• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Zur Hauptsidebar springen

Die Chemie Zeitschrift Österreichs

Das unabhängige Traditionsmagazin

  • Das Magazin
    • Über die Österreichische Chemie Zeitschrift
    • 120 Jahre
    • Abonnement
    • Mediadaten
    • Online-Archiv
  • Resorts
    • Forschung
    • Foto Freitag
    • Messe
    • Publikation
    • Personalia
    • Bildung
    • Termine
    • News-Archiv 2015
    • News-Archiv 2016
    • News-Archiv 2017
    • News-Archiv 2018
    • News-Archiv 2019
  • Studienführer Technische Chemie
  • Chemie-Lexikon
  • Links
    • L&B
    • labor
    • Kunststoff
  • Welkin Media Verlag
Aktuelle Seite: Startseite / News / Forschung / Industrie 4.0: SIEMENS mit Bioprozess Pilotanlage in Wien

Industrie 4.0: SIEMENS mit Bioprozess Pilotanlage in Wien

22. Juni 2016 von Florian Fischer

Die Entwicklung neuer Arzneimittel und Wirkstoffe ist kostenintensiv und zeitaufwändig. Zudem unterliegen die Herstellungsprozesse strengen gesetzlichen Vorschriften und müssen umfangreiche Qualitätsmerkmale erfüllen. Ob das fertige Medikament mit den zuvor definierten Produktmerkmalen übereinstimmt, wird üblicherweise erst am Ende der Produktion, in einem streng festgelegten Verfahren überprüft. Treten Abweichungen auf, wird die Charge nicht freigegeben. Rückrufaktionen und Lieferengpässe können die Folge sein. Dabei ist es oft schwierig, die Gründe für die Fehlproduktion zu eruieren, wodurch es zu wiederholten Verlusten kommen kann. Die Lösung dieses Problems liegt in der Digitalisierung der Produktionsanlage – und zwar über den gesamten Anlagenzyklus: Vom Engineering und Betrieb bis hin zur laufenden Optimierung.

Im Bioprozesslabor von Siemens Corporate Technology in Wien entwickeln Forscher derzeit intelligente Mess- und Automatisierungstechnik, um genau das stellvertretend für einen Bereich der Prozessindustrie zu verwirklichen. Das Labor ist mit einem Demonstrator ausgestattet, der sämtliche Abläufe einer realen Prozessanlage simuliert. Interessierte Anwender können so das Zusammenspiel von Siemens-SIMATIC-Produkten anhand der voll funktionsfähigen Minianlage live verfolgen.

Echtzeit-Qualitätskontrolle

Produktspezifikationen von Medikamenten werden üblicherweise anhand kleiner Chargen im Labor ermittelt. In der Serienproduktion können aber neue Bedingungen auftreten, die zuvor nicht absehbar waren. Will der Hersteller den Produktionsprozess anpassen, müssen selbst geringfügige Änderungen erneut bei der Behörde eingereicht werden. „Daher ist es wichtig, genau zu definieren, welche Parameter für die Produktqualität maßgeblich sind und wann und auf welche Weise sie kontrolliert werden können“, erläutert Laborleiter Martin Joksch den Hintergrund seiner Forschungsaktivitäten und fügt hinzu: „Unser Ziel ist, durch statistische und deterministische Modelle und Online-Optimierungsmaßnahmen die Prozessabläufe in der Pharmaindustrie effizienter und möglichst fehlerfrei zu gestalten.“

Rund acht Stunden dauert ein Fermentationsdurchgang mit Hefezellen.  | Foto: Pepo Schuster, austrofocus.at
Rund acht Stunden dauert ein Fermentationsdurchgang mit Hefezellen. | Foto: Pepo Schuster, austrofocus.at

Während der Fermentation erfassen die Forscher mithilfe von Sensoren und Analysegeräten Substanzeigenschaften, die die Qualität eines Bioprozesses maßgeblich beeinflussen. Dazu gehören beispielsweise pH-Wert, Sauerstoff- und Glucosegehalt sowie Temperatur. Darüber hinaus werden je nach Aufgabenstellung zwischen 100 und 2.000 Messwerte aus den Spektralanalysegeräten erfasst und analysiert. Auf dieser Datenbasis entwickeln die Forscher statistische Modelle, die vorhersagen, wie sich die Parameter bei unterschiedlichen Prozessbedingungen verändern werden. Diese Vorhersagetools bilden die Grundlage, um Herstellungsprozesse so zu steuern, dass die erforderliche Produktqualität jederzeit eingehalten werden kann.

Der gesamte Fermentationsprozess wird durch die Siemens-Steuerung SIMATIC PCS7 kontrolliert. Sie steuert die Pumpen, regelt Temperatur und pH-Wert und sammelt Messdaten. Zusammengeführt und analysiert werden die Messwerte der unterschiedlichen Analysegeräte auf der Datenplattform SIMATIC SIPAT. Mittels Prozessanalysetechnik werden Qualitätsvorgaben und kritische Parameter in Echtzeit überwacht. Tritt eine Abweichung auf, kann der Prozess ohne Betriebsunterbrechung nachjustiert werden. Der Vorteil liegt auf der Hand: Die Qualitätskontrolle findet nicht erst beim Endprodukt statt, sondern wird schon mehrfach im Prozessverlauf geprüft. Fehler können dadurch frühzeitig erkannt bzw. vermieden und die Chargen schneller freigegeben werden.

Automatisierung schafft Flexibilität

Neben der Prozesskontrolle ist die Anlagenplanung in der Pharmaindustrie ein wesentlicher Faktor, um Arbeitsabläufe zu optimieren. Künftig wird zudem der Trend zur personalisierten Medizin die Fertigung kleiner Serien forcieren. Maßgeschneiderte Medikamente könnten die Wirkung von Arzneimitteln vorhersehbarer machen und Nebenwirkungen minimieren. „Für die Produktionsprozesse bedeutet das, sie müssen erheblich flexibler werden. Der Schlüssel dafür liegt in der Automatisierung von Anlagen, die einen schnellen Wechsel von Rezepturen und Prozessfolgen ermöglicht“, erläutert Werner Schöfberger von der Siemens Division Process Industries and Drives.

Eine höhere Produktivität kann durch eine kontinuierliche Herstellung von Medikamenten in kompakten, geschlossenen Einheiten, mit hohem Automatisierungsgrad und wenig manuellen Eingriffen erzielt werden. „Anlagen könnten um mehr als ein Drittel besser ausgelastet und die Produktionskosten um zehn bis zwanzig Prozent gesenkt werden. Zusätzlich profitiert die Industrie von höherer Energieeffizienz, weniger CO2-Emissionen und geringeren Investitions- und Betriebskosten“, sagt Schöfberger. Noch steht die Digitalisierung im Pharmabereich am Beginn. Sie ist allerdings unabdingbar, um steigende Kundenerwartungen zu erfüllen und die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten.

Kategorie: Forschung Stichworte: Bioprozess, Forschung, Industrie 4.0, Siemens

Haupt-Sidebar

Die aktuelle Chemie

Newsletter

  • Unser Newsletter-Archiv

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Lebensmittel-&Biotechnologie und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Busch Austria baut Vakuum-Kompetenzzentrum
    am 30. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Das Spezialunternehmen für Vakuumpumpen, Gebläse und Kompressoren Busch Austria baut in Korneuburg ein Vakuum-Kompetenzzentrum. Busch und die Pfeiffer Vacuum Austria GmbH werden dort künftig gemeinsam Vakuumlösungen für österreichische Kunden […]

  • Magnetotaktische Bakterien reinigen kontaminiertes Wasser
    am 26. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es gelungen, uranhaltiges Wasser mittels magnetotaktischer Bakterien zu reinigen. Diese Bakterien binden Uran in der Zellwand und können aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften mittels Magneten […]

  • Semperit übernimmt RICO Group
    am 25. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Semperit übernimmt mit der Rico Group einen Anbieter von Silikonspritzguss-Werkzeugen und Produzenten von Liquid Silicone-Komponenten. Semperit setzt weiterhin auf den von Rico bereits eingeschlagenen Expansionskurs und führt daher den Bau der […]

  • AKMA-Servomotoren trotzen starker Washdown-Belastung
    am 24. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Der AKMA-Servomotor von Kollmorgen wurde speziell für Anwendungen mit mittelschwerer und schwerer Washdown-Belastung entwickelt. Er eignet sich für Präzisionsbewegungsanwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der […]

  • ALPLAindustrial – Verpackungen für die Industrie
    am 23. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die ALPLA Group intensiviert mit der neuen Marke ALPLAindustrial sein Engagement bei großvolumigen Kunststoffverpackungen für die Industrie. Durch die Einführung einer eigenen Recycling-Linie mit bis zu 100 Prozent PCR bietet das Unternehmen […]

  • Pseudouridin durch biokatalytische Synthese
    am 22. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Forschenden der TU Graz ist die Erzeugung des wichtigen mRNA Impfstoffbestandteil Pseudouridin mittels biokatalytischer Synthese gelungen. Die neue Methode erweist sich als effizienter, nachhaltiger und kostengünstiger als die bisher eingesetzte […]

  • AGRANA erweitert Produktionskapazitäten für technische Stärken
    am 19. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    AGRANA investiert 23 Millionen Euro in die Erweiterung der Produktionskapazitäten für technische Stärken am Produktionsstandort in Gmünd. Die Fertigstellung der neuen Anlage, mit der sich die Produktionskapazität von technischen Stärken um ein […]

  • infernum-Tag 2023: Kunststoffe und Umwelt
    am 19. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Der infernum-Tag am 02.06.2023 stellt sich der Frage, welches Potenzial Kunststoffe für die Gestaltung einer nachhaltigeren Zukunft haben. Im Rahmen der kostenlosen, digitalen Veranstaltung werden Ergebnisse und Perspektiven des Interdisziplinären […]

  • Mehrschichtverpackungen in Einzelstoffe trennen
    am 17. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    BASF, Krones, SÜDPACK und TOMRA erbringen Proof of Concept für geschlossenen Recyclingkreislauf PET-basierter Mehrschichtverpackungen. Bereits beim ersten industriellen Versuch gelang es in einer bestehenden Infrastruktur 69% der […]

  • Mit Plasma PFAS-Chemikalien beseitigen
    am 16. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Eine Plasmabasierte Technologie des Fraunhofer IGB und HYDR.O ermöglicht eine kostengünstige Beseitigung von toxischen PFAS Chemikalien. In den Versuchen mit Plasma ist es gelungen, die Molekülketten von PFAS im Wasser zu verkürzen - ein […]

Schlagwörter

ABB Aktuelle Nachrichten über BASF analytica Analytik Analytik Jena Automation Automatisierung Awards B&R Borealis BR CEM CO2 Danfoss Digitalisierung Endress+Hauser EndressHauser Evonik FCIO Festo Finance Forschung Foto Freitag FotoFreitag Hardware Industrie 4.0 Jubiläum Kreislaufwirtschaft Labor LANXESS Lenzing Messe Messe München MesseNews Nachhaltigkeit OMV Personalia Publikation Pumpen Recycling Shimadzu Software Studium TU Graz Webinar

Kategorien

Copyright © 2023 · WelkinMedia Fachverlag