Coriolis-Massedurchflussmessung Branchenoptimierte Prozessmesstechnik für die LifeScience-Industrie

Autor / Redakteur: Christine Eckert / Anke Geipel-Kern

Endress+Hauser bietet für Bioprozesse ein komplettes Sortiment branchenoptimierter Messtechnik. Die Geräte wurden speziell für Anwendungen mit höchsten Ansprüchen an Hygiene und Design entwickelt – allen voran ein Coriolis-Massedurchfluss-Messgerät.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Der Trend hin zur Biosynthese ist in der Feinchemie und der Wirkstoffsynthese unübersehbar. Und mit der steigenden Zahl industrieller Bioprozesse wächst auch der Bedarf an MSR-Technik, die den hohen Hygienestandards und Sterilanforderungen der Branche genügt. Als Standard gewinnt mittlerweile der BioProcessing Equipment Standard immer mehr an Bedeutung. Der ASME BPE (siehe Hintergrund unten) ist in über 30 Ländern anerkannt und legt die Anforderungen u.a. an das Design des in der Biotechnologie eingesetzten Equipments fest. Jetzt hat Endress+Hauser erstmals ein Coriolis-Massedurchfluss-Messgerät auf den Markt gebracht, das als Einrohr-Edelstahlsystem den gewünschten Standards genügt.

Neue Einrohrtechnik

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Bisherige am Markt befindliche Edel-stahl-Einrohrsysteme sind in ihrer Prozessstabilität mit den hohen Anforderungen dieser Branche überfordert. Dass dies nicht so sein muss, widerlegt der Komplettanbieter für die Prozessindustrie mit diesem Gerät. „Beim Promass P Sensor haben wir es geschafft, die Leistungsfähigkeit der Edelstahl-Zweirohrtechnologie in ein Einrohrsystem aus 1.4435 zu implementieren“, sagt Udo Bosch, Produkt Manager Durchflussmesstechnik bei Endress+Hauser. Eine optimierte Rohrgeometrie soll u.a. für die gesteigerte Leistungsfähigkeit verantwortlich sein.

Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Geräten ist sein großer Temperaturbereich. Es trotzt Minusgraden bis –50 °C und hält Prozesstemperaturen bis +200 °C stand. Der Kunde kann seine Anlage ohne Einschränkung bei weit über 120 °C sterilisieren – und ohne Verzögerung mit kühleren Medien weiterarbeiten. Rekontaminationen können durch das hygienische Design ausgeschlossen werden.

Keine zusätzlichen Scherkräfte

Ein wichtiger Pluspunkt für Bioprozesse, die oft mit empfindlichen Säugerzellen arbeiten, die nicht beschädigt werden dürfen: Im Einrohrsystem treten keine zusätzlichen Scherkräfte auf. Die Förderung ist deshalb sehr schonend, zudem fällt auch der Druckverlust deutlich geringer aus.

Wichtige Kenngröße für Kunden der Biotech-Branche mit besonders hohen Anforderungen sind ein niedriger Delta-Ferrit-Gehalt (u.a. Gütefaktor für das Schweißverfahren) und eine geringe Oberflächenrauigkeit. „Wir sind stolz darauf, dass wir nun mit der neuen Generation Promass P einen Delta-Ferrit-Gehalt <1 Prozent und eine elektropolierte Oberfläche mit Ra ≤0,38µm gewährleisten können, natürlich inklusive offizieller Prüfbestätigung“, so Bosch. Möglich macht das der Einsatz moderner Schweißtechnologie, optimal ausgewählter Materialien und ein hoher Qualitätsstandard.

Pharmagerechte Dokumentation

Außer dem Massedurchfluss liefert das Coriolis-Messgerät dem Anwender weitere Prozessparameter frei Haus. Nebenprodukte der Massemessung sind Konzentration, Temperatur und Dichte. Erweiterte Diagnosefunktionen geben Auskunft darüber, ob mit dem Prozess alles in Ordnung ist.

Der Anwender kann z.B. ein Durchfluss- und Dichtefenster eingeben, Belagbildung oder Korrosion erkennen – äußerst nützliche Funktionen im Anlagenalltag. Das Gerät verfügt über eine garantierte Messgenauigkeit von ±0,1 Prozent. Die hohe Genauigkeit hilft, die Beschaffungskosten für Medien und Rohstoffe zu senken und den Prozess effektiv zu gestalten.

„Durch die sehr schnelle digitale Verarbeitung sind wir mit dem Promass P immer am Durchflusssignal, dass man hier fast von Echtzeit reden kann bis der verarbeitete Wert als Signal am Ausgang anliegt“, erklärt Bosch. „Dies bedeutet, dass der Anwender bei einem plötzlich auftretenden Problem sehr schnell reagieren kann, um nötige Gegenmaßnahmen einzuleiten.“

Standard mit Zukunft

Vor der Auslieferung wird jedes Gerät auf den akkreditierten Kalibieranlagen, die auf nationale Normale rückführbar sind, von Endress+Hauser gewissenhaft auf Herz und Nieren getestet. Auch eine pharmagerechte Dokumentation in Form eines Certificate of Compliance oder EN 10204 Inspection Certificate gehört mit zum Leistungsumfang.

Klaus Köhler, Branchenmanager Pharma bei Endress+Hauser betont: „Uns ist es gelungen, die hohen Anforderungen der LifeScience-Branche konsequent im neuen Promass P umzusetzen. Dabei diente die ASME BPE als Grundlage.“ Bei Endress+Hauser ist man nämlich überzeugt, dass ASME BPE der Standard der Zukunft sein wird. Bereits heute werden die entsprechenden Anforderungen an die Lieferanten weitergegeben.

Mit erheblichen Konsequenzen: Für den Messgerätehersteller bedeutet das eine strenge Ausrichtung sämtlicher relevanter Prozesse auf den Standard. Beispielsweise werden Material- und Konstruktionsempfehlungen sowie die vorgeschriebenen Toleranzen konsequent berücksichtigt. Die benötigten Oberflächenqualitäten sind meist bereits im Standard verfügbar. Über die FDA-Konformität hinaus werden bei allen relevanten Geräten mit Dichtungen von Endress+Hauser Class VI-getestete Kunststoffe und Elastomere eingesetzt.

„Dort, wo wir diese selbst verarbeiten, haben wir den Prozess der Verarbeitung in ähnlicher Weise validiert, wie es der Hersteller von Pharmazeutika tut, um sicher zum erwarteten Ergebnis zu gelangen“, erklärt Köhler. Sämtliche Eigenschaften werden bereits während der Fertigung der Feldgeräte dokumentiert und können dem Kunden auf Anforderung in Form einer ausführlichen Dokumentation zur Verfügung gestellt werden.

Hintergrund: Was genau ist ASME BPE?

In Ermangelung eines Standards für Konstruktionsmerkmale und Anwendungen für die Bioprozess-Industrie, fanden sich Anfang der 90er Jahre amerikanische Anlagenbetreiber, Konstrukteure, Anlagenbauer und sonstige Branchenexperten zusammen. Sie gründeten ein Komitee mit dem Ziel, die Anforderungen der aufstrebenden Bio-Branche zu definieren. 1995 war der erste Draft-Standard verfügbar.

In einzelnen Sub-Komitees wurden Themen behandelt, wie allgemeine Anforderungen, CIP- und SIP-fähiges Design, Abmessungen und Toleranzen, Materialverbindungen, Oberflächenbeschaffenheit, Dichtungen, etc. Die festgelegten Anforderungen gelten für alle produktberührenden Teile, die während des Prozesses mit Ausgangstoffen oder Zwischenprodukten in Kontakt kommen, sowie für alle Systeme, die ein Risiko während der Produktion bilden können, z.B. WFI-Systeme, Reinstdampferzeugung, Filtration und Kessel zur Aufbewahrung von Zwischenprodukten. 2007 steht eine überarbeitete Version an.

Die Autorin arbeitet als freie Fachjournalistin in Darmstadt.

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