Innovative Ideen –innovative Lösungen

Ausgabe 01/2017

HOF – Produkte

Innovationen bringen den ErfolgKombiniertes HOF Entladesystem mit aufgesetzter Bördelmaschine

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Der Spezialist für individuelle Lösungen

Gefriertrocknungsanlagen | Be- und Entladesysteme | Einfrier- und Auftaugeräte | Service |

HOF – News

Das diesjährige Fachforum steht unter dem Motto:

Immer ein Stück weiter denken …

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HOF – Innovation

HOF R&D LyoHOF hat eine Gefriertrocknungsanlage für Entwicklungszwecke im eigenen Haus etabliert

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HOF – Innovation

HOF SynchroFreeze für optimierte Gefriertrocknungsprozesse

Kontrollierte Nukleation ist im Pharmaumfeld ein häufig diskutiertes Themengebiet. Mit der Zielsetzung, dem Anwender ein weiteres Werkzeug zur Verfügung zu stellen, um die Qualität des pharmazeutischen Produkts zu steigern und gleichzeitig eine effi- ziente Betriebsweise der Gefriertrocknungsanlagen zu gewährleisten, hat HOF bereits seit einigen Jahren die Entwicklung „SynchroFreeze“ etabliert. Charakterisiert wird das SynchroFreeze-Verfahren durch eine Konditionierungsphase, gefolgt von einer Ab- kühlung und vakuuminduzierten Nukleation während des Einfrierprozesses. In der Konditionierungsphase werden gelöste Gase dem flüssigen Produkt unter Teilvakuum entzogen, um eine verstärkte Gasblasenbildung und ein Aufquellen des Produkts in den nachfolgenden Einfrierschritten zu unterdrücken. Die nun weitestgehend entgaste Flüssigkeit wird abgekühlt. Die Nukleation wird am gewünschten Einfrierpunkt durch eine weitere Druckabsenkung im unteren Millibar-Bereich ausgelöst (Abbildung 1).

Alles eine Frage des Produkts

Untersuchungen zu SynchroFreeze werden von verschiedenen Entwicklungsteams durchgeführt und applikationsbedingte Anpassungen der Einfrierphase wurden bereits in ersten Publikationen beschrieben [1]. Je nach Produkt, Flüssigkeitshöhe und Tempera- tur unterscheiden sich die Konditionierungszeiten. Darüber hinaus bieten die Auswahl des Einfrierpunkts und nachfolgende Druckanpassungen auch für schwierige Produkte weiteres Optimierungspotential. In vielen Anwendungsfällen wird mit Hilfe der Stell- plattentemperatur zunächst eine gewünschte Unterkühlung eingestellt – bei gleich- zeitiger Reduktion des Druckniveaus in der Gefriertrocknungskammer. Nach Abschluss dieser Schritte ist das Produkt flüssig und auf dem gewünschten Unterkühlungsniveau.

Optimierung der Produktstruktur

Eine weitere, schnelle Druckreduzierung ermöglicht ein gleichförmiges Einfrieren der Vials. Die Druckreduzierung bewirkt ein Abdampfen von Lösungsmittelanteilen an der Flüssigkeitsoberfläche mit lokaler Abkühlung. Das bedeutet das Auslösen des Einfrier- bzw. Kristallisationsvorgangs, welcher von der Oberfläche her nach unten fortschreitet. Die Anpassung des Kammerdrucks ermöglicht somit eine schnelle und sehr effiziente Temperaturänderung an der Produktoberfläche. Die gezielte Anwendung von Synchro- Freeze ermöglicht in vielen Fällen eine Optimierung der Produktstruktur (Abbildungen 2 und 3) sowie eine signifikante Verkürzung der Trocknungszeiten. Die größere Struktur des Lyophilisats erleichtert das Eindringen von Lösungsmitteln. Somit wird das Rekon- stitutionsverhalten positiv beeinflusst. Die produktspezifischen Testergebnisse bestä- tigen die hohen Erwartungen an die SynchroFreeze-Technologie, welche auch bei der Implementierung in bestehende Anlagen nur begrenzte Anlagemodifizierungen er-fordert.

HOF SynchroFreeze

Synchronisieren des Einfriervorgangs in den individuellen Vials oder Produktbehältnissen

Konditionierung der Produktstruktur

Steigerung der Produkthomogenität

Reduzierung erforderlicher Trocknungszeiten

Leistungssteigerung und Reduzierung des Energiebedarfs

Abbildung 2: Lyophilisatstrukturen einer 5%igen Saccharose-Lösung im Vergleich:links SynchroFreeze – rechts Standard

Abbildung 3: RasterelektronenmikroskopischeAufnahme der Produktstruktur nach Anwendung von SynchroFreeze während des Einfriervorgangs und anschließender Gefriertrocknung; mit freundlicher Genehmigung von IDT Biologika

Abbildung 1: Kristallwachstum nach vakuuminduzierter Nukleation

TOP 100-Innovator 2017HOF zählt auch 2017 wieder zur Innovationselite

Nach der Auszeichnung im Jahr 2016 wurde HOF auch 2017 wieder mit dem TOP 100-Siegel ausgezeichnet und zählt somit zu den Top 100 der innovativsten Unternehmen Deutschlands. Während eines festlichen Rahmenprogramms wurden alle Preisträger durch Ranga Yogeshwar ausgezeichnet, der als Mentor des Wettbewerbs Urkunde und Trophäe überreichte. Überzeugen konnte HOF erneut durch sein Innovationsmanagement und die einhergehenden Innovationserfolge. Das Siegel selbst wurde zum 24. Mal in Essen verliehen und ehrt die Innovationselite Deutschlands in mehreren Kategorien.

Sehr geehrte Damen und Herren,

das Prinzip der Gefriertrocknung unterliegt diversen physikali- schen Grundprinzipien, welche durch ihre jeweilige Definition keiner Veränderung unterliegen.

Technologien rund um die Gefriertrocknung werden jedoch stetig und innovativ weiterentwickelt, um Effizienz und Sicher- heit im Herstellungsprozess hochwertiger Produkte zu garan- tieren. Insbesondere im Bereich Prozesstechnik, Anlagensicher- heit und auch Be- und Entladung ergeben sich kontinuierlich Neuerungen und Konzepte, mit denen wir als Anlagenher- steller auf die steigenden Anforderungen im Markt reagieren wollen und müssen.

„HOFinsight“ – vielseitig und informativ

Mit dieser ersten Ausgabe unserer neuen Kundenzeitschrift HOFinsight möchten wir die Gelegenheit nutzen, Sie auf Neu-erungen, Lösungen und Weiterentwicklungen aus dem Hause HOF aufmerksam zu machen.

Im Themenbereich Produkt- und Anlagensicherheit arbeiten wir weiterhin an der Detektion von Silikonöl, aber auch an der Le- benszyklusoptimierung von Wellschläuchen, um einen Havarie- fall zu vermeiden. Gleichzeitig werden Studien zu alternativen Kältemitteln im Rahmen der Abkündigung von R404a voran-getrieben.

Auch die Optimierung von SynchroFreeze, der von HOF einge-führten kontrollierten Nukleationsmethode, geht stetig voran.

Im Teilbereich Be- und Entladesysteme wurde in direkter Zusam-menarbeit mit einem unserer Kunden ein erfolgreiches Konzept einer im Entladebereich positionierten, mitfahrenden Bördel-maschine realisiert. Hierdurch können neben Platzbedarf auch wertvolle Prozesszeiten eingespart werden.

Zudem freuen wir uns sehr, dass wir, wie bereits 2016, auch im Jahr 2017 wieder zu den Top 100 der innovativsten Unterneh- men in Deutschland zählen.

Wenn wir Sie neugierig machen konnten, freuen wir uns auf Ihre Fragen rund um die hier angegebenen Themen und möchten Sie zum diesjährigen HOF Fachforum einladen. Dieses findet im November 2017 bereits zum zweiten Mal statt. Mehr hierzu finden Sie ebenfalls in dieser Ausgabe.

Wir wünschen Ihnen neben viel Erfolg für die Zukunft viel Spaß beim Lesen der ersten „HOFinsight“.

Herzlichst Ihre Familie Hof

HOF – Editorial

[1] Allmendinger, A., et al. (2016). Controlled nucleation during freeze drying using vacuum-induced surface freezing. Data base no. 633018, www.researchdisclosure.com

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Sehr sicher und ausgesprochen vielseitig …

HOF – Be- und Entladesysteme

Zu den kritischen Bauteilen einer Gefriertrocknungsanlage ge-hören unter anderem auch die Edelstahl-Wellschläuche. Diesefl exiblen Elemente transportieren das Silikonöl des Wärmeträ-gersystems im Kammerinnenraum zu und von den Stellfl ächenund unterliegen einem sehr hohen Beanspruchungsgrad. Diestarke Belastung dieser bewegten Teile in Kombination mit der langen Lebensdauer einer Gefriertrocknungsanlage machen die Wellschläuche zu einem natürlichen Verschleißteil. Wechselinter-valle lassen sich nur sehr schwer defi nieren und im Havariefall kommt es zu erheblichen Ausfällen.

Um dem entgegenzuwirken, hat HOF einen sogenannten „Entlastungsschuh“ entwickelt. Die immer wieder auftretendenWellschlauch-Sollbruchstellen an den Kammer- und Stellplatten-anschlussbögen werden durch diese Entlastungsschuhe gestützt und die Belastung der Bewegung auf weitere Schlauchwendel abgeleitet.

Während durch Doppelschuhe an den Kammeranschlüssen Biegungen in beide Richtungen aufgenommen werden können, werden die Anschlussstellen der Rohrbögen an den Stellplattenaufgrund der limitierten Platzverhältnisse durch einen dynami-schen Einzelschuh gestützt.

Im Langzeittest konnte gezeigt werden, dass die Lebensdauerder Schläuche hierdurch mehr als vervierfacht werden kann.Gleichzeitig entsprechen die Stützelemente den zugelassenenWerkstoffklassifi zierungen und sind mit den gängigen CIP-Sys-temen kompatibel, was durch Verunreinigungen mit erhöhten Ribofl avin-Konzentrationen gezeigt werden konnte. Um einen möglichst großen Benefi t in der Thematik der Prozesssicherheit bieten zu können, wurden die Elemente so konzipiert, dass sie generell an bestehenden Anlagen nachrüstbar sind.

Da Produktschutz und Produktsicherheit ein priorisierter Stellen-wert zukommt, gibt es viele Diskussionsthemen im Bereich der Container Closure Integrity. Häufi g wird von Vials berichtet, de-ren Stopfen nicht korrekt oder unvollständig eingedrückt sind,was zur Folge hat, dass diese nicht zufriedenstellend verschlos-sen sind. Das hierdurch entstehende Spaltmaß kann oftmals vonder nachgeschalteten Bördelmaschine neutralisiert werden, Un-sicherheit bleibt jedoch für den Zeitbereich vom Öffnen der GTbis hin zur tatsächlichen Bördelung des jeweiligen Vials. Die Ge-friertrocknungsanlage wird mit diesem Sachverhalt meist direktin Verbindung gebracht. Hier muss eingestanden werden, dassdie manuell gefertigte Stellfl äche als Schweißkonstrukt zwar di-verse Male gerichtet und geschliffen wird, eine 100%ig plane Oberfl äche jedoch nicht erreicht werden kann.

Das Einhalten der jeweiligen Spezifi kation wird hier jedoch in einem entsprechenden Zertifi kat bestätigt. Größere Probleme bereiten in diesem Zusammenhang allerdings die Varianzen der verwendeten Packmittel. Obwohl sich diese ebenfalls innerhalbder angegebenen Toleranzen bewegen, verhindern Vials mitÜbermaß das Verschließen von Vials mit Untermaß. Um dennoch an dieser Stelle mehr Sicherheit bieten zu können, wird bei HOFeine Studie zur Vakuum-Dichtheit verschiedener Packmittelkom-binationen durchgeführt. Unter Vakuum verschlossene Vials mitdefi nierten Spaltmaßen werden in unterschiedlichen Zeitinter-vallen nach dem Belüften der Anlage auf Integrität getestet.Hierbei konnte in ersten Untersuchungen gezeigt werden, dass ein Spaltmaß von bis zu 1,6 mm auch nach Lagerzeit bei Atmo-sphäre keinen Verlust des Vakuums zur Folge hat.

Um hier ein möglichst großes Spektrum ab-decken zu können, werden weitere Untersu-chungen durchgeführt. Gerne halten wir Siehierzu auf dem Laufenden.

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HOF – Produkte

Optimierte Prozesssicherheit durch Entlastung der Wellschläuche

Container Closure Integrity

ohne Entlastungsschuh mit Entlastungsschuh (1. Generation) mit Entlastungsschuh (2. Generation)

Lebensdauer [%] 100 200 300 400 500

0,70

0,68

0,66

0,64

0,62

0,60

0,58

0,56

0,54

0,52

0,50 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 3,0

Via

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Die jahrelange Erfahrung macht HOF zu dem Lieferanten für zukunftssichere Be- und Entladesysteme. Anlagen mit sämtli-chen Automatisierungsgraden werden bspw. als Erweiterung für bestehende Gefriertrockner oder auch als Verbund in neuentwickelten Produktionslinien vielfältig und auf dem neuesten Stand der Technik eingesetzt. Durch den intensiven Austausch zwischen Kunden und den Spezialisten von HOF entsteht eine anforderungsgerechte und für jeden Anwendungsfall zu 100 %einsetzbare Lösung.

Robotersysteme in der Pharmabranche zeigen einen Trend auf

Die Einsatzgebiete der Robotertechnologien erstrecken sich vonAbsaugsystemen im Bereich der Bulk-Gefriertrocknung bis hinzum vollautomatischen Rahmenhandling für individualisierteMagazinierungen. Die Auslegung in Bezug auf Funktion undGröße für den jeweiligen Anwendungsfall ist variabel, so dass eine passende Lösung angeboten werden kann. Bereits seit demJahr 2006 setzt HOF Robotersysteme zur automatisierten Be- und Entladung ein. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, Be-standsanlagen durch Robotersysteme zu ergänzen oder bedie-nergestützte Prozesse zu ersetzen.

Kombiniertes HOF Entladesystem mit aufgesetzter Bördelmaschine

In Zusammenarbeit mit einem renommierten pharmazeutischenUnternehmen wurde ein neues innovatives System entwickelt.

Nach dem Gefriertrocknungsprozess werden die Vials über dasHOF Entladesystem ausgebracht und im Anschluss in die auf demEntladesystem mitfahrende Bördelmaschine befördert. Dafür verfährt das im RABS (Restricted Access Barrier System) unter-gebrachte System individuell vor den jeweiligen Gefriertrockner.

HOF SMART ACS – Neuentwicklungen auf dem Prüfstand

Auf die stetig steigenden Anforderungen im pharmazeutischen Umfeld bietet HOF innovative Lösungen. Im Bereich der Be- undEntladesysteme wurden in der Vergangenheit kontinuierlichNeuentwicklungen in den Bereichen der Sensorik, des hygie-nischen Designs, der Formatteile, der Steuerungstechnik, der Visualisierung und in der Anlagenüberwachung in Bezug auf ‚Industrie 4.0‘ vorangebracht. Eine eigens hierfür entwickelte Testanlage wurde konstruktiv soweit ausgearbeitet, dass alleNeuentwicklungen zielgerichtet umgesetzt wurden.

Diese Testanlage wird im eigenen Haus etabliert und zukünftig dafür verwendet, um weitere Abläufe bspw. in Bezug auf die Steuerungstechnik zu optimieren.

HOF Be- und Entladesysteme: Innovationen bringen den Erfolg

Ihre Vorteile

Hohe Flexibilität Platzsparende Systeme Gesteigerte Leistungsfähigkeit

Ihre Vorteile

Räumlich reduzierter RABS Bereich Vereinfachtes Produkthandling Höhere Leistungsfähigkeit Kürzere Prozessdauern Reduzierte laufende Kosten

HOF – Innovation

Spaltmaß [mm]

HOF R&D Lyo – kontinuierliche Weiterentwicklung

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HOF – Innovation

Um Innovationen und technische Neuerungen vorantreiben und erproben zu können hat HOF eine Gefriertrocknungsanlage für Entwicklungszwecke im eigenen Haus etabliert. Diese sogenannte R&D Lyo hat mit 5+1 Platten eine Stellfl äche von 1,64 m² und eine Eiskapazität von 28 kg.

Eine Besonderheit sind die beiden unterschiedlichen Kältesysteme: Während das Wärmeträgersystem der Stellplatten mit konventioneller Kältetechnik betrieben wird, wird der Kondensator mit der Technologie der natürlichen Kältemittel temperiert.

Neben vielen weiteren Fragestellungen steht die Weiterentwicklung dieser beiden Systeme derzeit mit Priorität auf unserer Agenda.

Ausführliche Informationen zur HOF R&D Lyo fi nden Sie auf Seite 10 …

Natürliche Kältemittel

Konventionelle Kältetechnik

Silikonöldetektion

Alternativen im Bereich konventioneller Kältetechnik

Produktschutz mittels Silikonöldetektion

Das Austreten von Silikonöl in der Trocknungskammer bringtnicht nur Produkt-, sondern auch Produktionsausfälle mit sich. Wird eine Leckage visuell festgestellt, kann meist nicht mehr re-konstruiert werden, wann Silikonöl erstmalig austrat und meh-rere Produktchargen müssen in Frage gestellt werden.

Mittels Massenspektrometrie können auch kleinste Mengen anSilikonöl in der Trocknungskammer detektiert werden, sodasseine Kontamination umgehend erkannt wird. Ob Messungenhierbei zyklisch oder kontinuierlich durchgeführt werden, ist ab-hängig vom jeweiligen Produktionskonzept und den entsprech-enden Prozessanforderungen. An der R&D Lyo testet HOF der-zeit unterschiedliche Detektionssysteme sowie die Grenzen deseigentlichen Verfahrens. Gleichzeitig wird das Implementieren

der Technologie in bestehende Automatisierungskonzepte er-probt. Anhand einer defi nierten Zudosierung verschiedener Sili-konöltypen können die entsprechenden Massen eindeutig iden-tifi ziert werden, während parallel optimale Testbedingungen be-schrieben werden.

Nachhaltigkeit durch natürliche Kältemittel

Entsprechend der europäischen F-Gase-Verordnung soll der Ein-satz von teilhalogenierten Fluor-Kohlenwasserstoffen (HFKWs) erheblich reduziert werden. Somit gibt es Einschränkungen bei der Verwendung von herkömmlichen Kältemitteln. Als Alterna-tive hierzu können natürliche Kältemittel verwendet werden.

Allerdings kann ein natürliches Kältemittel die im Kondensatorerforderlichen Temperaturen alleine nicht erreichen. Daher hatHOF bereits 2007 ein Kaskadensystem auf den Markt gebracht,bei dem Ethan (R-170) und Propen (R-1270) eingesetzt werden.Das aus zwei separaten Kreisläufen bestehende Kaskadensys-tem bildet ein Einzelmodul, welches zu Zwecken der Redundanzoder Leistungssteigerung mit weiteren Modulen kombiniert wer-den kann. Da es sich bei Ethan und Propen um brennbare Kohlen-wasserstoffe (Gruppe A3) handelt, sind die jeweiligen Kältean-lagen nach entsprechenden ATEX-Richtlinien ausgeführt. Je nach Gebäudekonzept kann aber auch mittels Gaswarnsystemen aufeine ATEX-Ausführung verzichtet werden.

Um die Ziele der europäischen F-Gase-Verordnung erreichen zukönnen, erfolgt eine schrittweise Reduktion der HFKW-Men-gen, welche in der EU in Umlauf gebracht werden dürfen. Daher wird es eine Verknappung der verfügbaren konventionellen Kältemittel geben. Als Grenzwert für die Verknappung wird einGWP

100-Wert* von ≥ 2.500 angenommen. Hierunter fallen auchR-404A (GWP100 = 3.922) und R-507 (GWP100 = 3.985).

Zwar dürfen diese Kältemittel bis zum 01.01.2030 im Tieftempe-raturbereich eingesetzt werden, doch bereits jetzt gibt es Verfüg-barkeitsengpässe mit stark ansteigenden Preisen. Daher nutztHOF die R&D Lyo, um diverse alternative Kältemittel auf Einsetz-barkeit und Effi zienz zu prüfen, um auch jetzt schon Alternativenim Bereich konventioneller Kältetechnik bieten zu können.

Grundbedingung hierfür ist ein technisch einwandfreier Einsatzauch ohne aufwendige Systemmodifi kationen. Bislang konntenzwei alternative Kältemittel alle Kriterien erfüllen und befi nden sich derzeit in der fi nalen Testphase.

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HOF – Innovation

* Der GWP100-Wert beschreibt das Treibhauspotenzial (global warming potential) eines Kältemittels über einen Zeitraum von 100 Jahren.

HOF R&D Lyo – kontinuierliche Weiterentwicklung

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Das diesjährige Fachforum steht unter dem Motto:

„Immer ein Stück weiter denken …“

HOF – News

Am 16. November 2017 wird das 2. HOF Fachforum stattfi nden.Vielseitige und abwechslungsreiche Vorträge, aktuelle Produktent-wicklungen mit interessanten Gastrednern aus der Gefriertrock-nungsbranche und die Präsentation der einzelnen HOF Abteilungen werden Sie erwarten.

Auch der Austausch mit HOF Experten und anderen Anwendern wird wieder ein bestimmender Teil dieses Tages sein.

Anlässlich des 25-jährigen Firmenjubiläums wurde das 1. HOF Fachforum veranstaltet. Renommierte Spezialisten

aus Forschung und Industrie berichteten auf der Fachtagung über neueste Forschungsergebnisse und innovative

Einsatzfelder im Herstellungsprozess. Mehr als 100 Kundenkamen zum Erfahrungsaustausch in Lohra zusammen.

HOF Fachforum 2014 „Aus der Praxis für die Praxis“

Ein Video der Veranstaltung fi nden Sie hier:www.hof-sonderanlagen.de/nachlese-fachforum-2014.html

16. November 2017Welcome Hotel Marburg

Die Veranstaltung am 16. November 2017 wird im Marburger Welcome Hotel stattfi nden.

Weitere Informationen, auch zur Veranstaltung und den Inhalten der Vorträge, werden Sie rechtzeitig erhalten.

ImpressumHerausgeber: HOF Sonderanlagenbau GmbHLudwig-Rinn-Str. 1–3 | 35102 Lohra | GermanyTelefon + 49 6462 9169-0 | Telefax + 49 6462 9169-199 | www.hof-sonderanlagen.de V.i.S.d.P. Alexander Hof, Stefan Becker

Konzeption, Design, redaktionelle Betreuung: exposé Marketing & Werbung, Marburg, Michael Grebe, Kontakt: + 49 6421 484880Druck und Verarbeitung: L&W Druck GbR, Bad Endbach, Kontakt: + 49 2776 922990Bildnachweis: fotolia.com und HOF Sonderanlagenbau GmbH

Hauptsitz

HOF Sonderanlagenbau GmbHLudwig-Rinn-Str. 1–3 | 35102 Lohra | Germany

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Standort Mornshausen

HOF Sonderanlagenbau GmbHVor dem Langen Loh 2 | 35075 Gladenbach-Mornshausen | Germany

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HOF – Unternehmen