Trocknung in der Medizintechnik

Sicher trocknen, auch im Reinraum

8. September 2022, 15:03 Uhr | Ute Häußler
Medizintechnik Verpackungen Smart Packaging Themenwoche
Eine punktuelle Raumluftentfeuchtung durch zwei Entfeuchtungsmodule von Harter brachte den Durchbruch für einen Dialyse-OEM.
© Harter

Die Trocknung von Verpackungen und Materialien ist in der Medizintechnik oft unsichtbar, dabie kann einen mangelnde Trockenqualität die Produktion empfindlich stören. Richtige Trocknung spart Zeit, Energie und kann sogar bezuschusst werden: Die Betrachtung einer alternativen Trocknungstechnologie.

Die Kondensationstrocknung mit Wärmepumpentechnik ist eine alternative Niedertemperaturtrocknung und wurde lange Zeit überwiegend im Automobilsektor eingesetzt. Dann wurden auch die Medizintechnik und Pharmaindustrie auf die Vorteile dieser Art zu trocknen aufmerksam. Beispiele aus der Praxis des Trocknungsexperten Harter aus dem Allgäu zeigen unterschiedliche medizintechnische Einsatzmöglichkeiten und ihre Besonderheiten.

Kein Ausschuss bei verpackten Medizinprodukten

In Harter-Projekten bei B. Braun, Sartorius oder Takeda geht es um die vollständige Trocknung von Vials, Filterelementen, Flaschen und Infusionsbeuteln aus Glas oder Kunststoff in unterschiedlichsten Größenordnungen. In der Regel befinden sie sich in Trays oder Kassetten auf Autoklavenpaletten. »Hier hatten die Hersteller in der Vergangenheit allesamt das Problem, dass viele Produkte bei der Dichtheitsprüfung bzw. der optischen Prüfung aussortiert wurden. Dabei waren sie vollkommen dicht, nur einfach nicht ganz trocken«, erläutert Jochen Schumacher vom technischen Vertrieb das Problem. Dagegen liefern Kammertrockner oder Trocken-Kühl-Tunnel (Bild 1) mit automatischem oder halb-automatischem Betrieb jetzt deutlich bessere Ergebnisse: In einem Chargentrockner mit drei Kammern bei B. Braun Avitum in Glandorf werden Infusionsbeutel unterschiedlicher Größe bei 60 °C im geschlossenen System vollständig getrocknet und anschließend auf 30 °C gekühlt. Die Beutel passieren heute die Dichtheitsprüfung erfolgreich.

Medizintechnik Verpackungen Smart Packaging Themenwoche harter Trocknung
© Harter
Medizintechnik Verpackungen Smart Packaging Themenwoche harter Trocknung
Kammertrockner des Herstellers Harter.
© Harter

Schonend für Implantat und Mensch

Bei Jabil Healthcare im schweizerischen Balsthal werden Implantate und Instrumente oberflächenveredelt, gereinigt und anschließend getrocknet. Früher erhitzte ein Heißlufttrockner die Produkte sehr stark, er beheizte zudem auch die ganze Produktionshalle mit. Die Hitze war belastend für Material und Mitarbeiter, der hohe Energieeinsatz ökologisch und ökonomisch verbesserungswürdig. Heute nutzt Jabil einen Korbtrockner (Bild 2) mit drei separaten Trocknungskammern, in denen je zwei Körbe Platz haben. Die Kammern werden, im Gegensatz zum alten Trockner, auf Knopfdruck einzeln geöffnet und manuell mit den beiden befüllten Körben bestückt. Bei 70 °C trockenen die Teile heute in maximal 15 Minuten, bei einfachen Geometrien sogar schneller. Reinhold Specht von Harter erklärt: »Die Dreiteilung des Trockners ist wichtig, da beim Öffnen einer einzelnen Kammer weniger Wärme verloren geht.« Zudem sind die Kammern lufttechnisch voneinander getrennt und arbeiten autark. »Der Trockner kann somit auch in Teilbeladung betrieben werden«, sagt Specht. Ein spezielles Merkmal der Hartner-Trockner ist die Zwangsluftführung (siehe Infobox): In jeder Kammer ist eine spezielle Maske verbaut, die die Körbe im Innenraum des Trockners so abdichtet, dass keine Luft daran vorbeiströmen kann, sondern durch sie hindurch gezwungen wird. Das ist die Grundlage für eine vollständige Trocknung. Die Nennleistung im Produktionsbetrieb liegt bei lediglich 11,2 kW.

Medizintechnik Verpackungen Smart Packaging Themenwoche harter Trocknung
© Harter
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Der energiesparende Harter-Korbtrockner wurde als staatlich förderfähige Technologie eingestuft.
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Trockenes Klima im Reinraum

Ein großer Hersteller von Dialysatoren hatte dagegen eine andere Herausforderung: Eine Reinraum-Klimaanlage gefährdete im Sommer die Produktion von Millionen Produkten. Im Reinraum muss nach Vorschrift ein steter Luftaustausch von 30 Prozent Frischluft gewährleistet sein, in den warmen Monaten wurde dadurch allerdings zu viel Feuchtigkeit in die Produktionshalle geschleust. Die dort hergestellten Fasern für Filterelemente nahmen über die rund 60.000 m³ Frischluft stündlich schlicht zu viel Feuchtigkeit auf. Dadurch ließen sie sich nicht mehr einwandfrei mit Vergussmasse versiegeln und schlossen Luftbläschen ein – das fertige Faserbündel wurde Ausschuss.

Der hohe Ausschuss im Sommer war für den Dialyse-OEM kein tragbarer Zustand. Die Lösung gestaltete sich jedoch komplex, da die Produktion 364 Tage im Jahr läuft und nur durch eine jährliche Wartung von exakt einem Tag unterbrochen wird. Ein Stillstand von mehreren Wochen war inakzeptabel. Allein daran scheiterten mehrere Lösungsansätze.
Eine punktuelle Raumluftentfeuchtung durch zwei Entfeuchtungsmodule von Harter brachte den Durchbruch (siehe Aufmacher).

Die Module bereiten die erforderliche Prozessluft auf (siehe Infobox) und bringen diese sehr fein an den jeweils vier relevanten Stellen in der Produktion ein. Für die Mitarbeiter entsteht keinerlei Zugluft, die Raumluftentfeuchtung läuft sehr schonend. Jedes Entfeuchtungsmodul ist mit einem Wärmetauschersystem und speziellen Umluftventilatoren ausgestattet. An den Luftausgängen sind HEPA-Filter der Klasse H14 eingebaut. Die Edelstahl-Module mit den Maßen L x B x H 3000 x 2300 x 3000 Millimeter entsprechen den Reinraumvorgaben, ihre Wasserentzugsleistung liegt bei 75 Liter pro Stunde. Da die Prozesstemperatur bei nur 20 °C liegt, fällt, wie bei jeder Kälteanlage, Überschusswärme an. Auf dem Hallendach wurden daher vorbereitend Wärmetauscher zur Abführung überschüssiger Wärme installiert. Die Montage der Raumluftentfeuchtung wurde innerhalb von drei Tagen komplett abgewickelt. Die Entfeuchtungslösung wurde mit staatlichen Fördergeldern unterstützt.


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