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Lohnhersteller müssen die Gratwanderung zwischen Flexibilität, Zuverlässigkeit und der besten Auslastung ihrer eigenen Anlagen sicher beherrschen. Dabei sind die hochspezialisierten Dienstleister darauf angewiesen, dass jedes Anlagenteil der oft hochkomplexen Produktion sicher arbeitet. Ajinomoto Bio-Pharma Services („Aji Bio-Pharma“) gilt als führender Anbieter von biopharmazeutischen Auftragsentwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen. Das Unternehmen mit Standorten in Belgien, den USA, Japan und Indien bietet dabei unterschiedlichste Entwicklungs-, cGMP-Fertigungs- und aseptische Abfülldienstleistungen für kleine und große Moleküle, APIs und Zwischenprodukte an. Es bedient sich dabei einer breiten Palette innovativer Plattformen und Funktionen für präklinische Studien und Pilotprogramme in kommerziellen Mengen, einschließlich der Biokatalyse, Corynex-Proteinexpressionstechnologie, Oligonukleotidsynthese, Antikörper-Wirkstoff-Konjugationen (ADC) oder der kontinuierlichen Produktion.
Unterstützung für biopharmazeutische Unternehmen
Der indische Standort in Visakhapatnam (Andhra Pradesh) existiert seit 2011. Die von der US-amerikanischen FDA zugelassene Produktionsstätte wurde auf der Grundlage der GMP-Betriebsstandards und Qualitätssysteme der belgischen Standorte von Aji Bio-Pharma entworfen und gebaut. Seitdem unterstützt das Werk weltweit führende biopharmazeutische Unternehmen mit seinen Produkten.
Seit gut sieben Jahren setzt man bei der Füllstandmessung in einer Anlage für Zwischenprodukte von APIs an mehreren Messstellen in Prozessreaktoren und Tanks auf die Messtechnik von Vega. Die Radarfüllstandmessgeräte Vegapuls arbeiten zwischen -25 bis +150 °C, erfüllen Atex-Anforderungen und kommen mit unterschiedlichen Prozessanschlüssen (50NB-/80NB-/100NB-Flansch) zum Einsatz.
Höchste Qualität bei Schaum und Turbulenzen
Die meisten der zu messenden Medien in der Anlage sind flüssig und aufgeschlämmt. Die korrekte Messung ist notwendig, um die strengen Qualitätsvorgaben an das Produkt einzuhalten und eine höhere Ausbeute zu erzielen. Ein zu hoher Füllstand würde zum Überlauf führen, ein zu niedriger würde Kavitation in der Pumpe bedeuten. Zudem ist der Füllstand ein wichtiger Parameter für einen effizienten Destillationsprozess. Die Bestimmung der Trennschicht hat unmittelbare Auswirkungen auf Qualität und Ausbeute.
Aufmerksam wurde Vikramsena Reddy, Projektmanager bei Ajinomoto Bio-Pharma Services, auf den Sensor vor rund sieben Jahren auf der Automation Expo in Mumbai. Längst hat der Vegapuls durch seine hohe Messgenauigkeit in der Praxis überzeugt. Die Umgebungsbedingungen sind nicht einfach und bieten eigentlich alles, was Messgeräten das Leben erschweren kann. So kommt es aufgrund der Rührwerke zur Schaumbildung und zu turbulenten Oberflächen, gleichzeitig gibt es Verschmutzungen, hohe Temperaturen und Vibrationen. Säuredämpfe kommen direkt mit dem Sensor in Berührung. Überdies müssen der Explosionsschutz (Zone 1) und SIL beachtet werden. Daher wurde der Prozess im Reaktorbehälter bislang manuell durch den Bediener überwacht.
Zuverlässigkeit durch größere Dynamik
Für die Radarmesstechnik entschied man sich aufgrund der hohen Genauigkeit im Vergleich zur Messung mit Ultraschall oder Differenzdruck. „Ich kenne keinen anderen Sensor, der in Bezug auf Genauigkeit mit dem Vegapuls mithalten kann“, so die Erfahrung von Vikramsena Reddy. Dies liegt vor allem am geringen Öffnungswinkel von 3°. Der Sensor misst – dank des fokussierten Messstrahls – innerhalb von einem sehr schmalen Radius. Auch die Rührwerke in den Tanks führen gerne mal zu Störsignalen, der Messstrahl des Sensors geht jedoch an solchen Rührwerken einfach vorbei. Produktablagerungen am Rührwerk oder an den Wänden der Behälter spielen ebenfalls keine Rolle. „Wir konnten dadurch die Ausbeute im Prozess erhöhen“, ergänzt Vikramsena Reddy. Die höhere Dynamik des Vegapuls führt zudem nicht nur zu einem genaueren, sondern auch zu einem zuverlässigeren Signal.
Insbesondere im Pharmabereich überzeugt zudem das berührungslose Messverfahren, da Verunreinigungen vermieden und damit die Qualität des Endproduktes nicht beeinträchtigt wird. Zum einen eignen sich Radarsensoren prinzipiell gut für die hygienische und sterile Wirkstoffproduktion, weil sie berührungslos messen und somit optimal hygienische Voraussetzungen erfüllen. Weiter bietet Vega speziell auf die hohen Anforderungen der Pharmabranche zugeschnittene Werkstoffe nach FDA, EG 1935/2994 und den GB-Standards. Das Hygienedesign erfüllt alle Standards nach EHEDG und 3-A Sanitary. Außerdem erfüllen diese Vega-Sensoren mit ihren speziellen Dichtungen, vollmetallischen Gehäusen und medienberührenden Oberflächen mit der geringen Rauigkeit von bis zu 0,38 µm alle Anforderungen der Pharmaindustrie. Dies wird kontinuierlich überprüft, indem regelmäßig alle Produktionsprozesse unter die Lupe genommen werden, inklusive einer Einzelstückprüfung, wie es nach den GMP-Vorgaben gefordert ist.
Zum anderen ist die frontbündig gekapselte Antenne mit ihrem dichten, robusten Gehäuse (IP 69K) optimal zu reinigen und selbst unempfindlich gegen extreme Bedingungen bei SIP- und CIP-Prozessen. Weitere Wartungsaktivitäten benötigt das Messgerät nicht.
Einfach und schnell anwenden
Ganz praktisch schätzt Vikramsena Reddy auch die Handhabung. „Die Installation ist wirklich einfach, der Sensor ist für jede Flanschgröße geeignet und vor allem der kleine Öffnungswinkel macht es möglich, den Sensor überall auf dem Tank zu installieren.“ Die Konfiguration gestaltete sich ebenfalls unkompliziert. In der Kombination mit Bluetooth kann der Anwender seine Plics-Sensoren aus sicherer Entfernung mit dem Smartphone oder Tablet konfigurieren und parametrieren. Auch Anzeige- und Diagnosefunktionen stehen hierbei zur Verfügung. Auf diese Weise können die Werte jederzeit und überall abgerufen werden. „Wir haben den Sensor über Bluetooth eingestellt und kalibriert, ganz ohne Hilfe von Vega“, erinnert sich Vikramsena Reddy, der es zudem außerordentlich praktisch findet, dass sich jedes Vega-Gerät auf die gleiche Weise einstellen ließ. Die Parameter lassen sich bei baugleichen Behältern quasi per Copy-and-Paste von Gerät zu Gerät übertragen.
Auch das geringe Gewicht des Sensors hat sich im Alltag bewährt. Und noch etwas erleichtert ihm die Arbeit: „Muss der Sensor getauscht werden, geht das ganz schnell.“ Außerdem hat Vikramsena Reddy überzeugt: „Wir hatten früher Geräte anderer Hersteller installiert, mit denen wir einige technische Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Konstruktion und der Konfiguration hatten. Es dauerte, bis wir Unterstützung erhalten haben. Ganz anders war das Vorgehen von Vega. Das Team kam direkt in unser Werk, verstand unsere Anforderungen und schlug gleich ein geeignetes Modell für diese Anwendung vor.“
Ausblick
Der Umstieg auf die Radarfüllstandmesstechnik von Vega hat sich aus Sicht von Vikramsena Reddy gelohnt. Neben der zuverlässigen Füllstandmessung ist nun eine exakte Trennschichtbestimmung möglich. Obwohl der Einbau in bestehende Behälter erfolgte, hielt sich der Kostenaufwand für den Flansch und die mechanischen Änderungen in Grenzen. „Wir konnten nach dem Einbau die Messstelle tatsächlich mehr oder weniger vergessen, auch die regelmäßigen Kalibrierungen entfallen“, äußert sich Vikramsena Reddy zufrieden und dies, obwohl einige der Medien stark säurehaltig sind.
Vega Grieshaber KG, Schiltach
Autorin: Sabine Mühlenkamp
Fachjournalistin für Chemie und Technik
Der Vegapuls 6X wurde nach der Cyber-Sicherheitsnorm IEC 62443 entwickeltFüllstandsensor: Cybersecurity
Entwickelt nach der Cyber-Sicherheitsnorm IEC 62443-4-2, erfüllt der Radar-Füllstandsensor Vegapuls 6X die höchsten Standards, die derzeit in der Prozessindustrie zur Verfügung stehen. „Messdaten jederzeit sicher zu nutzen, ist inzwischen eine der wichtigsten Anforderungen unserer Kunden“, sagt Florian Burgert, der die Konzeption des universellen Füllstandsensors ab Schritt 1 mitbegleitet hat. „Wir hören das aus beinahe allen Branchen.“ Für eine tiefgreifende Sicherheit müsse daher nicht nur die Anlage an sich sicher sein, sondern auch alle eingebauten Komponenten den Standards entsprechen. Gerade beim Thema Cybersicherheit geht es in der Industrie um Verlässlichkeit und darum, neusten Bedrohungen einen Schritt voraus zu sein. Mit der Zertifizierung nach IEC 62443 als Leitfaden wird Vega künftige Produkte von Beginn an nach allen bestehenden Sicherheitsanforderungen entwickeln. Schutzmaßnahmen werden konsequent ausgebaut, um auch in Zukunft die verlässliche Basis für einen sicheren Anlagenbetrieb zu schaffen.
