Pharmazeutische Anlagen stellen je nach Bereich und Prozess unterschiedliche Anforderungen an Konstruktions- und Trägermaterialien. Produktionsbereiche, Reinräume, technische Gänge, Versorgungsbereiche und Geräteplattformen können Reinigungschemikalien, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, mechanischen Belastungen oder anderen betrieblichen Einflüssen ausgesetzt sein. Die Materialauswahl sollte daher die Bedingungen der jeweiligen Anwendung berücksichtigen und nicht die gesamte Anlage als eine einheitliche Umgebung betrachten.

Glasfaserverstärkter Kunststoff (FRP) kann für ausgewählte Anwendungen in pharmazeutischen Anlagen in Betracht gezogen werden, da er eine nichtmetallische Konstruktionsoption darstellt und in feuchten oder chemisch belasteten Umgebungen Korrosionsbeständigkeit bieten kann. Die Eignung ist jedoch nicht automatisch gegeben. Harzsystem, Oberflächenbeschaffenheit, statische Konfiguration, Anforderungen an das Brandverhalten und Betriebsbedingungen beeinflussen die Auswahl.

Umgebungsbedingungen in pharmazeutischen Anlagen

Die verschiedenen Bereiche einer pharmazeutischen Anlage können sehr unterschiedliche Anforderungen an Materialien stellen:

  • Reinräume und kontrollierte Umgebungen: Materialoberflächen müssen gegebenenfalls eine wirksame Reinigung unterstützen und mit den in der Anlage geltenden Maßnahmen zur Kontaminationskontrolle und den verwendeten Reinigungsmitteln vereinbar sein.
  • Wasch- und Prozessbereiche: Wiederholter Kontakt mit Wasser, Feuchtigkeit und chemischen Reinigungsmitteln kann den Korrosionsschutz herkömmlicher Metallkomponenten zu einem wichtigen Thema machen.
  • Bereiche mit Lösungsmitteln: In einigen Prozessen werden organische Lösungsmittel eingesetzt, die bestimmte Harzsysteme beeinflussen können. Dadurch wird die chemische Beständigkeit zu einem wichtigen Auswahlkriterium.
  • Anwendungen mit Anforderungen an nichtmetallische Materialien: Bestimmte Anwendungen können aufgrund von Prozess-, Anlagen-, magnetischen oder kontaminationsbezogenen Anforderungen zusätzliche Einschränkungen für konventionelle Metallbauteile vorsehen.
  • Anforderungen an das Brandverhalten: Geschlossene Räume und Bereiche mit brennbaren Stoffen können spezifische Anforderungen an das Brandverhalten stellen, die die Auswahl der FRP-Formulierung und Produktkonfiguration beeinflussen.

Diese Bedingungen sollten gemeinsam betrachtet werden. Ein Harzsystem, das sich bei einer bestimmten chemischen Belastung bewährt, muss nicht die bevorzugte Lösung für einen Bereich mit anderen Anforderungen an Brandverhalten, Oberfläche, Belastung oder Betrieb sein.

Typische FRP-Anwendungen in pharmazeutischen Anlagen

Mezzanin-Laufstege und Plattformen

Mezzaninebenen können für den Zugang zu Anlagen, Rohrleitungen, Kabelwegen und Versorgungsleitungen genutzt werden. In Bereichen mit Waschvorgängen, hoher Feuchtigkeit oder Kontakt mit Reinigungschemikalien kann FRP-Gitterrost als Alternative zu konventionellen Metalllaufstegen in Betracht gezogen werden. Gegossene Gitterroste mit offenen Maschen bieten eine leichte strukturelle Oberfläche mit Öffnungen für Entwässerung, Belüftung und Lichtdurchlass. Ob eine offene Maschenoberfläche in einer kontrollierten Umgebung geeignet ist, hängt von den Reinigungs-, Hygiene- und Betriebsanforderungen des jeweiligen Bereichs ab. Weitere Informationen finden Sie bei den gegossenen FRP-Gitterrosten mit offenen Maschen.

Kabelrinnen und Versorgungsträger

Pharmazeutische Anlagen benötigen eine geordnete Führung und Unterstützung für elektrische Leitungen, Instrumentierung und andere Versorgungseinrichtungen. FRP-Kabelrinnen bieten eine nichtmetallische Trägerlösung für Anwendungen, bei denen Korrosionsbeständigkeit oder eine nichtmetallische Konstruktion bevorzugt wird. Sie können in technischen Gängen, Labor-Nebenbereichen und anderen Bereichen mit Feuchtigkeit oder Reinigungschemikalien in Betracht gezogen werden. Bei der Auswahl sollten Kabelführung, Auflagerabstand, Belastung, Umgebung und das gesamte Installationssystem berücksichtigt werden. Weitere Informationen finden Sie bei der FRP-Kabelrinne aus Glasfaser.

Plattformen an Tanks und Prozessanlagen

Zugangsplattformen an Mischbehältern, Reaktoren und anderen Prozessanlagen können Feuchtigkeit, Waschvorgängen und chemischen Reinigungsmitteln ausgesetzt sein. FRP-Plattformen können für solche Anwendungen geeignet sein, wenn das ausgewählte Harzsystem und die statische Konfiguration mit der Betriebsumgebung kompatibel sind. Rutschhemmende Oberflächen können ebenfalls in Betracht gezogen werden, wenn nasse Betriebsbedingungen ein Rutschrisiko verursachen.

Harzauswahl und chemische Beständigkeit

Bei Anwendungen in pharmazeutischen Anlagen ist die Harzauswahl ein wesentlicher Bestandteil der Beurteilung der chemischen Verträglichkeit. Reinigungsmittel und Lösungsmittel unterscheiden sich unter anderem hinsichtlich Konzentration, Temperatur, Kontaktzeit und Häufigkeit der Einwirkung. Ein Harz, das für ein bestimmtes Reinigungsregime geeignet ist, muss daher nicht für ein anderes geeignet sein.

Im Allgemeinen werden isophthalische Polyestersysteme häufig für Feuchtigkeitsbelastung und weniger aggressive chemische Umgebungen betrachtet, während Vinylestersysteme bei bestimmten anspruchsvolleren Belastungen eine höhere Beständigkeit bieten können. Dabei handelt es sich um allgemeine Leitlinien für die Materialauswahl und nicht um universelle Regeln.

Vor der Spezifikation eines FRP-Produkts sollten die bei Reinigung und Prozessen verwendeten Chemikalien einschließlich Konzentration, Temperatur, Kontaktzeit und Expositionshäufigkeit ermittelt werden. Anschließend sollten die verfügbaren Angaben zur chemischen Beständigkeit mit dem konkreten Harzsystem und der spezifischen Produktkonfiguration abgeglichen werden.

Überlegungen zum Brandverhalten

Für bestimmte Anwendungen in pharmazeutischen Anlagen gelten definierte Anforderungen an das Brandverhalten, insbesondere in geschlossenen Räumen oder Bereichen mit brennbaren Stoffen. FRP-Produktgruppen können mit flammhemmenden Harzsystemen hergestellt werden, das Brandverhalten wird jedoch nicht allein durch die Harzbezeichnung bestimmt.

Die relevanten Eigenschaften hängen unter anderem von Harzformulierung, Produktgeometrie, Konstruktion und den für das Projekt festgelegten Prüfanforderungen ab. Eine Einstufung des Brandverhaltens sollte daher als konfigurationsspezifisch betrachtet und vor der Aufnahme in eine Projektspezifikation durch geeignete Prüfnachweise gestützt werden.

Aus diesem Grund sollten Bezeichnungen wie „fire-rated“ oder „Class A“ nicht pauschal auf FRP-Produkte angewendet werden, ohne zu bestätigen, dass die konkrete Konfiguration nach dem geforderten Verfahren geprüft wurde und dass sich das vorliegende Ergebnis auf das spezifizierte Produkt bezieht.

Weitere technische Grenzen

Pharmazeutische Anwendungen können chemische Reinigung, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und mechanische Belastungen miteinander verbinden. Laborergebnisse aus der Einwirkung einer einzelnen Chemikalie bilden die tatsächliche Leistung möglicherweise nicht ab, wenn ein Reinigungsprogramm mehrere Mittel abwechselnd einsetzt. Auch die Reinigung mit Dampf oder bei erhöhten Temperaturen kann die Beanspruchung der Betriebsumgebung verändern.

Auch der Oberflächenzustand ist ein wichtiger Punkt, insbesondere wenn Reinigung und Kontaminationskontrolle eine große Rolle spielen. Die gewählte Oberflächenbeschaffenheit sollte zusammen mit der vorgesehenen Nutzung, der Reinigungsmethode, möglichem Verschleiß und dem Zustand der installierten Oberfläche über die Nutzungszeit betrachtet werden.

Auswahl- und Kostenfaktoren

FRP sollte auf Systemebene und nicht allein nach dem Harztyp ausgewählt werden. Zu den wichtigen Variablen gehören chemische Belastung, Produktgeometrie, mechanische Lasten, Auflagerabstände, Oberflächenbeschaffenheit, Befestigungsmittel, Fertigungsanforderungen, Montagezugang und Wartungsbedingungen.

Diese Variablen können auch die Gesamtkosten eines Projekts beeinflussen. Ein niedrigerer Materialpreis führt nicht zwangsläufig zu niedrigeren Einbaukosten, wenn zusätzliche Fertigung, spezielle Befestigungsmittel, andere Trägeranordnungen oder anspruchsvollere Montagebedingungen erforderlich sind. Kostenvergleiche sind daher aussagekräftiger, wenn sie die vollständige Anwendung und nicht nur den Materialpreis betrachten.

Zusammenfassung

FRP kann für verschiedene Anwendungen in pharmazeutischen Anlagen in Betracht gezogen werden, darunter Laufstege, Plattformen, Kabelträger und andere nichtmetallische Konstruktions- oder Versorgungskomponenten. Die entscheidenden Fragen bei der Auswahl sind nicht einfach, ob FRP für pharmazeutische Anlagen „geeignet“ ist, sondern ob Harzsystem, Oberflächenbeschaffenheit, statische Konfiguration und Brandverhalten des ausgewählten Produkts den Anforderungen des jeweiligen Bereichs entsprechen.

Eine belastbare Spezifikation beginnt daher mit der Betrachtung des Reinigungsregimes, der chemischen Belastung, der Lasten, der Anforderungen an die Oberfläche, der Kriterien für das Brandverhalten und der Montagebedingungen des jeweiligen Bereichs. Die Abstimmung dieser Faktoren mit der verfügbaren FRP-Konfiguration bietet eine zuverlässigere Grundlage für die Materialauswahl als eine allgemeine Eignungsaussage für die gesamte Anlage.