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.