Welche lösungsorientierten Services unterstützen bei der Rezepturentwicklung und Prozessoptimierung im Technikum?
Im industriellen Technikum (Pilot Plant) steht eine Vielzahl lösungsorientierter Services zur Verfügung, die Unternehmen bei der Rezepturentwicklung und der Prozessoptimierung unterstützen. Sie bilden die Brücke zwischen Laborforschung und großtechnischer Produktion und ermöglichen es, neue Produkte und Verfahren unter praxisnahen Bedingungen sicher zu entwickeln, zu testen und für den Scale-up vorzubereiten.
Rezepturentwicklung und Formulierungsdesign
Lösungsorientierte Services zur Rezepturentwicklung umfassen insbesondere:
Formulierungsentwicklung und -optimierung
Systematische Ausarbeitung und Feinabstimmung neuer Rezepturen unter Berücksichtigung von Rohstoffeigenschaften, Zielspezifikationen, Herstellkosten und regulatorischen Anforderungen. Dabei werden Inhaltsstoffe, Konzentrationen und Additive so angepasst, dass gewünschte Produkteigenschaften (z. B. Viskosität, Partikelgrößenverteilung, Reaktivität, Sensorik) gezielt erreicht werden.
Machbarkeitsstudien (Feasibility Studies)
Bewertung der technischen Umsetzbarkeit neuer Formulierungen unter realitätsnahen Prozessbedingungen, inklusive Prüfung von Rohstoffinteraktionen, Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit.
Rohstoff-Screening
Qualifizierung alternativer Rohstoffe und Komponenten hinsichtlich technologischer Eignung, Performance, Kosten, Nachhaltigkeit und Prozessstabilität in der bestehenden Anlagenkonfiguration.
Stabilitäts- und Kompatibilitätsprüfungen
Untersuchung von Lager-, Temperatur- und Anwendungsstabilität sowie Material- und Verpackungskompatibilität, um die Haltbarkeit und Funktionalität der Rezeptur über den gesamten Lebenszyklus sicherzustellen.
Muster- und Prototypenfertigung
Herstellung von Kleinchargen für Anwendungstests, sensorische Prüfungen, Freigabeuntersuchungen und zur Validierung chemisch-physikalischer Spezifikationen vor der Überführung in den Produktionsmaßstab.
Reverse Engineering (optional)
Analyse bestehender Produkte, um deren Zusammensetzung und kritische Parameter zu verstehen und daraus Optimierungs- oder Substitutionsstrategien für eigene Rezepturen abzuleiten.
Prozessentwicklung, Scale-up und Validierung
Für die Überführung von Laborergebnissen in robuste Produktionsprozesse bietet das Technikum folgende Services:
Scale-up-Studien und -Trials
Übertragung von Prozessen vom Labor- in den Pilot- und Produktionsmaßstab unter Berücksichtigung von Wärme- und Stoffübergang, Rheologie, Mischverhalten und Strömungsdynamik. Dabei werden Ähnlichkeitskennzahlen (z. B. Reynolds- oder Newton-Zahl) genutzt, um physikalische Effekte kontrollierbar zu halten.
Design of Experiments (DoE)
Statistisch abgesicherte Versuchsplanung zur Identifikation und Optimierung kritischer Prozessparameter (Critical Process Parameters, CPP) wie Temperaturprofile, Druckverhältnisse, Mischzeiten oder Dosierstrategien – mit minimalem Versuchsumfang und maximaler Aussagekraft.
Validierung der Prozessfenster und Verfahrensvalidierung
Bestimmung robuster Prozessfenster, innerhalb derer der Prozess stabil und reproduzierbar läuft, sowie Nachweis der Prozessfähigkeit gemäß qualitätsrelevanter Vorgaben (z. B. GMP, interne Q-Standards).
Equipment-Spezifikation und Technologietransfer
Ableitung technischer Anforderungen für Produktionsanlagen auf Basis der im Technikum gewonnenen Daten, inklusive Unterstützung bei Dokumentation, Schulung und der Überführung der Steuerungsrezepte in das Prozessleitsystem.
Analytik, Qualitätssicherung und Troubleshooting
Zur Unterstützung von Entwicklung und Optimierung werden umfangreiche analytische und diagnostische Services angeboten:
Physikalisch-chemische Charakterisierung
Bestimmung zentraler Produktkennwerte (z. B. Viskosität, Partikelgröße, Dichte, pH-Wert, Feststoffgehalt, Leitfähigkeit), um Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu verstehen und gezielt zu beeinflussen.
Applikationstechnische Prüfungen
Simulation realer Einsatzbedingungen beim Endanwender zur Bewertung von Performance, Verarbeitbarkeit, Lebensdauer und Anwenderfreundlichkeit der Produkte.
Troubleshooting und Fehlerursachenanalyse (Root Cause Analysis)
Nachstellung industrieller Bedingungen im Pilotmaßstab zur systematischen Identifikation von Prozessabweichungen (z. B. Agglomeratbildung, Entmischung, Schaumbildung, thermische Degradation) sowie Ableitung wirksamer Korrektur- und Vorbeugemaßnahmen.
Prozessoptimierung und Effizienzsteigerung
Für laufende Produktionsprozesse bietet das Technikum lösungsorientierte Optimierungsservices:
Prozessoptimierung und Debottlenecking
Identifikation und Beseitigung von Engpässen in bestehenden Prozessketten zur Steigerung der Gesamtanlageneffektivität (OEE), Erhöhung der Ausbringung und Reduktion von Durchlaufzeiten.
Energie- und Ressourceneffizienzanalysen
Erfassung und Auswertung von Energie-, Wasser- und Rohstoffverbräuchen zur Ableitung von Maßnahmen zur Effizienzsteigerung, Kostensenkung und Reduktion von Ausschuss und Emissionen.
Prozess-Simulation und Modellierung
Einsatz digitaler Modelle zur Vorhersage von Strömungs-, Misch- und Wärmeübertragungsverhalten sowie zur Bewertung von Optimierungsvarianten ohne Eingriff in die laufende Produktion.
Digitale und datengetriebene Services
Moderne Technika nutzen digitale Werkzeuge, um Entwicklungszyklen zu verkürzen und die Prozessbeherrschung zu erhöhen:
Process Analytical Technology (PAT) und Inline-Sensorik
Integration von Online-Analytik und Sensorik zur Echtzeitüberwachung chemischer und physikalischer Prozessgrößen, um Abweichungen frühzeitig zu erkennen und Regelstrategien zu entwickeln.
Automatisierte Chargenführung und Steuerungsrezepturen
Entwicklung und Test von automatisierten Prozessabläufen (z. B. gemäß ISA-S88) im Pilotmaßstab, um die spätere Implementierung in Prozessleitsystemen vorzubereiten und die Reproduzierbarkeit zu erhöhen.
Datenlogging, Prozessmonitoring und Auswertung
Systematische Erfassung, Speicherung und Auswertung aller relevanten Prozessdaten zur Erstellung digitaler Fingerabdrücke von Versuchsreihen, zur Unterstützung von Skalierung, Optimierung, Qualitätssicherung und zur Einhaltung regulatorischer Anforderungen.
Beratung, Regulierung und Nachhaltigkeit
Ergänzend zu den technischen Leistungen bietet das Technikum häufig unterstützende Services:
Technische Beratung und Technologietransfer
Begleitung bei der Überführung entwickelter Rezepturen und Prozesse in den Produktionsstandort, inklusive Know-how-Transfer, Schulungen und Unterstützung bei Scale-up-Entscheidungen.
Regulatorische Unterstützung
Beratung zur Einhaltung branchenspezifischer Normen, Sicherheits- und Umweltauflagen sowie zur Erstellung erforderlicher Dokumentationen (z. B. Sicherheitsdatenblätter).
Nachhaltigkeitsbewertung
Analyse des ökologischen Fußabdrucks von Rezepturen und Prozessen (z. B. mittels Life Cycle Assessment), um ressourcenschonende, energieeffiziente und emissionsarme Alternativen zu entwickeln.
Durch die gezielte Kombination dieser Services im Technikum lassen sich Entwicklungszeiten verkürzen, Produktionsrisiken reduzieren, die Time-to-Market beschleunigen und gleichzeitig eine stabile, reproduzierbare Qualität im Industriemaßstab sicherstellen.
Das amixon® Technikum: Versuche, Scale-up und Prozessoptimierung mit Originalprodukt
35 Testanlagen – vom Labormaßstab bis zur Pilotanlage
Am Stammsitz Paderborn betreibt amixon® ein Technikum mit 35 Testanlagen in unterschiedlichen Baugrößen. Damit lassen sich Prozesse vom kleinen Maßstab bis zur Pilotanlage praxisnah abbilden – auch mit begrenzten Produktmengen sind belastbare Aussagen für den Produktionsmaßstab möglich. Weltweit stehen zusätzlich Technika in Japan, Indien, Thailand, China, Südkorea und den USA zur Verfügung.
Reale Bedingungen statt Papierwerte
Untersucht werden Mischprozesse (Mischen, Homogenisieren, Granulieren, Agglomerieren, Befeuchten, Coating) ebenso wie Trocknungs- und Reaktionsprozesse (Vakuumtrocknung, thermische Prozesse, Synthesen). Die Versuche laufen mit dem Originalprodukt, im vorgesehenen Temperatur- und Druckbereich, mit realen Füllgraden und Chargengrößen und dem geplanten Energieeintrag. Bewertet werden Mischqualität, Produktschonung, Energieeintrag, Reinigbarkeit und Reproduzierbarkeit im späteren Serienbetrieb.
Gemeinsame Durchführung, Auswertung, Dokumentation
Die Versuche werden mit amixon® Experten durchgeführt, ausgewertet und dokumentiert. Ziel ist die Auswahl des optimalen Apparats und der passenden Prozessparameter für die konkrete Anwendung – inklusive Rezepturentwicklung und Prozessoptimierung. Das Ergebnis ist eine belastbare Entscheidungsgrundlage: Bestätigung der Prozessparameter unter realen Bedingungen, Absicherung von Produktqualität und Wirtschaftlichkeit, Minimierung technischer und wirtschaftlicher Risiken vor der Investition.
Nahtloser Übergang in die Produktion
Weil Versuchs- und Produktionsmischer mit demselben Mischprinzip arbeiten (SinConvex®-Werkzeug, Umfangsgeschwindigkeit 0,8–3,5 m/s, füllgradunabhängige Mischgüte) und Baugrößen in 100-Liter-Schritten bis 50 m³ verfügbar sind, übertragen sich die Technikumsparameter direkt auf die Zielmaschine. Auch nach der Inbetriebnahme unterstützt amixon® bei Produktwechsel und Scale-up mit Verfahrenstechnik, Produktentwicklung und Prozessoptimierung.
Fertigung in Paderborn als Qualitätsfundament
amixon® entwickelt und fertigt ausschließlich im Werk Paderborn – mit größter Fabrikationstiefe und allen Komponenten aus Deutschland. Als zertifizierter Schweißfachbetrieb mit europäischen, japanischen und amerikanischen Qualifikationen konstruiert amixon® jeden Apparat als Unikat auf Basis der URS des Betreibers; die Qualitätskontrolle bleibt lückenlos im eigenen Haus, jede Spezifikation ist bis auf Bauteilebene belegbar. Diese Fertigungshoheit sichert zugleich die langfristige Versorgung: Jedes Bauteil ist auch Jahrzehnte später reproduzierbar nachfertigbar.
Service über den gesamten Lebenszyklus
Nach der Inbetriebnahme bleibt amixon® an der Seite des Betreibers: Regelmäßige Inspektionen und vorbeugende Instandhaltung sichern die Verfügbarkeit, auf Wunsch mit Predictive Maintenance. Ausgewählte Verschleißteile werden bereits mit der Erstauslieferung mitgeliefert; die meisten Ersatzteile lagern am Standort Paderborn, viele weitere in den Service-Stützpunkten in Japan und den USA – mit lebenslangem Ersatzteilservice, selbst wenn Originalzulieferer entfallen. Viele amixon® Maschinen sind seit über 30 Jahren täglich im Einsatz; Modernisierung und Nachrüstung halten sie auf dem Stand der Technik.