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Pharmazeutische Herstellungsprozesse in Echtzeit überwachen

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22.05.2013 Eine besondere Herausforderung beim Einsatz prozessanalytischer Technologie ist die Suche nach geeigneten Zugangsstellen am Reaktor, um die Messtechnik im laufenden Prozess nutzbringend anzuwenden.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Das mit einem Liquisonic-Sensor ausgestattete Bodenablassventil ermöglicht die Prozessanalyse auch bei gering befüllten Reaktorgefäßen ohne zusätzliche Prozessanschlüsse.
  • Mess- und Analysensystem der Reihe Liquisonic liefern zum einen präzise Daten über die Konzentration und Dichte in Flüssigkeiten. Zum anderen detektieren die Liquisonic-Systeme Phasenübergange, um Phasentrennprozesse in Behältern und Rohrleitungen genau zu steuern. Ein weiterer Anwendungsschwerpunkt ist die Reaktionsverfolgung bei Kristallisationen und Polymerisationen.

Eine besondere Herausforderung beim Einsatz prozessanalytischer Technologie ist die Suche nach geeigneten Zugangsstellen am Reaktor, um die Messtechnik im laufenden Prozess nutzbringend anzuwenden. Hierzu entwickelte Sensotech in enger Kooperation mit dem Ventilhersteller Schuf die Lösung: Multiprobe. Das mit dem Liquisonic-Sensor ausgestattete Bodenablassventil ermöglicht die Prozessanalyse auch bei gering befüllten Reaktorgefäßen ohne zusätzliche Prozessanschlüsse.

Der Bedarf an prozessanalytischer Technologie (PAT) zur Optimierung pharmazeutischer Herstellungsprozesse ist in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen. Grund ist der beachtliche Nutzen, der mit der Echtzeit-Reaktionsüberwachung verbunden ist. So kann auf Abweichungen von Referenzwerten sofort reagiert werden, indem Prozesseinstellungen geändert werden. Dadurch lassen sich Fehlchargen vermeiden, Kosten senken und die Produktqualität sichern. Zusätzlich reduzieren sich sowohl der Aufwand für Probenentnahmen und -analysen als auch der Verbrauch von Energie und Material.

Prozessüberwachung in Echtzeit
Um die ablaufenden Reaktionen in Echtzeit zu erfassen und damit eine unmittelbare Überwachung der Prozessparameter zu ermöglichen, wurde mit der Produkt-serie Liquisonic eine Reihe von zuverlässigen Mess- und Analysensystemen entwickelt. Diese liefern zum einen präzise Daten über die Konzentration und Dichte in Flüssigkeiten wie Lösemittel, Nährlösungen, Emulsionen oder Suspensionen. Zum anderen detektieren die Liquisonic-Systeme Phasenübergange, um Phasentrennprozesse in Behältern und Rohrleitungen genau zu steuern. Ein weiterer Anwendungsschwerpunkt ist die Reaktionsverfolgung bei Kristallisationen, zum Beispiel im Fall von Wirkstoffen oder Nährlösungen.

Ein Liquisonic-System besteht aus einem oder mehreren Sensoren und einem Controller. Die Sensoren sind robust sowie korrosionsbeständig und arbeiten wartungsfrei. Als Auswerteeinheit dient der Controller, der die gewonnenen Messwerte visualisiert, lückenlos dokumentiert und an das Prozessleitsystem weiterleitet.

Ablassventil und PAT vereint
Die Ultraschall-Sensoren werden direkt in die Rohrleitung oder den Behälter eingebaut. Der direkte Zugang zum Reaktorgefäß kann von oben oder unten erfolgen. Bei kleinen Chargen kann jedoch der Zugang von oben ein Problem darstellen, da der Behälter nicht komplett gefüllt ist. Als Hersteller von Ablassventilen hat Schuf sein herkömmliches Bodenablassventil mit der prozessanalytischen Liquisonic-Technologie kombiniert. Dazu wurde der Sensor in den Ventilkegel integriert, so dass ohne zusätzlichen Prozessanschluss direkt im Behälter gemessen werden kann. Ergänzend zur Konzentrationsmessung sind im Sensor zwei Pt1000-Temperatursensoren integriert.

Die unter der Bezeichnung Multiprobe angebotene Kombination aus Sensor und Ventil ist eine Ideallösung für prozessanalytische Anwendungen in der pharmazeutischen und feinchemischen Industrie. Im Rahmen der Produktentwicklung wurde eng mit dem Pharmaunternehmen Pfizer zusammengearbeitet, in dessen Anlagen sich Multiprobe erfolgreich bewährt hat. Von unten in den Behälterboden eingebaut, können so die Produktdaten auch bei geringem Behälterfüllstand überwacht werden. Das Verarbeiten der gewonnenen Messwerte erfolgt mit der Liquisonic-Controller-Hard- und Software. Diese Messwerte können in vollem Umfang einem Prozessleitsystem zur Verfügung gestellt werden.

Prozessbedingungen berücksichtigt
Mit der Integration von Prozessanalysentechnik in die Armatur entfällt die Erfordernis, vorhandene Reaktorbehälter umbauen zu müssen. Multiprobe ist somit eine kostengünstige Lösung, die das Implementieren von prozessanalytischer Technologie sowohl in vorhandene als auch in neue Reaktoren zulässt. Aufgrund der spezielle Konstruktion des Multiprobe-Ventils kann die Prozessflüssigkeit nicht nach unten entweichen. Bei Bedarf kann der Sensor zwischen den einzelnen Chargen schnell und einfach entfernt werden, ohne das Ventil vom Behälter abmontieren zu müssen. Bei der Fertigung des Multiprobe Ventils steht eine große Auswahl an Spezifikationen zur Verfügung. Hierzu gehört unter anderem ein breites Spektrum an Antriebstypen, Größen, Zubehör und Materialien wie Edelstahl, Hastelloy, Emaille- und PFA-Beschichtung.

 

ZUR TECHNIK
Auf einen Blick: Die Vorteile von PAT

PAT reduziert die Produktionszykluszeiten durch Online- oder Inline-Maßnahmen und -Steuervorrichtungen. Durch die kontinuierliche Qualitätssicherung in Echtzeit mit Echtzeit-Freigabe werden Ausschuss und Wiederverarbeitung deutlich reduziert. Der erhöhte Automatisierungsgrad führt zu einer Verbesserung der Bedienersicherheit und vermindert menschliche Irrtümer. Energie- und Materialausnutzung werden verbessert und die Kapazität gleichzeitig erhöht. Aus kontinuierlichen Prozessen resultiert eine verbeserte Effizienz und Beseitigung der Variabilität.

 

Hier lesen Sie mehr zum Thema PAT

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Heftausgabe: Mai 2013
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Über den Autor

Rebecca Dettloff, Marketingleiterin, Sensotech, Holger Müller, Vertriebsleiter Europa, Schuf Chemieventile
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