Productie volledig in de hand
VEGA-sensoren laten in farmaceutische processen zien wat ze kunnen
De farmaceutische productie is divers - van massaproductie tot gepersonaliseerde geneesmiddelen en apparatuur voor eenmalig gebruik. Ongeacht de taak die op een bepaald moment aan de orde is, nemen de eisen aan de flexibiliteit, maar ook aan de traceerbaarheid hand over hand toe. Alleen sensoren die naadloos in de productie kunnen worden geïntegreerd en flexibel inzetbaar zijn, leveren de hiervoor noodzakelijke gegevens. Hoe dit in de praktijk werkt, laten de sensoren van VEGA zien.
In de biotechnologie en de farmaceutische industrie zijn hygiëne, reproduceerbaarheid en flexibiliteit beslissende factoren om efficiënt en betrouwbaar met een hoge automatiseringsgraad te produceren. Dit heeft ook gevolgen voor de gebruikte meettechniek. Deze moet niet alleen nauwkeurige en betrouwbare meetwaarden leveren, maar vooral ook flexibel inzetbaar zijn. Sensoren van VEGA voldoen in meerdere opzichten aan deze eisen. Ze hebben een lange levensduur, zijn extreem robuust en zijn in te passen in veel verschillende inbouwsituaties, zelfs in kleine tanks, bij roerwerken en/of verwarmingsspiralen.
Eenvoudige reiniging – betrouwbare processen
Voor complexe toepassingen met de hoogste eisen aan hygiëne, meetnauwkeurigheid en snelheid worden sensoren op basis van het modulaire systeem plics® toegepast. Dit systeem onderscheidt zich door zijn grote aantal verschillende bouwvormen en procesaansluitingen. Daarmee zijn de sensoren gemakkelijk in bestaande installaties te integreren. Voor de hygiënische en stabiele productie van werkzame stoffen biedt VEGA speciaal op de hoge eisen van de farmaceutische sector toegesneden materialen conform FDA, EG 1935/2004 en GB Standards. Het hygiënische design voldoet aan alle normen conform EHEDG en 3-A Sanitary. Qua constructie onderscheiden de sensoren zich door hun frontbondige procesaansluitingen en hun dichte, robuuste behuizing (IP69K). Uiteraard voldoen deze VEGA-sensoren met hun veilig beschermde afdichtingen, volledig metalen behuizing en met medium in aanraking komende oppervlakken met de geringe oppervlakteruwheid van slechts 0,38 µm aan de eisen in de farmaceutische industrie. Dit wordt continu gecontroleerd doordat alle productieprocessen regelmatig onder de loep worden genomen, inclusief controle van afzonderlijke exemplaren, zoals volgens de regels van GMP vereist is.
Zelfs in bedrijf kunnen de sensoren met vrijwel alle chemicaliën tot wel 2 uur lang bij 150°C conform CIP/SIP worden gereinigd. Dit geldt overigens zowel voor niveau- en druksensoren als voor niveauschakelaars. Daarbij spelen de sensoren zelf een belangrijke rol bij het voldoen aan hygiënisch veeleisende processen. Ze zorgen er in veel toepassingen voor dat water, logen, zuren of stoom met voldoende reserve in de voorraadtanks ter beschikking staan en de CIP-/SIP-processen op die manier probleemloos verlopen.
Complexe meetapplicaties
Meerdere toepassingsvoorbeelden laten zien waar de sensoren van VEGA in de farmaceutische en biotechnologische productie worden ingezet. Zo verzorgen ze bijvoorbeeld de niveau- en drukmeting bij de productie van enzymen, proteïnen en antistoffen. Voor de fabricage van geneesmiddelen zijn vaak cellen of micro-organismen nodig die eerst in bioreactoren moeten worden gecultiveerd. Hierbij is een hoge mate aan hygiëne vereist en de reactoren moeten optimaal kunnen worden gereinigd. Zelfs minimale verontreinigingen met andere organismen kunnen leiden tot een foutieve reactie.
Het gaat hierbij meestal om zogenaamde 'batch-fed' processen, waarbij de reactor één keer volledig wordt gevuld en pas na afloop van de reactie- of groeitijd weer wordt geleegd. Druk en niveau in de reactor moeten gedurende het hele proces continu worden bewaakt, om een eindproduct van hoge kwaliteit te kunnen verkrijgen. Hier wordt onder andere de radarsensor VEGAPULS 64 toegepast, die continu het niveau in de bioreactor meet. Als voordeel kan onder meer de frontbondig afgesloten antenne worden genoemd, die niet alleen optimaal te reinigen is, maar met name ook ongevoelig is voor de extreme omstandigheden tijdens de SIP- en CIP-processen. Een ander voordeel, dat vooral in de dagelijkse praktijk telt, is dat de reactor maximaal kan worden benut. Dat komt doordat er vrijwel tot aan de bovenkant van de tank kan worden gemeten.
Deze pluspunten heeft de sensor ook in WFI-opslagtanks, waar het juist op een contactloze niveaumeting aankomt. De radarsensor meet zelfs in kleine tanks tot aan de bovenrand. Zelfs door wisselende media en steeds veranderende procesomstandigheden laat de sensor zich niet van de wijs brengen. Een kleine openingshoek en de goede focussering van de sensor – op basis van de 80GHz-technologie – zorgen ervoor dat de sensor gemakkelijk kan worden uitgericht en resulteren zo als het ware in een precisielanding.
Ook de druksensor VEGABAR 83 wordt vaak in bioreactoren en de bijbehorende aansluitleidingen toegepast. Wat hier vooral van pas komt is zijn robuustheid, waaraan het gelaste, 50 μm dikke Alloy-membraan met aseptische procesaansluiting een wezenlijke bijdrage levert. Het membraan is bestand tegen de chemische reinigingscycli en de thermische schokken na de sterilisatie. Meetbereiken van -1 ... +1000 bar en procestemperaturen tussen -40 ... +200°C vormen geen probleem voor de sensor.
Ook bij het genereren van ultrapuur water (WFI) speelt de sensor een belangrijke rol. Het aqua purificata verdampt in de stoomafscheider en wordt aan de condensor toegevoerd. Het verdampen vindt plaats door middel van een warmtewisselaar, die met verzadigde damp wordt gevoed. De druk binnen de stoomafscheider moet constant worden gehouden om het maximale rendement te behalen. De elastomeervrije druksensor VEGABAR 83 meet de overdruk in de stoomfase en de gebruikte materialen reageren op geen enkele wijze met het ultrapure WFI-water.
Nieuwe sensoren voor een ongecompliceerde procescontrole
Maar in dit deel van het proces wordt ook de nieuwkomer onder de VEGA-sensoren toegepast. Voor standaardapplicaties of voor toepassingen waarin een hoge mate aan automatisering noodzakelijk is, ontwikkelde VEGA een nieuwe serie druksensoren met schakelfunctie (VEGABAR) en niveauschakelaars (VEGAPOINT). De sensoren zijn zeer compact, voldoen aan alle eisen van hygienic design conform EHEDG en 3A en zijn in overeenstemming met de specificaties van de FDA, EG1935/2004 en de GB Standards.
| Links | Midden | Rechts |
|---|---|---|
| Drukmeting en niveaudetectie in de stoomafscheider | Niveau- en drukmeting in de bioreactor tijdens de productie van enzymen, eiwitten en antilichamen | Niveaumeting en niveaudetectie in de reinigingsmiddeltank van het CIP-systeem |
Bij de nieuwe serie is gekozen voor communicatie via IO-Link, met behulp waarvan sensoren zeer eenvoudig kunnen worden vervangen, omdat alle instellingen in de IO-Link-master worden opgeslagen en automatisch in de nieuwe sensor worden geladen. Bovendien wordt naast de meetwaarde - bijv. druk - en schakelfunctie ook de temperatuur overgedragen. Nog een aspect: hoe flexibeler een productieproces is, des te eerder kunnen er verontreinigingen ontstaan. Daarom moeten alle procescycli naadloos traceerbaar zijn. Dankzij IO-Link kunnen niet alleen VEGA-sensoren in de installaties worden geïntegreerd, maar ook de gegevens die ermee worden verzameld, heel eenvoudig in bestaande bedrijfs- en laboratoriumsystemen.
Het in de stoomafscheider verdampte aqua purificata wordt in de condensor gecondenseerd tot ultrapuur water (WFI). In de condensor is een koeling geïnstalleerd, die de stoom koelt en zo laat condenseren. De toevoer van het koelmedium wordt in de leiding bewaakt. Een niveaudetectie waarborgt dat er voldoende condensaat aanwezig is om ervoor te zorgen dat er geen stoom direct in het circuit van de WFI-voorraadtank terechtkomt. De druksensor VEGABAR 29 meet de druk in de leiding waarin de verzadigde stoom zich bevindt.
Een andere sensor van de nieuwe serie – de druksensor VEGABAR 38 – wordt bovendien in toevoerleidingen van het verwarmingsmedium ingezet. Ook deze is uitgerust met de robuuste keramische CERTEC®-meetcel – lange standtijden zijn dus gegarandeerd. Maar de sensor onderscheidt zich ook door zijn eenvoudige bediening dankzij VDMA-menustructuur en geïntegreerd display. Dit is met name met het oog op de flexibiliteit een belangrijke factor, bijvoorbeeld om zonder moeite gegevens uit het lopende proces te verkrijgen.
En ook de VEGAPOINT 21, een capacitieve niveauschakelaar, wordt in dit proces toegepast: hij meet het schakelniveau in de stoomafscheider. Ook hierbij gaat het om een nieuwe productserie van VEGA, die niet alleen opzien baart door zijn betrouwbare schakelgedrag bij water en stoom. Deze niveauschakelaars zijn - evenals de hierboven genoemde VEGABAR-serie - uitgerust met een 360°-statusweergave. Zo kan de toestand van de sensor zelfs van een afstand uitstekend worden waargenomen. Dit brengt vooral in onoverzichtelijke installaties grote voordelen met zich mee.
Vooruitzicht
Ten slotte mag een voorbeeld met een drumcoater niet ontbreken. Via sproeiers wordt de lak of de werkzame stof in de trommel gespoten en daar gelijkmatig verdeeld. Een betrouwbare niveaumeting is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat er voldoende suspensie in de voorraadtank aanwezig is om de tabletten van een coating te voorzien. Terwijl de VEGAPULS 64 in de voorraadtank van de trommel wordt toegepast en daar direct de meetwaarde weergeeft en via Bluetooth de tankinhoud visualiseert, dient de capacitieve niveauschakelaar van de nieuwe sensorserie VEGAPOINT 21 als overvul- en droogloopbeveiliging.
Het voorbeeld laat duidelijk zien hoe niveauschakelaars en -sensoren van VEGA in farmaceutische en biotechnologische processen probleemloos samenwerken. Ongeacht of het hierbij om complexe specificaties of om eenvoudige meetapplicaties gaat, kan de gebruiker vertrouwen op een betrouwbare, duurzame en flexibele oplossing.
