Anlauf LEDs,  Bild: Bürkert Fluid Control Systems

Als dezentrales Steuersystem zeigen die LEDs den Status der Prozessventile an. Bild: Bürkert Fluid Control Systems

| von Pauline Boyd, Bürkert Fluid Control Systems Australia

Die Firma Astrazeneca wollte ihre Produktionsanlagen für ein Medikament zur Behandlung asthmabedingter Symptome modernisieren. Ziel war es, die Produktionsprozesse am Standort in North Ryde, Australien, vollständig zu automatisieren sowie Effizienz und Sicherheit zu verbessern, und dies alles unter Einhaltung pharmazeutischer Standards. Das Projekt betraf drei Anlagen, in denen Batch-Prozesse mit hohem Verbrauch an Wasser für Injektionszwecke (WFI) laufen. Die Anlagen werden sowohl im CIP- als auch im SIP-Verfahren (Cleaning-in-Place und Sterilization-in-Place) gereinigt. 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.

„Mir war klar, dass Bürkert eine bessere Funktionalität und eine kürzere Installationszeit zu bieten hatte.“

Ryan Orbell, Segment Manager Hygienic, Bürkert Fluid Control Systems

Ryan Orbell, Segment Manager Hygienic, der beim Fluidik-Spezialisten Bürkert Fluid Control Systems 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 verringert die Verdrahtungs-, Installations- sowie Inbetriebnahmekosten und kann gleichzeitig mehr Informationen über den Produktionsprozess liefern.

Komponenten anpassen in einer Woche

Interessant war für den Medikamentenhersteller bereits beim ersten Gespräch die besonders helle optische LED-Anzeige an den Ventilsteuerköpfen, an denen der Anwender den Status auf einen Blick erkennt.

Produktion von sterilem Wasser, Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Die Produktion von sterilem Wasser für Injektionszwecke (WFI) wird von Ventilen mit hygienegerechten Membranlösungen geregelt. Bild: Bürkert Fluid Control Systems

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 Systemhäuser ermöglichen neue technische Lösungen von der Konzeption, Kalkulation und Entwicklung bis hin zur Montage und Erprobung. In diesem Fall entwarfen sie innerhalb einer Woche eine neue Platine und gaben sie als kundenspezifische Variante für die Steuerköpfe frei. Damit stellte das Unternehmen sicher, dass die farbige Statusanzeige dieser und künftiger Steuerkopf-Bestellungen zur übrigen Produktionsanlage des Betreibers passt.

Robolux-Ventil, Bild: Bürkert Fluid Control Systems
Beim Robolux-Ventil werden zwei unabhängig betriebene Ventile unter einer einzelnen Membran angebracht, was Platz spart. Bild: Bürkert Fluid Control Systems

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 fraglichen Steuerköpfe so konzipiert, dass sie auch in anderen Ventilgehäusen zuverlässig arbeiten. Das Design-Team von Astrazeneca wollte aber kein Risiko eingehen und verlangte deshalb vor einer endgültigen Entscheidung Zuverlässigkeitstests unter realen Betriebsbedingungen.

Zuverlässigkeit nachweisen

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 dokumentierte das Unternehmen den Zustand der Verschleißteile als schnellen Nachweis zunächst fotografisch, um die Beständigkeit der umgerüsteten Ventile zu belegen. Anschließend gingen alle Komponenten zusammen mit den detaillierten Testberichten und -ergebnissen wieder zurück an den australischen Anlagenbetreiber, sodass die Verantwortlichen vor Ort sich selbst von dem tatsächlichen Zustand überzeugen konnten.

Zwei wichtige Ziele bei der Modernisierung der pharmazeutischen Produktionsanlage waren die Reduzierung der Anzahl an Schweißverbindungen und die Minimierung des Totraums im System. Hierfür konzipierte und fertigte der Fluidikanbieter eine Reihe spezifischer Ventilblöcke.

Das Unternehmen setzte Robolux-Ventile ein, bei denen zwei unabhängige Ventilsitz-Schaltfunktionen mit nur einer Membran möglich sind. 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.

Kommunikation modernisieren

Ein Vorteil der Lösung war auch 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 Integration in die am gesamten Standort eingesetzten Siemens-Steuerungen gewährleistet.

Ein Sonderfall waren die bereits am Boden der Prozessbehälter angeschweißten Ventilgehäuse eines anderen Herstellers. Sie wurden mit den getesteten Steuerköpfen, Membranen und Antrieben ausgerüstet, damit 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.“ Der Betreiber brachte so seine Produktionsanlagen technisch auf den neuesten Stand, um die wachsende Nachfrage zu erfüllen.

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