Grundoperation (Pharmazie)

Viele Grundoperationen wurden aus der chemischen Industrie und der chemischen Verfahrenstechnik übernommen, da es sich bei Arzneistoffen auch um chemische Stoffe handelt.

Eine grobe Einteilung der Grundoperationen erfolgt nach Art des Energieaustausches zwischen den Materialien. Dieser kann mechanisch, thermisch oder elektromagnetisch sein. Eine weitere Einteilung kann nach Art der Tätigkeit erfolgen.

Bei diesen Verfahren werden zwei oder mehrere verschiedene Stoffe voneinander getrennt:

• Versprühen und Zerstäuben: Bei diesen Verfahren wird eine Lösung oder Suspension versprüht, wobei der Feststoff von dem Lösungs- beziehungsweise Dispersionsmittel getrennt wird. Das Prinzip ist zum Beispiel in der Sprühtrocknung verwirklicht. Es können verschiedene Arten an Düsen verwendet werden.
• Sieben: Ein Gemisch aus verschieden großen Partikeln wird in einem Sieb mit einer definierten Maschenweite getrennt. Auf diese Weise können Partikelfraktionen mit definierten Durchmessern abgetrennt werden. Neben einem manuellen Sieb können Siebtürme oder Luftstrahlsiebe verwendet werden. Über Sieben werden auch Partikelgrößenverteilungen bestimmt.
• Sichten: Beim Sichten wird ein Partikelgemisch durch einen Luftstrom getrennt, welcher nur Partikel bis zu einer gewissen Masse ablenkt. Es gibt Schwerkraft- und Querstromsichter.
• Filtrieren: Filtrieren bezeichnet das Abtrennen eines Feststoffes von einer Flüssigkeit unter Verwendung eines porösen Materials. Es kann zwischen Klär- und Trennfiltration unterschieden werden. Als Filter kommen Oberflächen- und Tiefenfilter in Frage, die in der Industrie als Filterpatrone in einem Kerzenfilter verwendet werden. Mithilfe der Sterilfiltration ist auch das Sterilisieren möglich.
• Trocknen: Beim Trocknen wird Wasser beziehungswiese Feuchtigkeit aus einem Feststoff entfernt. Mögliche Trocknungsverfahren sind Vakuumtrocknung, Sprühtrocknung , Gefriertrocknung, Wirbelschichttrocknung und Mikrowellentrocknung.
• Kristallisation: Bei der Kristallisation wird ein Feststoff aus einer Lösung auskristallisiert, woraufhin er zum Beispiel durch manuelle Auslese oder Filtration entfernt werden kann.

Bei diesen Verfahren wird ein fester Ausgangsstoff zerkleinert. Manche Autoren ordnen das Zerkleinern den Stofftrennungsverfahren zu, da es häufig als vorbereitender Schritt für eine Trennung verwendet wird. Es gibt folgende Methoden:

• Trockenzerkleinerung unter Verwendung verschiedener Mühlen wie Stiftmühlen, Luftstrahlmühlen, Hammermühlen, Kugelmühlen und anderen.
• Nasszerkleinerung unter Verwendung einer Kolloid- oder Nanomühle. Mit diesen Methoden kann eine Zerkleinerung bis in den Nano-Bereich erfolgen.

Das Zerkleinern ist ein sehr energieintensiver Prozess, da der Großteil der aufgewendeten Energie als Verlust an die Maschine oder die Umgebung abgegeben wird.

Auch das Sterilisieren kann im weiteren Sinn zu den Stofftrennungsverfahren gezählt werden, da es den Arzneistoff von Pathogenen trennt. Im engeren Sinn muss jedoch beachtet werden, dass den meisten Sterilitätsverfahren lediglich ein Abtöten der Mikroorganismen, und nicht deren Entfernung, zugrunde liegt. Es gibt folgende Verfahren:

• Hitzesterilisation: Das Arzneimittel wird so stark erwärmt, dass die Pathogene unschädlich gemacht werden. Es werden Autoklavieren und die Anwendung von trockener Hitze unterschieden.
• Strahlensterilisation: Die Sterilisation erfolgt mithilfe von radioaktiven Strahlen.
• Gassterilisation: Die Sterilisation erfolgt unter Verwendung mikrobiozider Gase wie Ethylenoxid.
• Entkeimungsfiltration: Bei diesem Verfahren werden Bakterien durch Filtration abgetrennt.

siehe auch: Sterilisation (Hygiene)

Um ein Arzneimittel steril zu halten, kann man es konservieren, indem Konservierungsmittel zugegeben werden.

Ziel der Stoffvereinigung ist das homogene Zusammenführern verschiedener Stoffe. Die Homogenität muss eingehalten werden, da nur so die Gleichförmigkeit der Arzneimittel gegeben ist.

• Lösen: Beim Lösen wird ein Feststoff in Lösung gebracht. Der feste Anteil verschwindet, sodass ein flüssiges Produkt übrig bleibt.
• Mischen: Als Mischen bezeichnet man das homogene Zusammenfügen mehrerer Stoffe. Diese können fest, flüssig, halbfest oder gasförmig sein. Mischer können in statische und Wälzmischer (auch als Fallmischer bezeichnet) unterteilt werden, je nachdem, ob sich ein Rührwerkzeug im Behälter oder das Behältnis selbst bewegt.
• Rühren: Unter Rühren versteht man die Homogenisierung eines flüssigen Gemischs. In der Regel werden Rührgemische nach dem Rotor-Stator-Prinzip verwendet.

• Bauer, Frömmig, Führer: Pharmazeutische Technologie. Mit Einführung in die Biopharmazie. 10. Auflage, Stuttgart 2017