Bürkert individuell angepasst pharmazeutischer Prüfstand mit präziser Luftstromsteuerung für den Betrieb der Parsum-Sonde

Parsum-Sonden verwenden eine optische Technik, um die Schatten von Partikeln zu messen, die durch einen Schlitz an der Sondenspitze passieren und mit einem Laserstrahl beleuchtet werden.

Beim Einsatz von Fluidik sind oft individuelle Systemlösungen gefragt, bei denen nicht nur die Komponenten passen müssen, sondern auch deren Zusammenspiel. Typische Beispiele hierfür finden sich in Pharmaunternehmen, wenn es um Messtechnik geht, mit der Prozesse in der Arzneimittelproduktion analysiert und optimiert werden, bevor sie in Produktionsanlagen an anderen Standorten oder bei Auftragsherstellern übertragen werden.

Dabei sind auch die Anforderungen der Produktion unter Reinraumbedingungen und die Philosophie des „High Containment“ zu berücksichtigen. Mit Branchenkenntnis, Erfahrung, Engagement und Kooperationsbereitschaft können maßgeschneiderte Systeme entwickelt werden, die in der Praxis überzeugen. Im Folgenden wird ein Antrag eines großen deutschen Unternehmens der Pharmaindustrie beschrieben.

Um Prozesse an neue Produkte anzupassen oder auf andere Produktionssysteme übertragbar zu machen, werden in der Pharmaindustrie üblicherweise Parsum-Messungen eingesetzt, um die Anzahl der Partikel und deren Verteilung im weiteren Verlauf des Wirbelschichtgranulators zu ermitteln. korrekt. Ein solcher Prozess ist für die Tablettenherstellung unerlässlich. Nur so kann das Granulat richtig trocknen.

Geregelte Luftzufuhr für Sonde und Wirbelscheibe
Um die Partikel unter definierten Bedingungen in einer laminaren Strömung durch den Messspalt zu befördern, muss der Dispergierer der Sonde mit zwei definierten Luftströmen versorgt werden. Diese beiden Luftströme muss der Experte an die Bedingungen, unter denen die Sonde arbeitet, anpassen können. In einem Beispiel wurde eine Alternative gesucht, die sich von einem Reinraum aus über ein entsprechend ausgelegtes Panel bedienen lässt, sich selbst aber außerhalb befinden kann. Im Kontakt mit dem Bürkert-Innendienst-Mitarbeiter wurde der genaue Einsatzzweck erörtert.

Nach einem Gespräch über die Anwendung empfahl dieser aufgrund seiner Erfahrung einen Massendurchflussregler (MFC, Bild 2) mit direkt im Gerät integrierten Regler und Regelventil. Dieser regelt den Massendurchfluss von Gasen über einen großen Durchflussbereich und kann die im Messsystem benötigten Volumenströme von maximal 10 l/min oder maximal 40 l/min präzise liefern. Auch die Anpassung an unterschiedliche Granulate, die in der Anlage getrocknet werden, ist damit einfach realisierbar.

Reaktionsschnelle Regelung der Durchflussmenge
Direkt im Gasstrom befindet sich ein thermischer MEMS-Sensor, der bei der Durchflussmessung sehr schnelle Reaktionszeiten erlaubt, und ein direktwirkendes Proportionalventil gewährleistet als Stellglied eine hohe Ansprechempfindlichkeit. Der integrierte PI-Regler sorgt für ausgesprochen gute Regeleigenschaften mit deutlich kürzeren Ansprechzeiten als die üblicherweise verwendete Regelung über eine SPS. Die Regelung erledigt jetzt das „Kleinhirn“ im MFC. Da es sich um eine pharmazeutische Anwendung handelt, ist ein weiterer Punkt wichtig: Der hier eingesetzte MFC hat eine FDA-Zulassung, erfüllt also alle für die Branche notwendigen Qualitätsanforderungen.

Aber ein MFC allein ist noch kein Prüfstand. Schlussendlich setzten sich die Fluidikexperten mit ihrem Kunden zusammen und feilten gemeinsam an einer maßgeschneiderten Lösung, einem Komplettsystem für die Luftregelung und Spülung der Partikelsonde. In partnerschaftlicher Zusammenarbeit entstand schließlich eine kompakte Lösung, die eine präzise und reproduzierbare elektronische Regelung der Luftströme sowie die Steuerung der Sondenspülung unter High-Containment-Bedingungen garantiert. Alle benötigten Ventile, Druckregler und Massendurchflussregler wurden in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht (Bild 3). Selbstverständlich sind auch die Ventile und Sensoren aufgrund der eingesetzten Materialien für die pharmazeutische Anwendung ausgelegt.

So ist ein kompakter Schrank für die Versorgung der Parsum-Sonde mit geringen Abmessungen entstanden. Die gewünschten Luftströme lassen sich über ein Panel im Reinraum vorgeben (Bild 4). Eine einzige Zuleitung verbindet das Panel und die Technik im Reinraum mit der außerhalb platzierten Versorgungseinheit. Zur Verbindung genügt ein Schlauch, durch den die Leitungen für Licht, Luft, Daten und die elektrische Versorgung geführt werden.

Herausforderungen gemeinsam meistern
Die Software ermöglicht eine hohe Flexibilität des neuen Systems: Produktspezifische Rezepte für die Granulat-Trocknung können beispielsweise abgearbeitet werden und die Volumenströme während des Betriebs lassen sich protokollieren. Auch die ein oder andere Herausforderung, die sich während der Prüfstandentwicklung ergab, wurde gemeinschaftlich gemeistert.

So gab es zunächst Bedenken, dass die Druckstöße beim Spülprozess der Sonde mit immerhin 3 bar Eingangsdruck die MFCs stören könnten. Entsprechende Messungen zeigten jedoch, dass sich die Massendurchflussregler sehr schnell wieder „beruhigen“. Nach ca. 0,3 Sekunden stimmt die Durchflussmenge wieder. Dieses Praxisbeispiel zeigt, dass Bürkert durch sein breites Produktportfolio für viele verschiedene Kundenanwendungen eine passende Lösung hat.

Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter: https://www.buerkert.de/de/produkte/massendurchflussregler?n=1.

www.buerkert.com

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