosmose die Ablaufwerte einhält“, erklärt Billenkamp. Dies gelte vor allem für den Grenzwert CSB von 150 Milligramm pro Liter.
Wasserexperten lokal vertreten
All diese großen Wasserbehandlungssysteme werden zum Teil in Deutschland gebaut und getestet und anschließend verschifft. „Wir sind auch lokal vertreten und arbeiten mit den Ingenieuren vor Ort zusammen“, sagt Stapper. Besonders wichtig sei es, die regional unterschiedlichen Regularien zu kennen und hier immer auf dem neuesten Stand zu sein: „Dafür halten wir Kontakt zu den örtlichen Behörden und kümmern uns um Bauanträge und Genehmigungen.“
Wie das Beispiel zeigt, ist die Behandlung von Wasser und Abwasser in der Pharma- und Life-Sciences-Industrie anspruchsvoll und standortspezifisch unterschiedlich. Entscheidet sich ein Pharmaunternehmen dafür, das gesamte Wasser- und Abwassermanagement aus einer Hand zu planen, zu errichten, in Betrieb zu nehmen und schließlich auch betreiben zu lassen, birgt das viele Vorteile: Denn das ganzheitliche Konzept hilft, entlang des gesamten Prozesses ressourceneffizient und nachhaltig zu arbeiten und durch Anlagenoptimierungen Betriebskosten zu sparen.
„Optimal ist es, wenn wir beim Neubau von Werken schon von Anfang an dabei sind“, sagt Stapper. „Die Planer kennen das Leistungsspektrum des Kunden, wir steuern unsere Wasserexpertise bei.“ n