Gli strumenti digitali di auto-monitoraggio sono essenziali per il funzionamento sicuro della produzione Industry 4.0. La nuova generazione del sistema con separatore a membrana WIKA offre un monitoraggio infallibile con il protocollo di comunicazione HART®, ideale per i processi igienico-sanitari dell’industria farmaceutica.
I sistemi con separatori a membrana sono gli strumenti di misura della pressione preferiti dall’industria farmaceutica, biotecnologica e alimentare. Questo perché il fluido pulito non entra mai in contatto con i meccanismi interni del manometro, grazie alla sottile membrana che si flette per trasmettere la pressione. I separatori a membrana offrono un modo estremamente sicuro e igienico per misurare la pressione.
Tuttavia, c’è un inconveniente per i processi igienici: il fluido di trasmissione. Anche se il fluido di riempimento del sistema è approvato dalla FDA e conforme alla USP (US Pharmacopeia), una piccola perdita può rovinare l’intero lotto.
Come la contaminazione dei prodotti ha portato WIKA a sviluppare il nostro sistema con separatore a membrana con monitoraggio
Dopo aver prodotto un ingrediente farmaceutico attivo (API), i produttori di vaccini mettono il prodotto finito in serbatoi mobili e lo spediscono alle strutture che riempiono le fiale per l’iniezione. I sistemi con separatore a membrana monitorano la pressione interna dei serbatoi, che vengono rigorosamente sterilizzati per garantire la purezza del prodotto.
I separatori a membrana sono costruiti per resistere alle forti sostanze chimiche e agli spruzzi della sterilizzazione di routine, ma non sono indistruttibili. Anche se il sistema di separatore a membrana subisce solo danni minori, il fluido di trasmissione fuoriesce dal serbatoio riempito e rovina il lotto di principio attivo.
È quello che è successo a un’azienda produttrice di vaccini. Dopo il secondo di questi incidenti di contaminazione, ognuno dei quali è costato milioni di euro in termini di perdita di tempo e di prodotti, l’azienda ha cercato una soluzione migliore per la misura della pressione.
In questo contesto, gli ingegneri WIKA hanno ideato il nostro sistema brevettato di strumento con separatore con monitoraggio della rottura della membrana. Il sistema è dotato di due tenute: una primaria che entra in contatto diretto con il fluido e una secondaria che funge da riserva. In mezzo c’è un vuoto che viene monitorato dal nostro manometro a molla tubolare PGS23.063 con contatti elettrici. Se il vuoto viene superato, il manometro invia immediatamente un avviso. Nel frattempo, la tenuta secondaria intatta consente al trasmettitore di processo UPT-20 di continuare a monitorare la pressione di processo – e di separare il fluido di trasmissione da quello sanitario – fino a quando lo strumento non può essere riparato.
WIKA costruisce un sistema con separatore a membrana con monitoraggio della membrana per l’Industria 4.0
Sistema di monitoraggio della membrana DMSU21SA
Il nostro modello originale prevedeva due componenti di misura separati: uno strumento per il monitoraggio della pressione del fluido di processo e un altro strumento per il monitoraggio del vuoto. Questi due elementi funzionavano indipendentemente l’uno dall’altro e avevano il proprio segnale di uscita.
Quando i produttori hanno iniziato a incorporare l’IIot (Industrial Internet of Things) nelle loro strutture, gli ingegneri WIKA hanno capito che era giunto il momento di sviluppare la nuova generazione della nostra collaudata soluzione di monitoraggio.
Il modello DMSU21SA è un sistema di monitoraggio della membrana con protocollo di comunicazione HART® , che consente una facile integrazione in un ambiente HART® esistente. Questo strumento all’avanguardia è un sistema integrato che trasmette dati sulla pressione di processo, sullo stato del separatore e sulla temperatura di processo tramite un unico cavo. Non è necessario installare un secondo fascio di cavi.
Gli operatori in campo possono anche vedere leggere il valore della pressione di processo sul display del trasmettitore, che si aggiorna ogni 0,2 secondi. Sull’elemento di monitoraggio, se l’indicatore si trova nella zona verde, la membrana esterna è intatta. Se si trova nella zona rossa, la membrana esterna è difettosa e deve essere sostituita. Lo stato passa da verde a rosso solo se il set point specificato dura più di 1,5 secondi; questo per evitare che urti o vibrazioni facciano scattare involontariamente l’allarme.
Il nostro sistema brevettato a doppia membrana è flessibile, con opzioni per diverse connessioni elettriche e tutti i più comuni attacchi al processo per applicazioni igienico-sanitarie:
- Attacco clamp conforme a DIN 32676
- Attacco clamp conforme a ISO 2852
- Bocchettone filettato asettico conforme a DIN 11864-1
- Bocchettone filettato asettico conforme a DIN 11864-2
- Attacco clamp asettico conforme a a DIN 11864-3
- Attacco Ingold con dado girevole
Il DMSU21SA è dotato di serie dell’omologazione EHEDG per la progettazione di apparecchiature igienico-sanitarie, con opzioni per molte altre conformità. I consumatori hanno la possibilità di scegliere il materiale della cassa; per le industrie igienico-sanitarie, consigliamo una cassa in acciaio inox con superfici elettrolucidate per una maggiore pulizia e resistenza alla corrosione.
Sebbene questo sistema di monitoraggio della membrana di nuova generazione sia stato progettato per essere utilizzato nella produzione IIoT, è ugualmente adatto agli impianti analogici. Il protocollo HART® si basa su un segnale di uscita 4…20 mA, quindi senza questo protocollo di comunicazione, il DMSU21SA trasmetterà semplicemente i dati – pressione di processo, stato della membrana e temperatura di processo – utilizzando una corrente residua. E quando l’impianto analogico sarà pronto per la connettività Industria 4.0, disporrà già degli strumenti avanzati.
Il sistema di monitoraggio della membrana offre risparmi sui costi e maggiore tranquillità
L’innovativa soluzione per la misura di pressione WIKA fornisce dati dettagliati per un processo decisionale consapevole. Se il sistema segnala la rottura della membrana gli operatori sanno esattamente quando si è verificata e possono adottare le misure appropriate, come l’arresto del processo, la chiusura della valvola di alimentazione o la deviazione del lotto in un altro serbatoio. Inoltre, possono essere certi che il prodotto contenuto nel serbatoio non venga contaminato, grazie alla tenuta della membrana di backup.
Alcuni produttori non possono permettersi nemmeno il minimo rischio di contaminazione, nella piccolissima eventualità che la membrana secondaria abbia subito un danno non rilevato. In questo caso, almeno la quantità di perdite può essere ridotta al minimo. Senza un elemento di monitoraggio che registri il secondo esatto in cui la membrana di processo è stata danneggiata, gli utenti dovrebbero risalire all’ultimo intervento di manutenzione e distruggere ogni lotto successivo, solo per escludere ogni possibile rischio. La perdita finanziaria in questi casi può facilmente raggiungere i milioni di euro.
WIKA: un partner affidabile per l’industria farmaceutica
I processi sanitari non tollerano rischi. Ecco perché i sistemi di strumenti con separatori WIKA con monitoraggio della membrana sono presenti nei fermentatori farmaceutici, nei bioreattori, nei recipienti e nei serbatoi mobili degli stabilimenti di tutto il mondo. E man mano che sempre più aziende adottano l’IIoT nella produzione, incorporano strumenti di auto-monitoraggio nei loro processi. Non esitate a contattarci per ulteriori informazioni sul DMSU21SA o su altri strumenti di misura per applicazioni igienico sanitarie.
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