Batchverfahren

Das Batchverfahren ist ein Fertigungsverfahren, bei dem eine definierte Menge eines Produkts in einem Reaktor oder einer Prozessanlage in diskreten Chargen verarbeitet wird. Die Chargen durchlaufen nacheinander identische oder ähnliche Prozessschritte, wobei zwischen den Chargen Zeiten für Umrüstung, Reinigung und Qualitätskontrollen vorgesehen sind.

Charakteristisch ist die zeitliche Begrenzung der Ladung, der variable Durchsatz je nach Charge und der Bedarf an Chargenplanung, Materialfluss und Reinigungsprozeduren. Typische Schritte umfassen Befüllen, Reagieren oder Verarbeiten, Trennen und Aufarbeiten, sowie Entnahme der Endprodukte. Vor der nächsten Charge erfolgt oft eine Reinigung-in-place (CIP) oder Sterilisation-in-place (SIP).

Vorteile sind hohe Flexibilität, geringere Investitionskosten gegenüber kontinuierlichen Anlagen und gute Produktqualität durch Charge-nach-Charge-Parameter. Das Verfahren eignet sich für komplexe Reaktionen oder Produkte mit wechselnden Anforderungen. Nachteile sind geringere Auslastung und höhere Rüst- und Reinigungsaufwände, potenziell höherer Energie- und Wasserverbrauch sowie Herausforderungen bei der Skalierung und Prozessstabilität.

Anwendungen finden sich vor allem in Chemie, Pharmazie, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Biotechnologie. In regulierten Bereichen treten GMP-Standards in Kraft, wodurch umfangreiche Dokumentation, Qualifizierung und Validierung nötig sind.

Im Vergleich zu kontinuierlichen Verfahren arbeiten Batchprozesse nicht im Dauerbetrieb, sondern in diskreten Chargen. Sie bieten Flexibilität und Produktvariation, während kontinuierliche Verfahren hohe Durchsätze und stabile Produktion ermöglichen.

Beispiele: Herstellung eines pharmazeutischen Zwischenprodukts in einem Reaktor, gefolgt von Filtration, Trocknung und Abfüllung; oder Fermentation, die in Chargen durchgeführt und anschließend aufbereitet wird.