Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Ventily Multiport v biotechnologiích a farmacii

Ventily Multiport, navrhované podle specifikace zákazníka, jsou výsledkem pokračujícího vývoje konvenčních ventilových konfigurací, složených z dvoucestných ventilů a ventilů typu T. Ventily nemají žádné vnější svary a mezi výhody jejich kompaktní konstrukce patří zmenšení „mrtvých“ prostorů a snadnější montáž. Jsou vhodným řešením náročných požadavků biotechnologií a farmaceutického průmyslu. I dnes, po více než patnácti letech od uvedení prvních ventilů Multiportna trh, se stále ještě sestrojují složité systémy s vysokými požadavky na různé funkce často s využitím komplikovaných svařovaných konstrukcí. Ventily, šroubení a potrubní komponenty vyžadují mnoho prostoru, je zapotřebí i složitá montáž a často i složité svařování přímo na místě instalace. Následkem je náročná validace těchto systémů, velký zastavěný prostor a „mrtvé“ prostory.
 

Funkce

Ventily Multiport neboli bloky M (obr. 1, obr. 2) mohu na velmi malém prostoru kombinovat nejrůznější funkce, jako např. míchání, odlučování (separaci), rozdělování, odvodňování, napájení, extrakci. Kromě řízení jednotlivých cest ventily Multiport nabízejí i bezpečnostní funkce, dvojité uzavření, příčné propojení a řízení nastavení. S využitím těchto funkcí je možné plnit velmi specifické úkoly podle konkrétního zadání, např. vzorkování, připojení na sterilizační páru (SIP – Sterilization in Place), připojení pro čisticí médium (CIP – Cleaning in Place), to vše při zaručeném minimálním průtoku. Kromě toho je možné využít mnoho komplexních funkcí v rámci procesní automatizace. Výrobce ventilů, firma GEMÜ, řeší všechny bloky M tak, aby optimální vypouštění bylo ve směru připojovacích konců.
Hranice mezi ventily Multiport, ventily určenými na dno nádrže a ventily se speciálními konfiguracemi se dnes stírají. Například tělesa dvoucestných ventilů mohou být opatřena integrovaným sedlem druhého ventilu a třetím připojovacím nátrubkem (např. těleso „I“). Dnové ventily mohou mít několik individuálně řízených výstupních nátrubků a přídavná připojení pro vzorkování, čištění a sterilizaci.
Všechny ventilové bloky Multiport jsou vyrobeny v souladu s konstrukčním modulárním systémem firmy GEMÜ a vybaveny stejnými pohony a membránami jako standardní dvoucestné ventily, dnové ventily a ventily T. Tak je zajištěn flexibilní systém pro všechny aseptické ventily. Pneumatické pohony mohou být snadno integrovány do automatizovaných provozů společně s nejrůznějším vybavením. Do komplexní nabídky vybavení patří elektrické ukazatele polohy, regulátory polohy (tzv. pozicionéry), jednotky pro řízení procesu, připojení na sběrnicový systém a pilotní ventily (obr. 3). Na požádání zákazníka lze dodat kompletní řadu komponent včetně řídicího systému. Nejnovějším příkladem je plně automatický systém vzorkování kondenzátu čisté páry s decentralizovaným řídicím systémem a lokálním ovládacím panelem. Tyto systémy se dodávají v takovém provedení, že je stačí pouze zapojit.
 

Konzultace

Dobré plánování techniky ventilů začíná už ve fázi projektu. Implementace komplexních provozních postupů vyžaduje použití kompaktních ventilových konfigurací. Místo standardních řešení zvolených v katalogu preferuje firma GEMÜ dodávky ventilových bloků, optimalizovaných pro specifické použití u zákazníka. Při návrhu a konstrukci bloků Multiport je třeba zvážit mnoho faktorů. Předně je třeba posoudit danou úlohu a procesní bezpečnost systému, do kterého má být blok nainstalován. Při řešení je nutné specifikovat mnoho parametrů, např.:
  • funkci bloku,
  • počet, velikost a funkci potrubních připojení,
  • počet a funkci ventilových sedel,
  • montážní polohu bloku a směr vypouštění,
  • potřebný prostor,
  • typ a funkci pohonu,
  • druh a stupeň automatizace,
  • druh materiálu.

Plánování

Zcela podle úsloví „nezdařené plánování znamená plánovat nezdar“ vznikají v důsledku chyb při plánování výrobních systémů ve farmaceutickém průmyslu nemalé ztráty. Jmenujme alespoň některé: zpoždění a dodatečné náklady během validace, ztráty způsobené zpožděným spuštěním, kontaminovanými dávkami a dodatečnými změnami apod. To vše ospravedlňuje čas a výdaje vynaložené na správné plánování. Uvedená rizika eliminují právě ventilové bloky Multiport. Mnohaletá zkušenost ukazuje, že náklady na odstranění chybných svařovaných konfigurací a jejich dodatečnou náhradu bloky Multiport několikrát převyšují vyšší pořizovací náklady těchto ventilů. Včasné a důkladné plánování snižuje dodatečné náklady a zkracuje dobu dodání na minimum. Opomenout nelze ani to, že po jakékoliv vážné změně, jako je např. nahrazení ventilů, je nutné je znovu validovat.
 

Partnerství

Pro dosažení bezpečnějších provozů, zvýšení provozní dostupnosti systému a snížení nákladů na systém ohledně jeho životnosti v rámci celkové investice vytvořila firma GEMÜ během let více než 400 různých projektů a tisíce specifických variant ventilů Multiport podle požadavků zákazníků. Firma GEMÜ podporuje své zákazníky svými projekty a výchozími návrhy již od počáteční vývojové fáze. Návrhy jsou dále konstrukčně implementovány v 3D systému CAD, upravovány v těsné spolupráci se zákazníkem a posléze realizovány. Každým rokem se na osmi víceosých výrobních centrech vyrobí tisíce bloků o hmotnosti od 100 g do 500 kg. Každý den projektové středisko vyvíjí podle specifikací zákazníků až pět nových bloků. Jakékoliv představy zákazníků nebo cokoliv, co je předmětem společného vývoje, se v GEMÜ stává realitou.
Firmu GEMÜ zastupuje v České republice společnost Fluidtechnik Bohemia, s. r. o. Brno.
 
Thomas Schulz,
GEMŰ Gebr. Műller Apparatebau GmbH
 
Obr. 1. Ventilový blok Multiport se čtyřmi připojeními a dvěma sedly
Obr. 2. Ventilový blok Multiport se šesti připojeními a čtyřmi sedly
Obr. 3. Blok TOC s pohonem 651 (při sepnutí automatického měřicího místa v rámci systému se přes blok připojí např. čtyři měřicí místa k měřicímu zařízení; měří se ve stanoveném rytmu; proudění médií je automaticky plně řízeno blokem Multiport, jehož pohony jsou připojeny k centrálnímu řízení PLC)
 

Výhody ventilových bloků Multiport
  • Individuální konstrukce podle specifikace zákazníka a flexibilní řešení
  • Kompaktní řešení – malé požadavky na prostor
  • Menší zádržný objem, menší povrch ve styku s médiem
  • Značně omezené „mrtvé“ prostory
  • Návrh všech bloků s optimálním vypouštěním
  • Zhotovení z jednoho bloku materiálu
  • Snadná sledovatelnost a méně materiálových certifikátů
  • Řešení vhodné pro CIP a SIP
  • Žádné vnitřní svary, z toho vyplývající kratší doba čištění
  • Méně šroubení, svarů a rentgenových zkoušek
  • Standardní navařovací konce pro orbitální svařování, rychloupínací připojení (clamp) atd.
  • Pohony a membrány součástí modulárního systému GEMÜ
  • Moderní vybavení ventilů pro integrovanou automatizaci
  • Zkrácená a jednoduchá validace
  • Zvýšená bezpečnost výrobku
  • Snížená celková cena investice