Sichere Ansteuerung von Prozessventilen mit Ventilinseln

Pneumatische Steuerung Sichere Ansteuerung von Prozessventilen mit Ventilinseln

25.03.2010Redakteur: Anke Geipel-Kern

Pneumatische Automatisierungstechnik macht die Impfstoffproduktion sicher und minimiert den Wartungsaufwand. Das senkt auch die Reaktionszeiten, wenn es darum geht, die Produktionskapazitäten nach oben zu fahren.

Anbieter zum Thema

MASCHINENFABRIK GUSTAV EIRICH GMBH & Co KG

CAC ENGINEERING GMBH

Gericke AG

GlaxoSmithKline GmbH & Co. KG

Festo SE & Co. KG

Schaltschränke voller MPA Ventil-inseln: Sie steuern die Prozessventile an Zuleitungen zu den Ansatzbehältern in den verschiedenen Produktionsstufen an. (Bild: Bilder: Festo)

Auch wenn sich das H1N1-Virus nicht zu einer weltweiten Pandemie entwickelte, zeigte sich, dass Impfstoff-Hersteller in kurzer Zeit in der Lage sind, Millionen von Impfdosen bereitzustellen. GlaxoSmithKline Biologicals in Dresden (GSK) ist einer dieser reaktionsschnellen Hersteller. Pneumatische Automatisierungstechnik hilft dabei. Allein in Deutschland standen innerhalb weniger Wochen 50 Millionen Impfdosen gegen das H1N1-Virus zur Verfügung, von denen ein Großteil von GSK am Standort Dresden hergestellt wurde. Im Laufe der letzten beiden Jahrzehnte steigerte das Unternehmen die jährliche Impfstoffproduktion gegen Virusgrippen von zwei Millionen Spritzen im Jahr 1992 auf die heutige Kapazität von 70 Millionen Impfstoffdosen. 2007 erhielt das Werk als international erstes Unternehmen eine europäische Zulassung für seinen Influenza-Pandemie-Impfstoff. Ebenso wurde das Werk bei der amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA für den großen US-Markt zugelassen.

Gesamte Wertschöpfungskette

125 Millionen Euro nahm das Unternehmen in die Hand, um mit einem Neubau unweit der Dresdner Frauenkirche 2005 bis 2007 die Kapazitäten zu verdoppeln. Von der Wirkstoffherstellung über Abfüllung und Verpackung bis hin zur Qualitätssicherung hat GlaxoSmithKline am Standort des traditionsreichen Sächsischen Serumwerkes Dresden die gesamte Wertschöpfungskette unter einem Dach. „Ohne zuverlässige Automatisierungstechnik war an diese Produktionssteigerung bei hoher Qualität gar nicht zu denken“, erklärt Florian Köpsel, Ingenieur für Verfahrenstechnik im Technischen Service von GlaxoSmithKline in Dresden.

Der Grippe-Impfstoff enthält Antigene von drei zirkulierenden Virusstämmen gemäß der jährlichen Empfehlung der WHO. Zuerst werden im Labor die Viren angezüchtet und zu Saatlösungen vermehrt. Daraus stellt das Unternehmen mittels Bruteiern große Mengen an monovalenten inaktivierten Spaltviruslösungen, so genannte Monobulks, her.

Die sterilen Monobulks der drei Virusstämme werden inklusive Zusatzstoffen in einem definierten Verhältnis vermischt. Der entstehende Finalbulk wird in Fertigspritzen abgefüllt, länderspezifisch etikettiert und verpackt.

Die Herstellung des Impfstoffes dauert nahezu drei Wochen, wovon eine Woche für die Bruteibearbeitung, eine weitere Woche für das Aufreinigen und drei bis fünf Tage für die Inaktivierung des Virus notwendig sind.

Ergänzendes zum Thema

Pneumatische Steuerung

Prozessautomation mit Mehrwert

Pharmaunternehmen profitieren vom klassischen Festo-Know-how in der Fabrikautomation, da eine durchgängige Technologieplattform zur Verfügung steht. Alexander Riek, Process Application Manager, erklärt im Interview mit PROCESS, wie Modularisierung mehr Effizienz bringen kann.

PROCESS: Herr Riek, Festo ist Marktführer in der Fabrikautomation. Was haben Unternehmen der Prozessindustrien davon?

Alexander Riek: Sehr viel. Nach der erfolgreichen Herstellung pharmazeutischer Produkte schließen sich Abfüll- und Verpackungsanlagen in der Wertschöpfungskette an. Für solche Anlagen können Kunden aus 30 000 Festo-Produkten die passenden für höhere Effizienz, Produktivität und Maschinenverfügbarkeit auswählen. Die jahrzehntelange Erfahrung in der Fabrikautomation setzt Festo auch in Prozessindustrien erfolgreich um: Steuerungstechnik wird mit pneumatischen Antrieben für Armaturen verknüpft. So entsteht ein durchgängiges Automatisierungskonzept vom Prozessleitsystem über die speicherprogrammierbare Steuerung bis zur Feldebene – inklusive Diagnose, Safety-Lösungen und Ex-Schutz. Speziell Kunden aus den so genannten hybriden Branchen profitieren davon, auf eine durchgängige Technologieplattform setzen zu können.

PROCESS: 30 000 Automatisierungsprodukte? Verliert man da als Kunde nicht den Überblick?

Riek: Nein, denn Kunden werden ja bei der Auswahl nicht allein gelassen. Im Gegenteil: Beratung und Service gehören genauso in unser Portfolio wie qualitativ hochwertige Automatisierungsprodukte. Außerdem setzen viele Produkte auf gleichen technologischen Plattformen auf, sind kombinierbar und hoch modular.

PROCESS: Gerade die Modularisierung von Anlagen bietet Potenzial für höhere Effizienz. Wie verstehen Sie Modularisierung in diesem Zusammenhang?

Riek: Effizienter Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen erfordert in vielen Branchen ein flexibles Prozessdesign, reproduzierbare Qualität sowie klar definierte Schnittstellen. Dies gilt besonders für internationale angelegte Neuprojekte aber auch für das Anlagendesign selbst. Anlagen mit Modulcharakter ermöglichen einen ebenso modularen Projektierungsansatz.

PROCESS:Welche Auswirkungen hat die Modularisierung auf die Automatisierung?

Riek: Wirtschaftliches Automatisieren bedingt den Einsatz elektrischer und pneumatischer Funktionen – aufbauend auf einer klaren Trennung von Elektrik und Pneumatik. Diese Trennung bezieht sich jedoch häufig auch auf den Umfang der Projektpakete. Funktional zusammengehörige Anlagenteile und Systeme werden so getrennt, und es entstehen Schnittstellen, die paralleles Arbeiten an Projektpaketen erschweren. Moderne Automatisierungskomponenten ermöglichen einen übergreifenden Ansatz. Schnittstellen lassen sich so definieren, dass Module für die Projektierung einsetzbar sind. Subsysteme werden früh aus dem Kundenstandard in internationale Projekte eingeplant. Vorgefertigte Subsysteme werden funktionsgeprüft vor Ort in die Anlagenstruktur eingebaut und an die aufgebaute Infrastruktur angeschlossen.

PROCESS: Wie agiert Festo in solchen internationalen Projekten?

Riek: Kunden in den verfahrenstechnischen Industrien sollen sich voll auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren können. Festo stellt für internationale Projekte deshalb Teams aus Spezialisten zusammen, die ihr Know-how aus unterschiedlichen internationalen Festo-Standorten einbringen.

Ansteuerung der Prozessventile

Pneumatische Automatisierungstechnik hilft dem Impfstoffhersteller dabei, die Prozesse sicher und zuverlässig zu machen. Zur Ansteuerung der Prozessventile in den Herstellungseinheiten kommen zahlreiche CPV- und CPX/MPA-Ventilinseln zum Einsatz.

Über das elektrische Terminal CPX werden die Analogwerte für die Messtechnik und Regelarmaturen verarbeitet. Die CPX/MPA vereinen Steuerventile und analoge wie binäre E/As in einem Gerät, sodass nur ein Busknoten notwendig ist.

Die CPV-Ventilinseln bieten hohen Durchfluss auf kleinem Raum.

Der Feldbusknoten der kompakten Ventilinseln ist direkt in die elektrische Ansteuerung der Ventilinsel integriert und benötigt dadurch wenig Platz.

„Unser Know-how ist der Herstellungsprozess, nicht der Anlagenbau“, betont Köpsel, „Daher war es uns wichtig, dass die Anlagen zuverlässige und standardisierte Automatisierungs-Komponenten enthalten, um den Aufwand an Wartung möglichst gering zu halten.“ Die Betrachtung des Product Life Cycle spielte die wesentliche Rolle bei der Auswahl der Anbieter. Schulung und Wartung durch den Pneumatik-Hersteller waren ebenso ein Auswahlkriterium zugunsten der Ventilinseln von Festo.

* Der Autor ist Redakteur Internationale Fachpresse bei Festo AG & Co. KG

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