Ausgabe 2 / 2012 Sonderheft Prozessindustrie - technik + EINKAUF
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Einkaufshelfer Bild links: Linearer AZO Componenter zur automatischen Chargeneinwaage. tungslos waren. Zur Auswahl stehen drei verschiedene Anlagenkonzepte: pneumatische Saugwiegesysteme, Containersysteme und Hybridsysteme. Grundsätzlich ist es wichtig, ob es sich beim Mischprozess um einen Batch- oder Kontiprozess handelt. Immer wenn die Aufgabenstellung lautet, viele Schüttgutkomponenten vollautomatisch auf eine oder mehrere Abgabestellen wie Mischer, Kneter, Rührer, Dissolver oder Extruder zu fördern, sind die Saugwiegesysteme geradezu prädestiniert. Bei diesen Systemen unterscheidet man drei Varianten: Beim Einrohrsystem führt eine einzige Förderleitung von allen Produktaufgabestellen bis zur Förderwaage. Die Prozesssteuerung kompensiert die durch die verschiedenen Entfernungen bedingten, unterschiedlichen Produktnachläufe, dies erhöht die Systemgenauigkeit. Beim Mehrrohrsystem wird von jeder Produktaufgabestelle eine Förderleitung an eine Ventilweiche mit Frischluftventil geführt, die mit der Förderwaage verbunden ist. Dieses System hat den Vorteil, dass der Produktnachlauf ab der Ventilweiche sehr gering ist; so wird eine höhere Genauigkeit als beim Einrohrsystem erreicht. Das Zentralwiegesystem ist bei vielen Aufgabestellen und vielen Abgabestellen besonders geeignet und vereint Vorteile von Saugwiege- und Druckfördersystemen. „Wir haben die Erfahrung gemacht, dass Saugwiegesysteme wesentlich staubärmer arbeiten als Druckfördersysteme“, betont Dr. Uwe Bretschneider, Leiter Engineering und Technologie, Bahlsen GmbH & Co. KG. „der wesentlich verringerte Staubaustritt im Produktionsbereich wirkt sich sehr positiv auf die Vermeidung von Mehlstauballergien aus.“ Wenn die Anforderung an die Mischerbeschickung eine kontaminationsfreie Chargenbereitstellung beinhaltet und Bein Einrohrsystem führt eine Förderleitung von den Abgabestellen zur Förderwaage. Hybride Beschickung von Kontimischprozessen auch die Kriterien allergenfrei, halal oder koscher im Raum stehen, bieten sich ausschließlich Containersysteme an. Bei Systemen in linearer Anordnung, werden die Rohstoffe automatisch in einen Container eindosiert und gewogen, der auf einer fahrbaren Waage steht. Die Waage mit dem Container fährt die einzelnen Dosierstellen an und sammelt entsprechend der Rezeptur die Komponenten ein. Für flexiblere Aufgaben bieten sich statt einer linear fahrbaren auch ungebundene, fahrerlosen Transportsystemen an. Die Kleinstmengen können mit Hilfe des ManDos zum bedienergeführten, manuellen Wiegen, mit hoher Genauigkeit und exakt dokumentiert zugegeben werden. „Aufgrund des ausgeklügelten Konzeptes im Bereich der Rohstoffbereitstellung können wir auf jeden Rohstoff in der gewünschten Menge und der erforderlichen Genauigkeit automatisch zugreifen“, sagt Achim Rauch, Produktionsleiter und Leiter Herstellung HMG/sterile Lösungen, Fresenius Medical Care. Steht die Betriebsart des Mischers fest müssen weitere Kriterien genauer angeschaut werden. So sollte beispielsweise gesichert sein, dass bei einem Rezepturwechsel keine kritischen Komponenten verschleppt und eine Kontamination der nachfolgenden Chargen stattfindet. Nur so kann eine Produktsicherheit erhöht werden. Ein weiterer Faktor bei der Auswahl des richtigen Mischsystems ist die Durchsatzleistung, die vorab berechnet werden muss. Dann sollte der Mischertyp festgelegt werden. Sind die zu verarbeitenden Stoffe Pulver oder Flüssigkeiten, müssen sie im Vakuum gemischt werden oder atmosphärisch? Sichere, automatische Mischerbeschickung mit Trockenstoffen und Flüssigkeiten. Bild rechts: Das AZO Shuttle- Dos zur schnellen und energieeffizienten Mischerbeschickung. Dazu kommen die gewünschten Mischfunktionen wie Mischen/Verschneiden, Dispergieren, Granulieren, Agglomerieren/Coaten oder Homogenisieren. Je nach gewünschter Funktion muss die Auslage des Mischsystems bestimmt werden und die Mischzeiten und Mischzyklus werden dadurch entscheidend beeinflusst. Entscheidend für die kontinuierlichen Prozesse ist, dass auch die Zuführung gravimetrisch, kontinuierlich durchgeführt wird. Regelgrößen können hier z.B. die Durchsatzleistung sein. Die Zuführung kann über Dosiersysteme wie AZODOS von AZO erfolgen, die entsprechend der Rezeptur in einem bestimmten Verhältnis einen kontinuierlichen Massenstrom erzeugen, der sich schnell und komfortabel über eine neuentwickelte Steuerung regeln lässt. Häufig müssen so viele Komponenten in einen kontinuierlichen Mischprozess eingebracht werden, dass diese physikalisch gar nicht über dem Einlauf angeordnet werden können. In solchen Fällen greift man auf Hybridsysteme zurück und kombiniert zum Beispiel batchweise arbeitende Saugwiegesysteme oder Containersysteme mit gravimetrisch, kontinuierlichen Dosiersystemen, die geregelt die kontinuierliche Zuführung übernehmen. Walter Sonntag, Bereichsleiter Marketing/Dokumentation AZO GmbH + Co. KG, Einkaufskriterien für Mischer ■ Gewünschte Mischfunktion - Mischen/Verschneiden - Dispergieren, fein verteilen - Agglomerieren/Granulieren - Coaten/Beschichten - Homogenisieren - Kneten, Auflösen ■ Betriebsart - Konti- oder Batchprozess - Teilchargenbeschickung ■ Mischertyp - Pulvermischer - Flüssigmischer - Vakuummischer - Atmosphärischer Mischer ■ Durchsatzleistung und Batchgröße ■ Vermeidung von Kreuzkontamination - allergenhaltig/allergenfrei - halal, koscher 34 technik+EINKAUF · Prozessindustrie 02 2012
Technik Interview mit Werner Fink, dacore Datenbanksysteme AG Mobile Lösungen für Prüflabore Mit PDA und Smartphone Labore steuern Werner Fink, dacore Datenbanksysteme AG: „Wichtig sind eine gute Ergonomie und eine hohe Fehlertoleranz bei der Erfassung der Daten.“ Labormanagementsysteme müssen individuell angepasst werden. Dabei geht der Trend hin zu mobilen Lösungen, die arbeitsplatzunabhängig sind. Wir sprachen mit Werner Fink, Vorstand der dacore Datenbanksysteme AG, über die neuesten technischen Entwicklungen in der mobilen Datenerfassung. Labormanagementsoftware wird mobil. Ist das im Prüflabor noch die Ausnahme oder schon die Regel? Heute ist das eher noch die Ausnahme, wird aber zunehmend nachgefragt. Tendenziell dreht sich dabei im Moment eher alles um den Prüfling, die Prüfung und um die Anwendung im Labor selber. Sozusagen für das tägliche Prüfgeschehen. Die Kunden merken, dass sie hier mobile Funktionen berücksichtigen müssen, brauchen aber Orientierung und Aufklärung. Aufklärung inwiefern? Zum einen, was die Technologien betrifft, zum anderen aber auch in Bezug auf Machbarkeit und nicht zuletzt hinsichtlich der Veränderungen in den Prozessabläufen, die das Ganze mit sich bringt. Fragen, die da häufig gestellt werden beziehen sich auf die Art der mobilen Geräte, die eingesetzt werden sollen. Ob das Handscanner, PDAs, Tablett-PCs oder Smartphones sind, richtet sich letztlich nach dem Anwendungsbereich. Jedes Labor hat seine individuellen Abläufe zur Durchführung der Prüfungen: von der Fotodokumentation bis hin zur Prüflingslogistik, sprich Eingangserfassung, Zuordnung der Lagerorte oder Zustandskontrolle. Es gibt aber auch Kunden, die bereits genaue Vorstellungen von den Funktionen haben, beispielsweise die Messperipherie-Erfassung mit PDA. Warum jetzt auch mobile Technik im Prüflabor? Alle Daten der Prüflinge müssen in Prüfberichten dokumentiert sein. Nehmen Sie den Zustand von 250 Waschmaschinen. Üblicherweise werden die Daten per Hand auf A4-Blättern dokumentiert und später manuell im Rechner erfasst. Bei der zeitintensiven Doppelerfassung schleichen sich Fehler ein, der Ablauf verzögert sich, die Daten stehen erst zur Verfügung, wenn alles erfasst ist. Wenn Sie die Informationen mobil erfassen, sind alle Komponenten schnell und effizient über Barcode gescannt. Jeder kann an seinem Arbeits-platz sofort auf eine gemeinsame aktuelle Datenbasis zurückgreifen. Und nachvollziehen, wo welcher Prüfling gerade steckt und welche Prüfung dort gerade läuft. Der gleiche Prozess greift auch bei der kontinuierlichen Betriebsdatenerfassung im Verlauf der Prüfung selbst. Die Eingabe erfolgt direkt da, wo der Prüfling gerade ist. Zustände wie der Anlieferzustand sind einfach nachvollziehbar. Der „Stammbaum“, sprich die Historie eines Prüflings, ist damit absolut transparent, Übertragungsfehler werden vermieden. Wer etwas wissen will, hat alle Daten auf einen Blick. Für das Prüflabor bedeutet das unter anderem eine bessere Planbarkeit. Zukünftig werden alle Labor- Daten per WLAN auf einen Blick verfügbar sein. Werner Fink, dacore Datenbanksysteme Inwieweit kommt die mobile Technik den spezifischen Anforderungen der Nutzer an dieser Stelle entgegen? Daten können direkt und schnell dort erfasst oder geändert werden, wo sie anfallen. Und sie stehen genau da zur Verfügung, wo man sie braucht. Pro Anwendungsbereich und Aufgabenstellung gibt es eine große Bandbreite an Geräten. Zur Photodokumentation kann beispielsweise ein PDA mit integrierter Kamera verwendet werden. Schränkt der PDA wegen des kleinen Displays zu stark ein, können ein Tablet-PC und eine externe Kamera in das System eingebunden werden. Gleiches gilt für Smartphones. Wenn Sie bei der Prüflingserfassung RFID als Alternative zum Barcode einsetzen, können Sie damit auch Prüflinge orten. Wohin geht die Entwicklung? Die neuen Technologien bieten neue Möglichkeiten für die Softwareentwicklung in Bezug auf Bedienung und Steuerung. Das System der Zukunft ist stark auf den konkreten Anwendungsfall hin optimiert. Die Hardware wird immer erschwinglicher und lässt viel Flexibilität zu. Denken Sie zum Beispiel an Touchscreens, WLAN Verbindungen oder Sprachsteuerung. Damit lassen sich weitere Einsatzgebiete erschließen. Oft ist es eine Mischung: Funktionen, die für Tablet PC entwickelt wurden, können auch bei Smartphones verwendet werden, beispielsweise die aktive Benachrichtigung über Statuswechsel oder Fehlermeldungen. Für die Spracherkennung bei Statusinformationen haben wir bereits erste Anfragen. Wie sind Sie als Spezialist für Labormanagementsysteme auf die mobile Datenerfassung vorbereitet? Das Thema bewegt uns seit mehr als sechs Jahren. Nicht zuletzt haben wir Marktuntersuchungen und Diplomarbeiten initiiert, die sich damit beschäftigen. Beispielsweise, wenn es um die Akzeptanz von Benutzeroberflächen oder Technologievergleiche von Plattformen und Datenbanken geht. Die Erfahrungen aus laufenden Projekten zeigen, dass sich mobile Techniken in der Praxis hervorragend anwenden lassen. technik+EINKAUF · Prozessindustrie 02 2012 35
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Einkaufshelfer<br />
Bild links:<br />
Linearer AZO<br />
Componenter zur<br />
automatischen<br />
Chargeneinwaage.<br />
tungslos waren. Zur Auswahl stehen drei<br />
verschiedene Anlagenkonzepte: pneumatische<br />
Saugwiegesysteme, Containersysteme<br />
und Hybridsysteme. Grundsätzlich ist es<br />
wichtig, ob es sich beim Mischprozess um<br />
einen Batch- oder Kontiprozess handelt.<br />
Immer wenn die Aufgabenstellung lautet,<br />
viele Schüttgutkomponenten vollautomatisch<br />
auf eine oder mehrere Abgabestellen<br />
wie Mischer, Kneter, Rührer, Dissolver<br />
oder Extruder zu fördern, sind die Saugwiegesysteme<br />
geradezu prädestiniert. Bei<br />
diesen Systemen unterscheidet man drei<br />
Varianten: Beim Einrohrsystem führt eine<br />
einzige Förderleitung von allen Produktaufgabestellen<br />
bis zur Förderwaage. Die<br />
Prozesssteuerung kompensiert die durch<br />
die verschiedenen Entfernungen bedingten,<br />
unterschiedlichen Produktnachläufe,<br />
dies erhöht die Systemgenauigkeit. Beim<br />
Mehrrohrsystem wird von jeder Produktaufgabestelle<br />
eine Förderleitung an eine<br />
Ventilweiche mit Frischluftventil geführt,<br />
die mit der Förderwaage verbunden ist.<br />
Dieses System hat den Vorteil, dass der<br />
Produktnachlauf ab der Ventilweiche sehr<br />
gering ist; so wird eine höhere Genauigkeit<br />
als beim Einrohrsystem erreicht. Das<br />
Zentralwiegesystem ist bei vielen Aufgabestellen<br />
und vielen Abgabestellen besonders<br />
geeignet und vereint Vorteile von<br />
Saugwiege- und Druckfördersystemen.<br />
„Wir haben die Erfahrung gemacht, dass<br />
Saugwiegesysteme wesentlich staubärmer<br />
arbeiten als Druckfördersysteme“, betont<br />
Dr. Uwe Bretschneider, Leiter Engineering<br />
und Technologie, Bahlsen GmbH & Co.<br />
KG. „der wesentlich verringerte Staubaustritt<br />
im Produktionsbereich wirkt sich<br />
sehr positiv auf die Vermeidung von Mehlstauballergien<br />
aus.“<br />
Wenn die Anforderung an die Mischerbeschickung<br />
eine kontaminationsfreie<br />
Chargenbereitstellung beinhaltet und<br />
Bein Einrohrsystem führt eine Förderleitung<br />
von den Abgabestellen zur Förderwaage.<br />
Hybride Beschickung von<br />
Kontimischprozessen<br />
auch die Kriterien allergenfrei, halal oder<br />
koscher im Raum stehen, bieten sich ausschließlich<br />
Containersysteme an. Bei Systemen<br />
in linearer Anordnung, werden die<br />
Rohstoffe automatisch in einen Container<br />
eindosiert und gewogen, der auf einer<br />
fahrbaren Waage steht. Die Waage mit<br />
dem Container fährt die einzelnen Dosierstellen<br />
an und sammelt entsprechend<br />
der Rezeptur die Komponenten ein. Für<br />
flexiblere Aufgaben bieten sich statt einer<br />
linear fahrbaren auch ungebundene,<br />
fahrerlosen Transportsystemen an. Die<br />
Kleinstmengen können mit Hilfe des<br />
ManDos zum bedienergeführten, manuellen<br />
Wiegen, mit hoher Genauigkeit und<br />
exakt dokumentiert zugegeben werden.<br />
„Aufgrund des ausgeklügelten Konzeptes<br />
im Bereich der Rohstoffbereitstellung<br />
können wir auf jeden Rohstoff in der gewünschten<br />
Menge und der erforderlichen<br />
Genauigkeit automatisch zugreifen“, sagt<br />
Achim Rauch, Produktionsleiter und Leiter<br />
Herstellung HMG/sterile Lösungen,<br />
Fresenius Medical Care. Steht die Betriebsart<br />
des Mischers fest müssen weitere<br />
Kriterien genauer angeschaut werden.<br />
So sollte beispielsweise gesichert sein,<br />
dass bei einem Rezepturwechsel keine kritischen<br />
Komponenten verschleppt und eine<br />
Kontamination der nachfolgenden<br />
Chargen stattfindet. Nur so kann eine Produktsicherheit<br />
erhöht werden. Ein weiterer<br />
Faktor bei der Auswahl des richtigen<br />
Mischsystems ist die Durchsatzleistung,<br />
die vorab berechnet werden muss. Dann<br />
sollte der Mischertyp festgelegt werden.<br />
Sind die zu verarbeitenden Stoffe Pulver<br />
oder Flüssigkeiten, müssen sie im Vakuum<br />
gemischt werden oder atmosphärisch?<br />
Sichere, automatische Mischerbeschickung<br />
mit Trockenstoffen und Flüssigkeiten.<br />
Bild rechts:<br />
Das AZO Shuttle-<br />
Dos zur schnellen<br />
und energieeffizienten<br />
Mischerbeschickung.<br />
Dazu kommen die gewünschten Mischfunktionen<br />
wie Mischen/Verschneiden,<br />
Dispergieren, Granulieren, Agglomerieren/Coaten<br />
oder Homogenisieren. Je nach<br />
gewünschter Funktion muss die Auslage<br />
des Mischsystems bestimmt werden und<br />
die Mischzeiten und Mischzyklus werden<br />
dadurch entscheidend beeinflusst.<br />
Entscheidend für die kontinuierlichen<br />
Prozesse ist, dass auch die Zuführung gravimetrisch,<br />
kontinuierlich durchgeführt<br />
wird. Regelgrößen können hier z.B. die<br />
Durchsatzleistung sein. Die Zuführung<br />
kann über Dosiersysteme wie AZODOS<br />
von AZO erfolgen, die entsprechend der<br />
Rezeptur in einem bestimmten Verhältnis<br />
einen kontinuierlichen Massenstrom erzeugen,<br />
der sich schnell und komfortabel<br />
über eine neuentwickelte Steuerung regeln<br />
lässt. Häufig müssen so viele Komponenten<br />
in einen kontinuierlichen Mischprozess<br />
eingebracht werden, dass diese physikalisch<br />
gar nicht über dem Einlauf angeordnet<br />
werden können. In solchen Fällen<br />
greift man auf Hybridsysteme zurück und<br />
kombiniert zum Beispiel batchweise arbeitende<br />
Saugwiegesysteme oder Containersysteme<br />
mit gravimetrisch, kontinuierlichen<br />
Dosiersystemen, die geregelt die kontinuierliche<br />
Zuführung übernehmen.<br />
Walter Sonntag,<br />
Bereichsleiter Marketing/Dokumentation<br />
AZO GmbH + Co. KG,<br />
Einkaufskriterien für Mischer<br />
■ Gewünschte Mischfunktion<br />
- Mischen/Verschneiden<br />
- Dispergieren, fein verteilen<br />
- Agglomerieren/Granulieren<br />
- Coaten/Beschichten<br />
- Homogenisieren<br />
- Kneten, Auflösen<br />
■ Betriebsart<br />
- Konti- oder Batchprozess<br />
- Teilchargenbeschickung<br />
■ Mischertyp<br />
- Pulvermischer<br />
- Flüssigmischer<br />
- Vakuummischer<br />
- Atmosphärischer Mischer<br />
■ Durchsatzleistung und Batchgröße<br />
■ Vermeidung von Kreuzkontamination<br />
- allergenhaltig/allergenfrei<br />
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34 <strong>technik</strong>+<strong>EINKAUF</strong> · <strong>Prozessindustrie</strong> 02 <strong>2012</strong>
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