Hohe Effizienz mit maßgeschneiderten Fluidik-Komponenten

Pharmaproduktionsanlage erfolgreich modernisiert.

Die Produktion von sterilem Wasser für Injektionszwecke (WFI) wird von Bürkert-Ventilen mit hygienegerechten Membranlösungen geregelt.

Pharmaproduktionsanlagen zu erweitern oder zu modernisieren ist eine komplexe Aufgabe, bei der unzählige Normen und Spezifikationen beachtet werden müssen. Gleichzeitig gilt es, eine hohe Anlagenverfügbarkeit im Blick zu behalten und das bei möglichst niedrigen Kosten für die Installation und die Inbetriebnahme. Gemeinsam mit einem erfahrenen Fluidik-Partner für die Prozessteuerung ist einem großen Pharmaproduzenten dieser Spagat gelungen.

Am Produktionsstandort von AstraZeneca in North Ryde, Australien, sollten die Produktionsanlagen für ein Atemwegsmedikament zur Behandlung asthmabedingter Symptome modernisiert werden. Ziel war es, die Produktionsprozesse vollständig zu automatisieren sowie Effizienz und Sicherheit zu optimieren, und das alles natürlich unter Einhaltung strengster pharmazeutischer Standards.

Batch- und Reinigungsprozesse automatisieren

Das Projekt betraf drei Anlagen, in denen Batch-Prozesse mit hohem Verbrauch an Wasser für Injektionszwecke (WFI) laufen und die sowohl im CIP- als auch im SIP-Verfahren (Cleaning-in-Place und Sterilization-in-Place) gereinigt werden müssen. Bei der Medikamentenproduktion wird aus dem Wirkstoff zusammen mit WFI und anderen Stoffen eine Arzneimittelcharge hergestellt. Danach wird die Anlage gereinigt und für die nächste Charge vorbereitet. Ryan Orbell, Segment Manager Hygienic, der beim Fluidik-Spezialisten Bürkert Fluid Control Systems (vgl. Firmenkasten) für den australischen Markt verantwortlich ist, erinnert sich: „Das Projekt war zwar bereits spezifiziert und veranschlagt, als wir davon erfuhren, aber mir war klar, dass Bürkert eine bessere Funktionalität und eine kürzere Installationszeit zu bieten hatte. Ich kontaktierte also das Projektteam bei AstraZeneca und erläuterte, wie eine deutlich effizientere Lösung aussehen könnte.“

Bei der anschließenden Besprechung stellte Ryan Orbell die Vorteile einer Lösung mit dezentraler Steuerung vor. Sie basiert auf intelligenten, automatisierten Ventilsteuerköpfen mit einem Feldbus-Kommunikationsnetz und kommt ohne pneumatische Ventilinseln aus. Ein solcher Systemaufbau minimiert die Verdrahtungs-, Installations- sowie Inbetriebnahmekosten und kann gleichzeitig mehr Informationen über den Produktionsprozess liefern.

Maßgeschneiderte Lösung mit applikationsspezifischen Anpassungen

Interessant war für AstraZeneca bereits beim ersten Gespräch die besonders helle optische LED-Anzeige an den Ventilsteuerköpfen, an denen der Anwender den Status auf einen Blick klar erkennen kann. Die standardmäßige Farbfolge passte allerdings nicht zu der am Standort bereits vorhandenen Benutzeroberfläche des SCADA-Systems. Ryan Orbell fragte deshalb beim Design-Team des Systemhauses in Deutschland nach, ob eine entsprechende Anpassung möglich wäre. Die Bürkert-Systemhäuser ermöglichen neue technische Lösungen von der Konzeption, Kalkulation und Entwicklung bis hin zur Montage und Erprobung. In diesem Fall konnten sie innerhalb einer Woche eine neue, maßgeschneiderte Platine entwerfen und als kundenspezifische Variante für die Steuerköpfe freigeben. Damit wurde sichergestellt, dass die farbige Statusanzeige dieser und künftiger Steuerkopf-Bestellungen zur übrigen Produktionsanlage von AstraZeneca passt.



Als dezentrales Steuersystem zeigen die LEDs den Status der Prozessventile klar und deutlich an.

Es gab aber noch weitere Herausforderungen zu meistern. So waren einige Ventile mit langen Lieferzeiten bereits bei einem anderen Hersteller bestellt worden. Zwar sind die Bürkert-Steuerköpfe so konzipiert, dass sie auch in anderen Ventilgehäusen zuverlässig arbeiten. Das Design-Team von AstraZeneca wollte bei einer so kritischen Applikation aber kein Risiko eingehen, und verlangte deshalb vor einer endgültigen Entscheidung aussagekräftige Zuverlässigkeitstests unter realen Betriebsbedingungen.



Farbige LED-Ventilstatusanzeigen wurden passend zur SCADA-Farbcodierung kundenspezifisch entwickelt.

Getestet und für gut befunden

Einige der bereits gelieferten Ventilgehäuse wurden als Muster nach Deutschland geschickt und dort mit Membran, Steuerkopf und Antrieb ausgestattet. In der nächsten Woche durchliefen die Ventile verschiedener Gehäusegrößen dann 50.000 Testzyklen. Danach wurde der Zustand der Verschleißteile als schneller Nachweis für den australischen Kunden zunächst fotografisch dokumentiert, um die Beständigkeit der umgerüsteten Ventile zu belegen. Anschließend gingen alle Komponenten zusammen mit den detaillierten Testberichten und -ergebnissen wieder zurück an AstraZeneca, sodass die Verantwortlichen vor Ort ihren tatsächlichen Zustand mit eigenen Augen beurteilen konnten. Der Projektingenieur des Capital-Engineering-Teams freute sich: „Nach Abschluss der Tests waren wir überzeugt, bei Bürkert Fluid Control Systems in guten Händen zu sein. Die Fluidik-Experten wissen, wie für Applikationen in der Prozessautomatisierung ein echter Mehrwert geschaffen werden kann.“

Zeit und Platz sparen

Ein wichtiges Kriterium bei der Modernisierung der pharmazeutischen Produktionsanlage war die Reduzierung der Anzahl an Schweißverbindungen und die Minimierung des Totraums im System. Hierfür konzipierte und fertigte Bürkert eine Reihe spezifischer Ventilblöcke, mit denen sich dieses Ziel erreichen ließ. Gleichzeitig erfüllten die Ventilblöcke alle für die Anlage geltenden Hygienestandards. Die Flexibilität bei der Entwicklung maßgeschneiderter Komponenten beeindruckte das Engineering-Team bei AstraZeneca. „Bürkert ist bei diesem ganzen Projekt sehr professionell vorgegangen“, ergänzt der Projektingenieur. „Es standen Standardprodukte für nahezu jeden Bedarf zur Verfügung. Beeindruckt hat uns auch die Fähigkeit, in einem so kurzen zeitlichen Rahmen auch kundenspezifische Produkte zu konzipieren und herzustellen.“

Auch bei der Optimierung des Platzbedarfs der Produktionsanlage konnten die Fluidik-Experten punkten: Beim Robolux-Ventil sind zwei unabhängige Ventilsitz-Schaltfunktionen mit nur einer Membran möglich. Das verringert den Platzbedarf, macht T-Adapter überflüssig und halbiert die Gesamtzahl der pro Sitz benötigten Membranen, Antriebe und Steuerköpfe, wodurch die Gesamtzahl der benötigten hygienischen Prozessventile sinkt.



Das Robolux-Ventil bietet eine Mehrwege-Mehrfachanschluss- Membranventillösung mit optimierter Leistung und Effizienz sowie geringeren Installationskosten.

Reibungslose Kommunikation

Ein weiterer Vorteil der Lösung war die Kompatibilität mit den vorhandenen Profinet-Komponenten der australischen Produktionsanlagen. Die Steuerköpfe bieten mehrere Kommunikationsalternativen, in diesem Fall fiel die Auswahl auf die Option AS-Interface. Somit war die perfekte Integration in die am gesamten Standort eingesetzten Siemens-Steuerungen gewährleistet. Kein Wunder also, dass sich AstraZeneca für die von Ryan Orbell vorgeschlagene dezentrale Automatisierungslösung entschied. Ausnahme waren lediglich die bereits am Boden der Prozessbehälter angeschweißten Ventilgehäuse eines anderen Herstellers, die mit den getesteten Bürkert-Steuerköpfen, 
-Membranen und -Antrieben ausgerüstet wurden, so dass jetzt alle Ventile in den modernisierten Prozessanlagen die gleichen Steuerungskomponenten haben.

Abschließend stellt Ryan Orbell fest: „Nachdem wir die gesamten Prozesssteuerungsausrüstungen für dieses Projekt geliefert und implementiert haben, sind wir auch bei anderen Projekten am Standort beteiligt. Dazu zählen eine WFI-Anlage, Reinstdampfprozesse, Stickstoffzufuhr und ein Projekt mit steriler Druckluft. Unsere Produkte sind jetzt in den Lösungsaufbereitungsanlagen und für alle Service- und Betriebsmittelapplikationen am gesamten Standort verbaut. Unsere erfahrenen Ingenieure haben jeweils eine Kombination aus Standard- und maßgeschneiderten Produkten realisiert, die in ihrem Zusammenwirken sehr effiziente und zuverlässige hygienische Prozesssysteme ergeben.“ AstraZeneca kann so seine Produktionsanlagen technisch auf den neuesten Stand bringen, um die wachsende Nachfrage nach seinen Produkten erfüllen zu können.

www.buerkert.de

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