Reiner Stoff für langes Leben

Beständige High-purity-Produkte für Reinheit im Prozess

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23.11.2012 Bei Hilfsprozessen wie dem Handling von Reinigungschemikalien bestehen hohe Ansprüche an die Robustheit und Langlebigkeit von Regel- und Messtechnik. Hochreine Kunststoffarmaturen bieten für diese Anwendung eine effiziente und langlebige Lösung, die den Prozess sicher macht.

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Entscheider-Facts Für Planer

  • Dampfsterilisierung und der Einsatz ­aggressiver Chemikalien stellen sehr hohe Anforderungen an die Beständigkeit von Armaturen.
  • Kunststoffarmaturen haben eine höhere Chemikalienresistenz als vergleich­bare Edelstahlprodukte.
  • High-purity-Produkte haben ein tot­raumfreies Design, eine sehr glatte Oberfläche und geben keine Stoffe an die Umgebung bzw. in den Prozess ab.
  • In der Regel lassen sich Kunststoffprodukte schneller und einfacher verarbeiten und verschweißen, als solche aus Edelstahl.

Bei der Herstellung von Vorstoffen in der Pharma- und Biotechproduktion muss in den Anlagen absolute Sterilität herrschen. Um diese hohe Reinheit zu erreichen, kommen neben der üblichen Dampfsterilisierung bei Temperaturen von 120 bis 135 Grad Celsius mitunter sehr aggressive Chemikalien zum Einsatz. Das stellt sehr hohe Anforderungen an die Beständigkeit der Armaturen, die für das Handling dieser Reinigungschemikalien zum Einsatz kommen. Der Regeltechnik-Spezialist Gemü hat hochreine Kunststoffarmaturen in seinem Portfolio, die sich für diesen Einsatzzweck sehr gut eignen, da sie eine höhere Chemikalienresistenz bieten als vergleichbare Edelstahlprodukte, die wiederum in den meisten anderen Anwendungsfällen üblich sind.

Diese Regelarmaturen kommen meist nicht direkt in einer Produktionsanlage, sondern innerhalb von Hilfsprozessen zum Einsatz. Zu den Werkstoffen, aus denen die Produkte gefertigt sind, zählen beispielsweise Fluorpolymere wie PFA, das von der FDA zugelassen ist – ein wichtiger Faktor für die Pharmaproduktion. Die Produkte haben ein tot­raumfreies Design; die Werkstoffe bilden eine sehr glatte Oberfläche und geben keine Stoffe an die Umgebung bzw. in den Prozess ab.

Handling erleichtert durch hochreine Produkte

Klassischerweise kommen die Fluorkunststoff-Produkte des Herstellers vor allem für Nassprozessgeräte und Reinstwasser-Anlagen in der Halbleiterindustrie zum Einsatz, da die Pharmaindustrie eher konservativ ist und Produktionsanlagen oder Reinstwasseranlagen auch wegen der Sterilisiertemperaturen zumeist aus Edelstahl gebaut sein sollen. Doch für die Bereiche, in denen in der Herstellung von Pharma- und Biotech-Produkten solche Kunststoff-Armaturen zum Einsatz kommen, bieten sie den Kunden Kosten- und Handlingvorteile. Denn in der Regel lassen sich Kunststoffprodukte schneller und einfacher verarbeiten und verschweißen, als Edelstahlprodukte. Auch bei der Lebensmittel-Herstellung kommen die positiven Eigenschaften der Kunststoffarmaturen zum Tragen, die sie durch ihr Design, die Beständigkeit ihrer Werkstoffe und ihre hohe Lebensdauer bieten. Ein Beispiel ist hier die Abfüllung von Flüssigkeiten, bei der ein Ventil sehr häufig betätigt wird, dementsprechend langlebig sein muss und dabei keinerlei Stoffe in den Prozess abgeben darf.

Der Armaturenhersteller hat sich zudem weitere Anwendungsmöglichkeiten für seine hochreinen Produkte erschlossen: Bei der Produktion von Blutplasma kommen z.B. Filterpatronen zum Einsatz, die für diesen sensiblen Prozess von großer Bedeutung sind. Der Herstellung nachgelagert wird jeder einzelne dieser Filter auf seine Unversehrtheit getestet. Erst, wenn die Patronen den Test erfolgreich bestanden haben, wird die produzierte Charge an Blutplasma für den Verkauf freigegeben. Diese prozesskritischen Testanlagen setzen sich aus Kunststoffprodukten zusammen, unter anderem den Ventilen des Regeltechnik-Spezialisten. Die regeln hier beispielsweise die Versorgung mit den Prüfmedien, da sie sich durch ihre Reinheit und Beständigkeit für diesen Zweck besonders gut eignen.

Um auch in der Biopharmazeutika-Produktion jedwede Verunreinigung in zum Teil wechselnden Prozessen zu vermeiden, müssen die Prozessbehälter und Versorgungsleitungen in verschiedenen Fällen mit besonders aggressiven Chemikalien durchspült werden. Nur so lässt sich die notwendige Produktqualität und -reinheit erhalten. Auch hier sind die Versorgungsanlagen, die sogenannte technische Chemie, mit solchen Kunststoffkomponenten ausgerüstet.

Höhere Anforderungen bedingen bessere Ausstattung

Da viele Betreiber immer kürzere Reinigungszyklen fordern, kommen aggressivere und wirksamere Chemikalien zum Einsatz. Diese greifen die Werkstoffe der Anlage stärker an. Um den Wechselwirkungen mit dem Material zu begegnen, sind die Fluorpolymer-Komponenten eine sinnvolle Option. Sie sind beständig und erfüllen zudem die Reinheitsanforderungen. „Die Reinigungssysteme müssen auf der einen Seite reinigen, dürfen auf der anderen Seite aber nicht verunreinigen“, erklärt Burkhard Müller, Leiter des Fachbereichs Semiconductor/High Purity bei Gemü. „Mit unseren Systemen lassen sich diese Ansprüche erfüllen. Zudem kann der Betreiber die Anlage schneller und einfacher aufbauen, und das Gewicht verglichen mit Edelstahl-Komponenten ist mit den Kunststoffprodukten deutlich geringer.“

In der Regel kommt es bereits während der Planungsphase einer Anlage zur Zusammenarbeit der Ventilbauer mit den Anlagenkonstrukteuren. Dabei steuert der Armaturen-Spezialist meist nicht nur ein einzelnes Ventil oder Fitting bei, sondern liefert maßgeschneiderte Systemlösungen, die zum Beispiel aus Ventil, Regler und Durchflussmesser bestehen. Sie sind so aufgebaut, dass der Verbindungsaufwand möglichst gering ist. Noch in der Entwicklungsphase werden die Produkte mit Kunden gemeinsam in seine Anlage implementiert, um die passende Größe, die optimale Einstellung und weitere Faktoren zu eruieren, ehe Prototypentests folgen.

Neuer Standort für optimale Produktionsbedingungen

Der Hersteller hat die Produktion seiner High-purity-Produkte im September 2012 in der Schweiz von Rotkreuz ins benachbarte Emmen verlegt und dort zentralisiert. In dem neuen Werk wird auf derzeit insgesamt 5.300 m2 in Reinräumen bis zu den Klassen ISO 6 und GMP C produziert. Durch die Kapazitätserweiterung erfüllt der Produktionsstandort alle notwendigen Anforderungen für die Herstellung der Bauteile. „Präzision ‚Made in Switzerland‘ stellt für unsere Kuden bei ihrer Kaufentscheidung immer noch einen wichtigen Faktor dar“, erklärt Burkhard Müller. Die High-purity-Produkte werden weltweit vertrieben, wobei Asien ein klarer Wachstumsmarkt ist. „Und auch die Anlagen, die in Europa erbaut werden, gehen häufig zu Betreibern nach Asien“, berichtet Müller weiter. „Die Anforderungen der Kunden an Reinheit und Beständigkeit der Produkte sind trotzdem für jedes Ziel-Land nahezu die gleichen.“

Auf individuelle Anforderungen geht der Ventilspezialist ebenfalls ein. Die Kunden wünschen sich dabei in der Regel spezifische Adaptionen von Anschluss und Befestigung oder den Anbau von Mess- und Regeltechnik. Auch die Konstruktion von Mehrwege-Ventilblöcken wird häufig angefragt, um den logistischen Aufwand sowie die Baugröße zu reduzieren. Dazu kommen konkrete Forderungen nach Innovationen, um Wettbewerbsvorteile zu generieren: Die speziell weiterentwickelten Produkte sollen punktuell besser sein als die aus dem Standardprogramm des Herstellers; sie werden nach der gemeinsamen Entwicklung mit dem Kunden diesem zuerst zur Verfügung gestellt. Das schafft nicht nur ihm einen Vorteil gegenüber den Wettbewerbern; auch der Ventiltechnik-Hersteller gewinnt durch diese Zusammenarbeit einen Einblick in zukunftsträchtige Trends und lernt, seine Kunden und ihre Anforderungen besser zu verstehen. Bei Gemü machen innerhalb der High-purity-Produkte die Individuallösungen, die zuerst nur einem Kunden zur Verfügung stehen, bereits einen zweistelligen Prozentsatz aus – Tendenz steigend.

 

 

Heftausgabe: November 2012
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Tina Walsweer, Redaktion

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