Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 09/2017, 04.09.2017

Frisches Portfolio für – hygienische Prozesse

Bei der Herstellung von Lebensmitteln und Arzneimitteln sind Anlagenbetreiber mit stetig steigenden Herausforderungen konfrontiert. Eine Vielzahl an neuen Produkten für hygienische und sterile Applikationen hilft diese Anforderungen zu erfüllen.

Autor: Michael Weiß, Industry Manager Life Sciences and Food & Beverages

Bilder: Endress+Hauser

Mit dem innovativen pH-Sensor Memosens CPS171D, dem Sauerstoffsensor Memosens COS81D und dem Leitfähigkeitssensor Memosens CLS82D stehen für die wichtigsten, kritischen Messparameter Sensoren zur Verfügung, die sich durch besonders präzise und stabile Messwerte auszeichnen und den hygienischen und regulatorischen Anforderungen entsprechen. Sämtliche Sensoren basieren auf der digitalen Memosens-Techik. Diese digitalisiert den Messwert bereits im Sensor und überträgt die Information kontaktlos über Induktion an den Messumformer. Feuchtigkeit und Korrosion, die den Messwert verfälschen oder zum Ausfall der Messstelle führen könnten, haben keine Chance. Daraus resultiert maximale Sicherheit in der Datenübertragung, was die Verfügbarkeit der Messstelle und die Prozesssicherheit signifikant erhöht.

Kalibrieren und Regenrieren.

Des Weiteren speichern die digitalen Sensoren Kalibrier-, Sensor- und Prozessdaten. Dadurch lassen sie sich mit der Software Memobase Plus unter optimalen Bedingungen im Labor kalibrieren und regenerieren. Das erhöht nicht nur die Lebensdauer der Sensoren, sondern vereinfacht die Inbetriebnahme und Wartung deutlich und reduziert Prozessstillstände auf ein Minimum. Der Austausch vorkalibrierter Sensoren im Feld dauert dank Bajonettverschluss und automatischer Sensorerkennung nur kurze Zeit und die gespeicherten Daten lassen sich für vorausschauende Wartung und zur Prozessoptimierung nutzen. Neben der Kalibrierung erlaubt die Software Memobase Plus ein intelligentes Sensor- und Qualitätsmanagement und hilft so die Betriebskosten weiter zu senken.

Kompakte Bauform.

Alle Sensoren verfügen über eine kompakte Bauform und sind im 12-mm-Design mit PG-Verschraubung erhältlich. Sie eignen sich also sowohl für Labormessungen als auch für Technikums- und Produktionsanlagen. Durch den Einsatz der gleichen Technik lassen sich einheitliche Messergebnisse erzielen, was eine schnellere Übertragbarkeit vom Laborverfahren auf die grosstechnische Produktionsanlage erlaubt und eine optimierte Prozesssteuerung gestattet. Dabei können Anwender die Sensoren zum Beispiel in Benchtop-Fermentern entweder direkt einsetzen oder mit Hilfe von statischen oder Wechsel-Armaturen, wie der Unifit CPA442 oder der Cleanfit CPA875, einfach und sicher in Tanks und Rohrleitungen einbauen.

Einfache Kombination.

Die Memosens-Technik erlaubt die Kombination jedes Sensors mit jedem Mitglied der Messumformerplattform Liquiline: vom Einzel- bis zum Multiparametergerät, ob Feldgehäuse aus Edelstahl, Schaltschrankeinbau, einfaches Handmessgerät oder direkter Anschluss an einen Computer mit der Software Memobase Plus. Memosens und Liquiline bieten hohe Flexibilität bei Einbau und Integration in übergeordnete Prozessleitsysteme. Ausserdem erhöhen sie die Bediensicherheit durch ihre einheitliche, benutzerfreundliche Handhabung und Menüführung und reduzieren Lagerkosten dank identischer Hardwaremodule für die gesamte Plattform.

Experte für Zellkultivierung und Fermentationen.

Die Biotechnik ist das am stärksten wachsende Segment im Life Sciences-Bereich. Der Erfolg biotechnischer Prozesse wie Fermentation oder Zellkultivierung hängt stark davon ab, dass optimale Lebensbedingungen für die Mikroorganismen oder Zellkulturen herrschen. Die wichtigsten Parameter in Fermentationsprozessen müssen Unternehmen deshalb konsequent überwachen. Dazu zählt vor allem auch der pH-Wert. Denn eine maximale Ausbeute und Produkte in optimaler Qualität lassen sich nur in einem engen pH-Bereich erzielen. Mit dem speziell für Bioreaktoren entwickelten Sensor Memosens CPS171D ist jeder Batch zu jeder Zeit auf der sicheren Seite.

Das speziell für die hohen Anforderungen in Biotechprozessen entwickelte pH-sensitive Glas und das innenliegende Gel machen den pH-Sensor Memosens CPS171D widerstandsfähig und langzeitstabil. Auch nach Cleaning in Place (CIP), Sterilization in Place (SIP) und Autoklavieren bei bis zu 140°C liefert der Sensor zuverlässige und exakte Messwerte. Der Sensor hat ein pharmakonformes hygienisches Design und bietet alle erforderlichen Zulassungen und Zertifikate für hygienische Anwendungen und zu Biokompatibilität, wie zum Beispiel Zytotoxizität und Bioreaktivität nach USP Class VI. Der integrierte Druckindikator zeigt frühzeitig an, wann ein Sensortausch erforderlich ist. Mit Hilfe der Software Memobase Plus und den gespeicherten Prozess- und Kalibrierdaten können Anwender bewerten, ob der Sensor für einen weiteren Batch benutzbar ist.

Optischer Sauerstoffsensor.

Die Hauptanwendungen der Sauerstoffmessungen lassen sich generell in zwei Kategorien unterscheiden: Die Messung der Abwesenheit von Sauerstoff aus Sicherheitsaspekten und zum Schutz von Zwischen- und Endprodukten sowie die Messung der Konzentration des Sauerstoffs zur optimalen Prozessüberwachung und -steuerung. Die Sauerstoffkonzentration bestimmt massgeblich die Produktqualität und Ausbeute bei Zellkultivierungen und Fermentationsprozessen. Der Sauerstoffsensor Memosens COS81D basiert auf der optischen Fluoreszenzmethode und liefert präzise, stabile Messwerte selbst bei harten Prozessbedingungen wie CIP, SIP und Autoklavierung bis zu 140°C. Der Sensor verfügt über ein optisches Referenzsystem, das zur Selbstüberwachung einsetzbar ist. Dadurch lässt sich die Qualität des Messwerts über lange Zeit gewährleisten und Wartungsintervalle auf ein Minimum reduzieren.

Die Eignung für hygienische und pharmazeutische Anwendungen aller medienberührenden Materialien und des Sensordesigns hat der Hersteller durch umfangreiche Tests nachgewiesen. Alle notwendigen Konformitätserklärungen und Zertifikate sind erhältlich – zum Beispiel EHEDG, FDA und USP.

Ein weiterer Vorteil des Memosens COS81D ist die einfache Kalibrierung. Diese kann mit Hilfe des 100 Prozent sauerstofffreien, gebrauchsfertigen Nullpunktgels COY8 im Feld erfolgen oder lässt sich unter optimalen Bedingungen im Labor mit Memobase Plus durchführen. Beides erhöht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der gesamten Messstelle und erlaubt ein optimales Sensormanagement.

Mit der Einführung des Memosens COS81D stehen nun sowohl amperometrische als auch optische Sauerstoffsensoren für die Life-Sciences und Lebensmittelindustrie zur Verfügung. In etablierten Prozessen ist weiterhin der amperometrische Sensor COS22D mit seiner sehr linearen Messung nutzbar, während in Applikationen, bei denen ein geringer Wartungsaufwand entscheidend ist, der optische Memosens COS81D zum Einsatz kommt.

Der Alleskönner für kleine Rohrleitungen.

Die elektrische Leitfähigkeit ist der am häufigsten eingesetzte Parameter bei der Herstellung von Lebensmitteln und Arzneimitteln. Sie muss in einem weiten Bereich gemessen werden, von niedrigen Werten bei der Überwachung der Wassergüte oder bei Spülvorgängen mit Reinstwasser bis hin zu mittleren bis hohen Werten bei Konzentrationsmessungen und Phasentrennungen im Prozess. Sensoren mit vier Elektroden kompensieren Polarisationseffekte, die bei hohen Leitfähigkeitswerten auftreten und zu verfälschten Messergebnissen führen. Die Kompensation sorgt für konstant zuverlässige Werte über den gesamten Messbereich.

Die Besonderheit des Memosens-Sensors ist sein innovatives Sensorelement aus Keramik mit Platinelektroden. Der Vorteil dieser Materialkombination ist, dass Keramik und Platin ein ähnliches Verhalten bei Temperaturveränderungen aufweisen und sich dadurch gleichmässig ausdehnen beziehungsweise zusammenziehen. So entstehen keine Spalten. Damit haben Keime oder Wasser keine Chance einzudringen. Das hygienische Sensordesign garantiert nicht nur gute Reinigbarkeit, sondern sogar aseptische Hygiene. Der Sensor ist autoklavierbar sowie CIP- und SIP-beständig und sämtliche Zertifikate und Zulassungen für hygienische (EHEDG, 3-A) und pharmazeutische (FDA, USP, ASME BPE) Anwendungen sind verfügbar. Neue Massstäbe in Sachen Prozesssicherheit setzt der Sensor auch dank einer für den Memosens CLS82D entwickelten, innovativen Elektrodenverbindungsüberwachung. Sie sorgt dafür, dass der Messumformer sofort eine Meldung anzeigt, sollte je die Verbindung zwischen den Elektroden des Sensors und der Elek­tronik im Sensorkopf unterbrochen sein. Zusammen mit den erweiterten Diagnosefunktionen der Memosens-Technologie ist eine lückenlos sichere Überwachung der gesamten Messkette garantiert. Die Datenspeicherung mit Memosens unterstützt Unternehmen zudem bei der regelkonformen Dokumentation und Rückverfolgbarkeit der wichtigen Daten.


Weitere Informationen:
Endress+Hauser (Schweiz) AG
www.endress.com




Der Hersteller hat den pH-Sensor speziell für den Einsatz in Biotechprozessen entwickelt.