Messgeräte in hygienischem Design

In der Pharma- und Pharmahilfsstoffproduktion wird die hygienische Gestaltung von Anlagen aus Kostengründen, aber auch aufgrund von Forderungen von Auslandsmärkten stetig wichtiger. Relevante Aspekte sind insbesondere beschrieben in EHEDG-, 3-A-, GMP-, FDA- und Pharmakopeia-Regelwerken. Nach diesen Richtlinien sind Gebäude und Produktionsanlagen so zu gestalten, dass ihr Betrieb nicht zu einer Verunreinigung des hergestellten Produktes beiträgt. Alle Flächen sowie deren Verbindung müssen so gefertigt sein, dass sich keine organischen Stoffe festsetzen können. Die Verbindungen müssen so konzipiert sein, dass vorstehende Teile, Leisten und versteckte Ecken auf ein Mindestmaß beschränkt sind. Die Flächen müssen leicht zu reinigen und, falls erforderlich, zu desinfizieren sein (Abb. 1). Speziell für Messsysteme galt bislang häufig: Während produktberührende Komponenten wie Sensoren mit hygienischem Design entwickelt und angeboten wurden, waren Messgeräte meist nur in Standardausführung für die allgemeine Industrie verfügbar und wurden unverändert in hygienisch anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt. Die Geräteauswahl erfolgte vor allem aufgrund von Eigenschaften wie Messgenauigkeit und Funktionsumfang. Hygieneanforderungen konnten mangels geeigneter Geräte oft nur eingeschränkt erfüllt werden. Bei Bedarf wurden unter Hygieneaspekten an sich ungeeignete Geräte in hygienisch gestaltete Zusatzgehäuse eingebaut, was einerseits kostenintensiv war und andererseits zu Einschränkungen bei der Bedienbarkeit und dem Gebrauchsnutzen, zum Beispiel Ablesbarkeit von Messwerten, führte.

Knick bietet für die im Prozess häufig benötigte Messparameter pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoff Geräte, die hygienischen Anforderungen gerecht werden. Die Geräte der Reihe Protos 3400S (Abb. 2) können direkt in Räumen und Anlagen eingesetzt werden, in denen leichte Reinigbarkeit gefordert ist. Darüber hinaus zeichnet sich die Geräteserie dank modularem Aufbau durch eine hohe Flexibilität und großen Funktionsumfang aus. Protos 3400S-Geräte sind mit einem polierten Edelstahlgehäuse ausgestattet. Das IP 65-Gehäuse ist wasserdicht und hat keine Spalten oder Hinterschneidungen, so dass es sich leicht reinigen und desinfizieren lässt. Das Gehäuse ist zweiteilig ausgeführt: In der Gehäusetür befinden sich Tastatur und Display, auf der Innenseite ein Slot für Smart Media-Speicherkarten. Das Basisgerät enthält neben dem Netzteil die Standardstromausgänge und Schaltkontakte. Die beiden Gehäusehälften werden durch eine spaltfreie Dichtung gegeneinander abgedichtet. Das Gehäuse ist sowohl für Schalttafeleinbau als auch für Wand- oder Mastmontage geeignet.

Das Prozessmesssystem Protos lässt sich vom Anwender flexibel an die jeweilige Messaufgabe anpassen. Im Gehäuse stehen drei Modulsteckplätze zur Verfügung, mit denen sich das Gerät im Plug & Play-Verfahren flexibel ausrüsten, umrüsten oder erweitern lässt (Abb. 3). Genauso lässt sich die Gerätesoftware modular um spezielle Funktionen auch nachträglich erweitern. Nur die tatsächlich benötigten Hard- und Softwarekomponenten werden jeweils integriert. Bereits in der Grundausstattung bietet Protos galvanisch getrennte Messeingänge, zwei Stromausgänge und vier Schaltkontakte und sowie eine synchronoptische Darstellung der Sensordaten im Sensor-Netzdiagramm. Das VariPower-Weitbereichsnetzteil für Versorgungsspannungen von 20 bis 265 V AC/DC garantiert die universelle, weltweite Einsetzbarkeit und einen störungsfreien Betrieb auch bei Schwankungen der Versorgungsspannung.

Das transflexive, weiß hinterleuchtete Grafik-Display (240 x 160 Punkte) ist bei schwacher Beleuchtung und auch bei starkem Licht sehr gut ablesbar (Abb. 4). Die Bedienung orientiert sich an Windows-Standards und hat einen klaren Menüaufbau einschließlich Pull-Down-Menüs zur Parameterauswahl. Die Eingabetasten sind nur einfach belegt. Die Bedienführung ist streng logisch und Namur-gerecht, so dass sich der Anwender sofort zurechtfindet. Zwei Softkeys haben eine kontextabhängige Funktionalität, die jeweils im Display dargestellt wird. Sie ermöglichen einen komfortablen Umgang auch mit komplexeren Funktionen. Protos erlaubt es, individuell zugängliche Bedienebenen zu definieren, auf die per Passcode zugegriffen werden kann. So werden Bedienfehler vermieden und jeder Nutzer sieht genau die Funktionen, die er für seinen Aufgabenbereich benötigt. Eine Sprachumschaltung der Klartext-Benutzerführung ist für sechs Sprachen realisiert.

Die drei Modulsteckplätze können beliebig vom Anwender belegt werden, wobei typisch ein Messmodul verwendet wird. Bei erweiterten Anforderungen kann zusätzlich ein zweites Messmodul und/oder ein Kommunikationsmodul eingesetzt werden. Für spezielle Anwendungen sind auch drei Messmodule möglich. Module sind für die Messung des pH-Werts, der Leitfähigkeit und des gelösten Sauerstoffs verfügbar (Tabelle).

Die freie Kombination der verschiedenen Messmodule erlaubt ein breites Spektrum von Anwendungen. So ist beispielsweise die parallele pH-Wert- und Sauerstoffmessung in Fermentern mit einem Gerät problemlos möglich. Darüber hinaus sind spezielle Verrechnungsfunktionen von zwei Messgrößen in der Gerätesoftware implementiert (zum Beispiel Differenzbildung und Verhältnisbildung).

Über die Smart Media Card können Gerätekonfigurationen gespeichert und von einem Gerät zum andern übertragen werden. Eine wiederholte Parametrierung von Geräten für gleichartige Messstellen entfällt. Gespeicherte Parametersätze sind (fern)umschaltbar. Messdaten aus Messwertrecorder und Logbuch können auf der Speicherkarte gesichert werden. Die Gerätesoftware lässt sich via Smart Media Card aktualisieren.

E cav 201