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Berichte aus der Praxis und für die Praxis
Eine innovative Software wie ADVISIM3D zu entwickeln, ist wie eine verrückte Idee zu haben und sie von fürsorglichen Softwareingenieuren zähmen und aufziehen zu lassen. Aber egal, wie gut man sie hegt und pflegt, irgendwann kommt der Moment der Auswilderung. ADVISIM3D muss sich seit 2021 in der Praxis industrieller Spritzreinigungsprozesse zurechtfinden, muss überleben, natürliche Skeptiker überzeugen, potenzielle Kunden neugierig machen und schließlich für sich gewinnen. Wir werden Sie hier über die Fortschritte auf dem Laufenden halten.
ADVISIM3D optimiert die Behälterinnenreinigung bei der Pharmatec GmbH, a Syntegon Company
Bei der Herstellung von Pharmazeutika stellen die Kunden von Pharmatec mit Sitz in Dresden hohe Anforderungen an die Qualität der Reinigung von Behältern und Produktionsanlagen. Die Abreinigung von Produktionsrückständen erfolgt bei modernen Anlagen über automatisierte Reinigungssysteme. Eine besondere Problematik entsteht bei Behältern mit großen Volumen und vielfältigen oder komplizierten Einbauten.
Pharmatec, ein Unternehmender Syntegon-Gruppe mit Sitz in Dresden, bietet Komplettlösungen für die Herstellung, Verteilung und Lagerung von Reinstmedien wie HP, HPW, PS und WFI. Darüber hinaus erhalten Pharmahersteller moderne Formulierungssysteme für groß- und kleinvolumige Parenteralia sowie erprobte, praxisorientierte Bioprozesssysteme und Dienstleistungen inklusive zukunftssicherer Automatisierungslösungen.
Der Fokus liegt dabei auf hygienischen und sterilen Prozessen für die Bereiche Pharmazeutika, Biotechnologie, Kosmetik und andere Good Manufacturing Practice-Industrien in der Qualitätssicherung.
Herausforderung
Bei der Herstellung von Pharmazeutika stellen unsere Kunden hohe Anforderungen an die Qualität der Reinigung von Behältern und Produktionsanlagen.
Die Abreinigung von Produktionsrückständen erfolgt bei modernen Anlagen über automatisierte Reinigungssysteme. Eine besondere Problematik ergibt sich bei großvolumigen Behältern und vielfältigen oder komplizierten Einbauten. Hier können Rührwerksteile, Einlaufrohre oder Messtechnik in das Behälterinnere ragen. Diese Einbauten bilden Sprühschatten und behindern die Abreinigung der Produktrückstände durch im Behälter verbaute Sprühkugeln oder Reinigungsdüsen.
Die optimale Positionierung der Sprühkugeln im Behälter ist jedoch entscheidend für die Qualität und Effizienz des Reinigungsprozesses. Bisher wurde diese Aufgabe auf Basis von Erfahrungswerten und im Zweifelsfall mit aufwändigen Testversuchsreihen erfüllt. Dies ist ressourcenintensiv und führt dennoch häufig zu überdimensionierten Anlagen, um einen reproduzierbaren Reinigungserfolg zu gewährleisten.
Lösung mit ADVISIM3D
Pharmatec setzt die 3D-Reinigungssimulationssoftware ADVISIM3D von ADVITEC ein, um die Planung und Validierung von CIP-Reinigungsprozessen zu optimieren. Die Software ermöglicht die virtuelle Simulation von Sprühreinigungsprozessen, die Analyse von Sprühschatten, Volumenstromverteilung und Reinigungswirkung.
Vorteile und Nutzen
• Zeit- und Kostenersparnis:
Durch die virtuelle Simulation können verschiedene Düsenkonfigurationen und Reinigungsparameter schnell und einfach getestet werden, ohne aufwendige analoge Versuche durchführen zu müssen. Das reduziert den Zeitaufwand für die Auslegung, Dimensionierung und Validierung von Reinigungsanlagen deutlich.
• Ressourcenschonung:
Die Vermeidung von Sprühschatten und Überdimensionierung durch optimierte Düsenkonfigurationen führt zu einem geringeren Verbrauch von Reinigungsmedien, Wasser und Energie.
• Bessere Reinigungsergebnisse:
Die Möglichkeit, eine Vielzahl von Konfigurationen virtuell zu testen, erlaubt es Pharmatec, die optimale Balance zwischen Aufwand und Nutzen beim Erreichen des Reinigungsziels zu finden.
• Transparente Dokumentation:
ADVISIM3D ermöglicht die Erstellung aussagekräftiger Dokumentationen. Die Simulationsergebnisse können als Farbvisualisierung und Bericht ausgegeben und in den technischen Unterlagen für die Reinigungsplanung hinterlegt werden.
Zusammenarbeit mit ADVITEC
Pharmatec war als Kompetenzpartner bereits am Forschungsprojekt SIMKOR beteiligt, das als Grundlage für die Entwicklung von ADVISIM3D diente. Die Praxistests von Pharmatec unter Realbedingungen lieferten wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung einer aussagekräftigen Reinigungssimulation.
Fazit
Der Einsatz von ADVISIM3D ermöglicht es Pharmatec, Reinigungsprozesse für die Behälterinnenreinigung für Kunden aus der Pharmaindustrie effizienter und ressourcenschonender zu gestalten. Durch die Simulation kann bereits in der Planungsphase Zeit und Kosten eingespart, die Reinigungsqualität verbessert und gleichzeitig die strengen Anforderungen der Pharmaindustrie erfüllt werden. "ADVISIM3D setzt einen bislang unerreichten Standard bei der Simulation von Behälterinnereinigungen. Die 3D-Visualisierung und Anwenderfreundlichkeit begeistern und die Ergebnisse sind präzise und sparen Kosten für teure Versuchsreihen und Umbauten." Torsten Große – Expert Product Safety, Norms and Standards | Pharmatec GmbH a Syntegon Company
Sie überlegen, ob Reinigungssimulation mit ADVISIM3D auch für Ihren Anwendungsfall passen könnte? Gern sprechen wir darüber, stellen Ihnen ADVISIM3D persönlich vor und beantworten alle Ihre Fragen. Rufen Sie uns an und vereinbaren Sie einen Termin unter +49 351 6526222 oder nutzen Sie das Formular
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ADVISIM3D revolutioniert die Flaschenreinigung in der pharmazeutischen Abfüll- und Verpackungstechnik bei der Bausch+Ströbel SE + Co. KG
An die Reinigung von pharmazeutischen Maschinen und Behältern werden hohe Anforderungen gestellt. So müssen beispielsweise Flaschen für die Aufbewahrung und den Transport von Impfstoffen vor dem Befüllen hygienegerecht gereinigt werden, um mögliche Verunreinigungen aus Produktion, Verpackung oder Transport zuverlässig zu entfernen. Ein zweiter Reinigungsprozess schließt die Produktion ab, um mögliche Rückstände auf der Außenseite der Flaschen zu entfernen und die Behälter transportfertig zu machen.
Bausch + Ströbel, ein weltweit führender Anbieter pharmazeutischer Verpackungslösungen mit fast 60-jähriger Firmengeschichte und zahlreichen Auszeichnungen, setzt dabei auf die virtuelle Reinigungssimulation ADVISIM3D. In einem eigenen Ansatz nutzt das Unternehmen die Software, die üblicherweise für die Innenreinigung von Behältern eingesetzt wird, um auch die Außenreinigung von Flaschen erfolgreich virtuell zu simulieren und zu optimieren.
Die Herausforderung
Die Flaschen werden, mit Maschinenhaltezangen fixiert, an den Reinigungsdüsen – oben statische Vollkegeldüsen und unten vertikal bewegliche Flachstrahler – vorbeigeführt. Als Reinigungsfluid wird WFI-Wasser (Water For Injection) und zur Trocknung Druckluft verwendet. Die Maschinenhaltezangen werfen Sprühschatten und erschweren so die Reinigung. Außerdem ist WFI vergleichsweise teuer.
Vorgabe für die Optimierung der Düsen- und Haltezangenpositionierung durch die virtuelle Reinigungssimulation von ADVISIM3D ist eine 50-prozentige Einsparung von WFI, was in diesem Fall rund 250 l/h entspricht. Zusätzlich soll auch die Anzahl der zeit- und kostenintensiven analogen Reinigungstests mit Riboflavin oder Kieselgur-Maisstärke möglichst halbiert werden.
Die Lösung
Mit ADVISIM3D können beliebig viele Szenarien virtuell durchgespielt werden, ohne physische Prototypen oder aufwendige Versuchsanordnungen. Simuliert werden dabei unterschiedliche neue Düsen, Flaschengrößen und Flaschenmengen sowie Düsenpositionierungen und Haltezangenanordnungen.
Die Ergebnisse der Simulationen mit direktem Volumenstromauftrag und abgetragenen Schichtdicken zwischen 30 und 55 µm stimmen mit den fotodokumentierten Ergebnissen der analogen Tests überein.
Die Vorteile
Die virtuelle Optimierung der Flaschenaußenreinigung mit ADVISIM3D liefert überzeugende Ergebnisse. Schwachstellen im Reinigungsprozess, wie die von den Haltezangen verdeckten, schwierig zu reinigenden Bereiche, werden identifiziert und beseitigt. Durch gezielte Anpassungen der Düsenpositionen und der Haltezangenmontage, z. B. kleinere Halterungsflächen, größere Abstände und veränderte Haltepositionen, kann Bausch + Ströbel die Reinigungsleistung kontinuierlich verbessern und gleichzeitig den Verbrauch des teuren WFI-Wassers reduzieren. Die Anzahl der erforderlichen physischen Testläufe wird tatsächlich von 5–6 auf 2–4 halbiert, was viel Zeit und Kosten spart.
Ausblick
Der erfolgreiche Einsatz von ADVISIM3D auch außerhalb der üblichen Anwendungsszenarien in der Behälterinnenreinigung zeigt die Flexibilität und das enorme Potenzial dieser innovativen Virtualisierungssoftware. Bausch + Ströbel plant, ADVISIM3D nach Möglichkeit auch für die Reinigungssimulation von Maschinenoberflächen sowie für große CAD-Modelle mit mehr als 10.000 Bauteilen einzusetzen und unterstreicht damit das Vertrauen in die Software als zuverlässigen digitalen Assistenten und ebenso innovative wie effiziente Virtualisierungslösung in der pharmazeutischen Abfüll- und Verpackungstechnik.
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ADVITEC-Herstellerbericht | Warum wir ADVISIM3D entwickelt und zur Marktreife gebracht haben
ADVISIM3D ist die marktführende digitale Antwort auf die aktuellen analogen Herausforderungen an Hygienesicherheit, Ressourcen- und Umweltschutz in der industriellen Reinigung. Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern im öffentlich geförderten Forschungsprojekt SIMKOR haben wir früh den Bedarf an einer Virtualisierungslösung für die Planung, Validierung und Optimierung von Spritzreinigungsprozessen erkannt. Herkömmliche Methoden, die auf analogen Versuchen basierten, waren zeit- und ressourcenintensiv und führten zudem aus Sicherheitsgründen oft zu überdimensionierten Reinigungsanlagen.
Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern im öffentlich geförderten Forschungsprojekt SIMKOR haben wir früh den Bedarf an einer Virtualisierungslösung für die Planung, Validierung und Optimierung von Spritzreinigungsprozessen erkannt. Herkömmliche Methoden, die auf analogen Versuchen basierten, waren zeit- und ressourcenintensiv und führten zudem aus Sicherheitsgründen oft zu überdimensionierten Reinigungsanlagen.
Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) Dresden war als führende Forschungseinrichtung auf dem Bereich der statischen und dynamischen Spritzreinigung ein wichtiger erster Impulsgeber. Das Institut verfügt über langjährige Erfahrungen in der Reinigungstechnik, insbesondere in der experimentellen Erforschung von Wirkzusammenhängen sowie in der Überwachung und Erfassung von Reinigungsprozessen. Im Rahmen von SIMKOR war das Fraunhofer IVV Dresden für die Erhebung der messtechnischen Daten verantwortlich. Vergleichbare Daten bilden auch die physikalische Grundlage für zuverlässige und realitätsnahe Vorhersagen der Reinigungswirkung von ADVISIM3D.
ADVISIM3D wird seit der Markteinführung 2021 kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert, um den Anforderungen der Anwender aus der Praxis gerecht zu werden und die Software als Industriestandard für die Branchen Pharma, Lebensmittel, Fertigung und weitere zu etablieren.
Argumente für die virtuelle Reinigungssimulation ADVISIM3D
- Ressourceneffizienz: Mit ADVISIM3D können Reinigungsprozesse virtuell simuliert und optimiert werden, um den Verbrauch von Reinigungsflüssigkeiten, Wasser und Energie zu reduzieren.
- Genauigkeit und Zuverlässigkeit: Die Software basiert auf wissenschaftlichen Daten und Algorithmen, die vom Fraunhofer IVV Dresden im Rahmen des SIMKOR-Projekts bereitgestellt wurden, und ermöglicht so präzise Simulationen und valide Aussagen über die Reinigungswirkung.
- Zeit- und Kostenersparnis: ADVISIM3D beschleunigt den Design- und Validierungsprozess von Reinigungssystemen, reduziert den Bedarf an aufwendigen analogen Versuchen und minimiert Ausfallzeiten.
- Verbesserte Transparenz und Dokumentation: Die Software bietet eine 3D-Visualisierung des Reinigungsprozesses und ermöglicht eine automatisierte Berichterstellung. Dies erhöht die Transparenz und vereinfacht die Dokumentation.
- Kontinuierliche Innovation: ADVITEC optimiert und aktualisiert ADVISIM3D regelmäßig, um den sich ändernden Anforderungen der Industrie gerecht zu werden und neue Funktionen zu integrieren.
Fazit
„ADVISIM3D ist das erste marktreife Produkt unserer strategischen Entwicklungsoffensive ‚Software für die industrielle Reinigung‘. Seit 2015 baut ADVITEC tiefes Know-how in der Digitalisierung von Reinigungsprozessen auf, insbesondere bei den Themen virtuelle Simulation und Robotersteuerung. Wir bringen unsere Kompetenz regelmäßig in Forschungs- und Förderprojekte mit Partnern aus Wissenschaft, Industrie und Politik ein. Unser gemeinsames Ziel: Ressourcenoptimierung durch effizientere Reinigungsprozesse zum Nutzen von Umwelt, Gesellschaft und Unternehmen.“
Norbert Ebersbach - Geschäftsführer und Produktmanager | Projekt ADVISIM3D | ADVITEC Informatik GmbH
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