Behälterreinigung bei hohen Hygiene­ anforderungen

Bei der Arzneimittelherstellung ist Sorgfalt vonnöten, schliesslich hängen Gesundheit und Leben von der richtigen Wirkstoffzusammensetzung und der Vermeidung von Kontaminationen mit unerwünschten Substanzen ab. Produktionsanlagen und Behälter sind deshalb in vorgeschriebenen Intervallen nach jedem Produktwechsel, in teilweise recht aufwendigen Prozessen, nach exakt vorgegebenen Rezepturen akribisch zu reinigen. Als Spezialist auf diesem Gebiet gilt schon seit vielen Jahren die L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH (vgl. Firmenkasten 1), die sich mit ihren Maschinen und Anlagen für die pharmazeutische Industrie weltweit etabliert hat, angefangen vom Wiegen, Granulieren, Sieben und Mischen bis hin zum Filmcoating von Tabletten und den entsprechenden Reinigungsanlagen. Dazu gehört beispielsweise das Pharma Universal Reinigungssystem PUR (Bild 1). Dieses speziell für die Reinigung von Containern und Behältern ganz unterschiedlicher Grösse ausgelegte System überzeugt vor allem durch seine kompakte Bauweise.

Alles passt in einen kompakten Edelstahlschaltschrank
Alle Komponenten für die Förderung und Aufbereitung des Reinigungswassers sind innerhalb eines Edelstahlschranks untergebracht. Dadurch findet die kompakte Einheit problemlos im Waschraum Platz; Waschprozesse laufen dann rezeptgesteuert ab und werden automatisch dokumentiert. Für die komfortable Vor-Ort-Bedienung sorgt ein Touchpanel direkt an der Anlage.

In den Rezepturen für die unterschiedlichen Reinigungsprozesse und -schritte ist das Mengenverhältnis von Wasser und den laugen- oder säurebasierten Reinigungsmitteln hinterlegt. Üblicherweise liegt das Mischungsverhältnis zwischen 1 und 3%, wobei Reinigungslösungen aller pH-Stufen zum Einsatz kommen. Gleichzeitig sehen für viele Reinigungsschritte die Rezepturen auch bestimmte Temperaturwerte vor, damit der Prozess optimal ablaufen kann. Das heisst, zum einen muss in den PUR-Systemen die Wassermenge kontinuierlich erfasst werden, um die Reinigungsmittelpumpen entsprechend der Rezeptvorgaben zu regeln. Zum anderen muss auch die Temperatur gemessen und gegebenenfalls entsprechend nachgeregelt werden, um die in der Rezeptur vorgesehenen Mindest- oder Maximalwerte einzuhalten.

Ein Sensor misst Durchfluss und Temperatur
Hier gelang es, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen, denn beide Aufgaben können die FLOWave-Durchflussmesser Typ 8098 (Bild 2) von Bürkert übernehmen. Sie arbeiten nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves), nutzen also Oberflächenwellen zur Messung (vgl. Kasten). Ausserdem haben sie bereits einen Temperatursensor integriert. In den PURSystemen lässt sich dadurch ein Sensor einsparen. Diese Einsparung kommt nicht nur den kompakten Abmessungen der Anlage zugute, sondern reduziert auch die Teilevielfalt. Dies wiederum führt zum schnellen Erreichen der Hygieneanforderungen, weil ein Gerät weniger in die Reinigungszyklen einbezogen werden muss.

Mittlerweile konnte sich der Maschinenbauer L.B. Bohle im praktischen Einsatz von zahlreichen Vorteilen dieser Durchflussmesser überzeugen: Das SAW-Verfahren ist für den Hygieneeinsatz bestens geeignet, weil es keinerlei Einbauten oder Verengungen und damit auch keine Toträume im Messrohr gibt. Zudem findet die Messung ohne jeden Kontakt zwischen Sensorelementen und Medium statt. Es entstehen weder Fluideinwirkungen auf die Sensorelemente noch sind Verunreinigungen des Mediums durch diese möglich. Das ist hygienisch und erleichtert die Reinigung (Hygienic Design). Da sich das Messrohr strömungstechnisch nicht von jedem anderen geraden Rohrstück der Anlage unterscheidet, gibt es auch keinen Druckabfall. Die Messung funktioniert bei stehenden Flüssigkeiten ebenso wie bei schneller Strömung oder Strömungswechseln.

Die kompakte Grösse und das geringe Gewicht ermöglichen zudem eine unkomplizierte Installation im Schaltschrank (Bild 3). Bei einer Nennweite von 50 mm wiegt FLOWave beispielsweise nur rund 3,5 Kilogramm und kann leicht von einer Person montiert oder ausgetauscht werden. Die Einbaulage ist beliebig, sodass sich das Display gut lesbar justieren lässt und der Durchflussmesser bei der Inbetriebnahme für die Konfiguration gut zugänglich ist. Im laufenden Betrieb verbraucht der Durchflussmesser deutlich weniger Energie als beispielsweise Coriolis-Durchflussmesser, die obendrein meist auch deutlich grösser gebaut sind. Ausserdem sind keine Wartungsarbeiten notwendig, was die Betriebskosten bei den Anwendern der PURSysteme deutlich reduziert.

Genau und zukunftssicher
Das komplett aus Edelstahl gefertigte Durch-flussmessgerät misst den Volumendurchfluss mit einer Genauigkeit von 0,4 % des Mess-werts. Die Temperatur wird gleichzeitig mit einer Genauigkeit von ≤ 1 °C gemessen. Je nach Nennweite liegt der Nenndruck bei bis zu 40 bar. Der Temperaturbereich ist so ausgelegt, dass sowohl CIP- als auch SIP-Reinigungs­ verfahren durchgeführt werden können. Das Messgerät wird in den Rohrnennweiten DN15, DN25, DN40 sowie DN50 mit Rohren und Clamp-Anschlüssen nach ASME, ISO und SMS angeboten und kann prinzipiell auch ohne Display genutzt werden.

Neben der Messung von Volumen-durchfluss und Temperatur kann FLOWave weitere Messwerte, wie Dichtefaktor (zur Liquiderkennung)­ und akustischen Übertra-gungsfaktor (zur Gasblasenerkennung), er-mitteln. An Letzterem ist auch L.B. Bohle in-teressiert, um den Reinigungsprozess zu- künftig noch weiter zu optimieren.