Springe zum Hauptinhalt
+ 41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
Qualitätskontrolle der Impfstoffproduktion mit Inline-Viskositätsüberwachung
  • Innovative Produktion und Freigabe von Impfstoffen, um die weltweite Knappheit fast aller Impfstoffe zu beheben
  • Erhöhen Sie die Produktionskapazität und verkürzen Sie die Zykluszeiten, insbesondere bei Epidemien oder Pandemien
  • Reaktionsendpunkte in Bioreaktoren während der Produktion zuverlässig erkennen und Messdaten für Studien zur Produkt- und Prozessskalierbarkeit nutzen
  • Kosten und Unvorhersehbarkeit von Entwicklung und Produktion minimieren

Einführung

Die Impfstoffentwicklung wurde durch bedeutende Einblicke in Bioprozess- und Analysetechnologien unterstützt. Solche Technologien haben es den Herstellern von Impfstoffen ermöglicht, eine konstant hohe Produktreinheit und -qualität zu geringeren Kosten zu erzielen. In der Bioprozessindustrie bleiben die Entwicklung und Herstellung von Impfstoffen aufgrund des schnellen Wachstums des Impfstoffmarktes weltweit wichtig und herausfordernd.

Aufgrund seines schnellen Wachstums hat der globale Impfstoffmarkt neue Akteure angezogen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) berichtet, dass der Impfstoffmarkt zwischen 2000 und 2013 von 4 Milliarden US-Dollar (USD) auf 24 Milliarden US-Dollar gewachsen ist. Es wird prognostiziert, dass der Impfstoffmarkt bis 2028 einen Wert von etwa 100 Milliarden US-Dollar haben wird und mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 11.02% wächst. Es befinden sich mehr als 120 neue Produkte in der Entwicklung, von denen 60 für Entwicklungsländer wichtig sind.

Wie werden Impfstoffe hergestellt
Wie werden Impfstoffe hergestellt | Quelle: https://www.vaccineseurope.eu/about-vaccines/how-are-vaccines-produziert

Impfstoffe sind ein boomender Markt für die biopharmazeutische Industrie. In den letzten Jahren haben wir ihren Status innerhalb der Branche mit der steigenden Zahl von Fusionen und Übernahmen verändert. Für Impfstoffe entstehen neue Geschäftsmodelle, die auf großes Interesse stoßen.

Komplexitäten und Herausforderungen

Impfstoffe sind große, komplexe, oft hybride biologische Moleküle. Sie werden durch mehrere Produktions- und Formulierungsschritte hergestellt, wobei das Endprodukt (Impfstoff oder Kombinationsimpfstoff) oft eine Kombination aus vielen Komponentenprodukten (Antigenen oder Impfstoffen) ist. Obwohl es sich bei Impfstoffen um biologische Produkte aus lebenden Organismen handelt, sind sie sowohl hinsichtlich ihrer Bestandteile als auch der zu ihrer Herstellung erforderlichen Technologien komplexer als viele herkömmliche Therapeutika. Sie werden typischerweise gesunden Personen verabreicht (Prophylaxe), während andere Therapien Personen mit Erkrankungen verabreicht werden. Sie sind auch schwieriger zu entwickeln und herzustellen als viele andere Biologika und daher schwieriger in „generischer“ Form herzustellen. Impfstoffprodukte behalten also eher ihren kommerziellen Wert.

Impfstoffe werden unter Verwendung einer breiten Palette von Zellsubstraten (zB Säugetier-, Insekten-, Mikroben- und Pilzzelllinien) hergestellt. Neue Antigene erfordern typischerweise auch neue Zellsubstrate. Die Liste umfasst eine Vielzahl von Impfstoffprodukten, darunter abgeschwächte Lebendimpfstoffe, inaktivierte oder entgiftete Impfstoffe, Untereinheiten-Impfstoffe, Polysaccharide, virusähnliche Partikel und Proteinkomplexe. Jeder Impfstofftyp hat seinen eigenen Grad an Komplexität und Bandbreite an biochemischen und biologischen Eigenschaften.

Abbildung 1 – Impfstoffprozessentwicklung – allgemeiner Ansatz, Quelle: https://bioprocessintl.com/manufacturing/vaccines/advances-and-challenges-in-vaccine-development-and-manufacture/
Abbildung 1 – Impfstoffprozessentwicklung – allgemeiner Ansatz, Quelle: https://bioprocessintl.com/manufacturing/vaccines/advances-and-challenges-in-vaccine-development-and-manufacture/

Abbildung 1 zeigt einen allgemeinen Ansatz für die Entwicklung eines Impfstoffprozesses für Arzneimittelsubstanzen. Die Prozessentwicklung beginnt im Labormaßstab zur Identifizierung von Betriebsabläufen und Parametern der Einheit, gefolgt von einem schrittweisen Scale-up (normalerweise in einer 20-l-Fermentation oder Zellkultur) zur Herstellung von Materialien der guten Herstellungspraxis (GMP) für klinische Studien der Phase 1 . Prozessdefinitionsstudien werden an kritischen Einheitenoperationen und Parametern unter Verwendung eines Design of Experiments (DoE) durchgeführt, bevor sie auf 200 L skaliert werden (normalerweise für Phase 2). Vor Phase 3 (~2,000-l-Maßstab) sind Prozessvalidierung und Engineering-Läufe erforderlich. Während der Prozessentwicklung und des Scale-up führen Wissenschaftler biophysikalische, chemische und biologische Charakterisierungen durch, um Produkt- und Prozesswissen zu erwerben, um die Produktvergleichbarkeit und Prozessskalierbarkeit zu unterstützen und zu demonstrieren.

Zusätzlich zu den oben genannten Komplexitäten der Entwicklung sehen sich Impfstoffhersteller einem kostspieligen und risikoreichen Geschäftsumfeld, dem Wettbewerb mit anderen großen Impfstoffherstellern, steigenden Compliance- und Sicherheitserwartungen sowie hochentwickelten technologiegetriebenen Plattformen gegenüber. Die Entwicklung und Zulassung eines Impfstoffprodukts dauert in der Regel 12–14 Jahre (Abbildung 2). Die Gesamtkosten können 1 Milliarde US-Dollar pro Neuentwicklung übersteigen, und die Gesamterfolgsrate von der frühen Entwicklungsphase bis zur Lizenzierung lag zwischen 10 und 2000 bei <2010 %. Eine Studie aus dem Jahr 2016 zeigte eine Erfolgsrate von ~20% von Phase 1 bis zur Lizenz.

Abbildung 2 - Typische Zeitpläne für die Impfstoffentwicklung (LCM = Lifecycle Management)
Abbildung 2 – Typische Zeitpläne für die Impfstoffentwicklung (LCM = Lifecycle Management) | Quelle: https://bioprocessintl.com/manufacturing/vaccines/advances-and-challenges-in-vaccine-development-and-manufacture/

Einen Impfstoff auf einen Blick herstellen

Quelle: AstraZeneca | Innovation in Produktion und Fertigung, um die Herausforderung von COVID-19 zu meistern

 

Covid-19 Impfung

 

Dies sind die entscheidenden Herstellungsprozesse, die benötigt werden, um einen Impfstoff in beispiellosem Ausmaß herzustellen:

  • CMC –  Ein kommerzieller Herstellungsprozess wurde aus einem anfänglichen Prozess im kleinen Maßstab entwickelt, bevor er schnell skaliert wurde, um die Produktivitätsausbeute zu erhöhen und die Reinheit des Endprodukts ständig zu gewährleisten. Dieser konsistente Prozess wird von jeder Produktionsstätte angewendet, mit der wir zusammenarbeiten.
  • Virussaatgut und Wirtszellbank –  Diese Ausgangsmaterialien werden von Herstellern auf der ganzen Welt verwendet, um die Impfstoffproduktion zu initiieren.
  • Arzneimittelsubstanz – Wirtszellen werden in einer Reihe von Bioreaktoren mit zunehmendem Maßstab gezüchtet und mit dem Virussamen infiziert, um ein endgültiges Impfstoffmolekül herzustellen. Eine Reihe von Filtrations- und Chromatographieschritten wird durchgeführt, um den Impfstoff zu ernten und zu reinigen.
  • Arzneimittelprodukt - Der Wirkstoff wird mit Puffern kombiniert, um eine endgültige Formulierung zu erhalten, und dann in Multi-Dose-Fläschchen abgefüllt, die gekennzeichnet und verpackt werden.
  • Prüfung und Qualitätskontrolle Während des gesamten Herstellungsprozesses werden an jeder Charge umfangreiche Tests durchgeführt. Qualitätskontrollen werden in allen Phasen der Produktion eingesetzt, um Konsistenz und Qualität zu gewährleisten.

Wichtige Trends

Markt im Wandel: Die Impfstoffindustrie steht vor der Herausforderung, qualitativ hochwertige Produkte zu geringeren Kosten und innerhalb kürzester Zeit zu entwickeln. Die Notwendigkeit, zuerst den Markt zu erreichen, unterstreicht die Bedeutung schneller Prozessentwicklungsstrategien und -techniken. Dieser Druck hat die Impfstoffindustrie dazu veranlasst, innovative Technologien anzunehmen. Im Gegenzug wird die Verkürzung der Prozessentwicklungszeiten die Gesamtzeit für die Entwicklung von Impfstoffprodukten beschleunigen und sichere und qualitativ hochwertige Produkte schnell auf einem globalen Markt bereitstellen.

CIP-Anforderungen: Einige Impfstoffhersteller sehen sich zusätzlichen Schwierigkeiten gegenüber. Dazu gehört die Notwendigkeit, mit kleinen Losgrößen und vielfältigen Produktportfolios zu arbeiten. Pandemieausbrüche, die schnelle Reaktionen von Impfstoffentwicklern und die Verwendung hochwirksamer Inhaltsstoffe erfordern, stellen hohe Anforderungen an die Reinigungsverfahren.

Beschleunigung der Produktentwicklung mit Single-Use-Technologie: Die Anwendung von Einwegtechnologien bietet Möglichkeiten zur Reduzierung der Fixkosten, der Menge an Ausrüstung und der Reinigungsvalidierung bei gleichzeitiger Erhöhung der Anlagen- und Prozessflexibilität und Beschleunigung der Prozessentwicklungszeit. Einwegartikel spielen eine Schlüsselrolle bei der Bewältigung der industriellen Herausforderungen, die mit der Entwicklung hochwertiger Prozesse verbunden sind und gleichzeitig die Betriebskosten senken.

Das Nettoergebnis ist insgesamt eine Reduzierung der Entwicklungszeit und der Herstellungskosten. Damit ist der Anlagenumschlag einfacher und schneller als mit dem bisherigen System und die Validierung von Anlagegütern wie Edelstahl-Fermentern, Tanks und Zentrifugen ist nicht mehr erforderlich.

Ein geschlossenes System demonstriert den Nutzen der Einwegtechnologie zur Beschleunigung der Prozessentwicklung. Es wird erwartet, dass die Implementierung solcher Technologien die Prozessentwicklungszeit verkürzt, die Herstellungskosten senkt und die Prozess- und Anlagenflexibilität erhöht, wodurch die Erweiterung der Herstellungsaktivitäten erleichtert und die Effizienz der Prozessentwicklung erhöht wird.

Abbildung 3 – Automatisierte Impfstoffformulierungsmaschinen
Abbildung 3 – Automatisierte Maschinen zur Formulierung von Impfstoffen, Quelle: Gomez PL, Robinson JM. Herstellung von Impfstoffen. Plotkins Impfstoffe. 2018;51-60. e1. doi:10.1016/B978-0-323-35761-6.00005-5

Impfstoffklassifizierung

Es gibt viele Ansätze zur Impfstoffentwicklung, aber Impfstoffe können grob danach klassifiziert werden, wie das/die Antigen(e), die aktive(n) Komponente(n), die eine spezifische Immunantwort gegen den krankheitserregenden Organismus erzeugen, hergestellt werden. Impfstoffe können viral (lebend oder inaktiviert), viraler Vektor, Untereinheit (Protein oder Polysaccharid) oder Nukleinsäure (DNA oder RNA) sein. Kombinationsimpfstoffe können inaktivierte, proteinbasierte und/oder proteinkonjugierte Polysaccharid-Impfstoffkomponenten umfassen. Andere Inhaltsstoffe in Impfstoffen variieren je nach Herstellungsverfahren und Art des/der Antigen(e).

  • Attenuierte Lebendimpfstoffe
  • Inaktivierte oder tote Impfstoffe
  • Untereinheiten-Impfstoffe
    • Proteinimpfstoffe
    • Reine Polysaccharid-Impfstoffe
    • Impfstoffe auf Nukleinsäurebasis

Viskositätsmessgerät: Anwendungsfälle in der Impfstoffherstellung

Trotz der gestiegenen Prozesskenntnisse und Messtechniken basiert die Kontrolle der Zwischen- und Endqualitätsmerkmale in der pharmazeutischen Industrie immer noch hauptsächlich auf einem Festrezeptansatz, bei dem Parameter einmalig für eine theoretisch stationäre Ausgabe optimiert werden, kombiniert mit Annahmestichprobenstrategien. In der Realität tragen das Auftreten von Veränderungen der Rohstoffeigenschaften, des Anlagenzustands in Bezug auf physischen Verschleiß und wechselnde Umgebungsbedingungen zu Störungen bei, die zeitlich variieren und kontinuierliche Korrekturmaßnahmen während der Produktion erfordern. Schwankungen des Materialdurchsatzes im Zusammenhang mit der Marktnachfrage können ebenfalls als Störung angesehen werden, die ausgeglichen werden muss, um die Produktqualität sicherzustellen. Der traditionelle Herstellungsansatz, der im Allgemeinen eine automatische Regulierungsprozesssteuerung in Kombination mit einer manuellen Überwachung anwendet, kompensiert solche kritischen Qualitätsmerkmalvariationen nicht in Echtzeit. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ist die Einbeziehung einer automatisierten überwachenden Prozesskontrolle in den Herstellungsprozess unerlässlich, um automatisch sicherzustellen, dass kritische Qualitätsmerkmale in Echtzeit konsistent mit den Akzeptanzkriterien übereinstimmen. Dies wird besonders wichtig bei Herstellungsprozessen von Impfstoffen.

Kontrolle von Polysaccharid – Überwachung des Reaktionsendpunkts und Datenprotokollierung

Ein Impfstoffhersteller sollte die Konsistenz des Modifikationsgrades des Polysaccharids nachweisen, entweder durch einen Test jeder Charge des Polysaccharids oder durch Validierung des Herstellungsprozesses. Abhängig von der verwendeten Konjugationschemie kann die Konsistenz des Polysaccharid-Aktivierungsgrads als Teil der Prozessvalidierung bestimmt oder durch die Eigenschaften der Impfstoffchargen widergespiegelt werden, die in klinischen Studien eine ausreichende Sicherheit und Immunogenität aufweisen.

Der Grad der Größenverringerung des Polysaccharids hängt vom Herstellungsverfahren ab. Die durchschnittliche Größenverteilung (Polymerisationsgrad) des modifizierten Polysaccharids sollte durch ein geeignetes Verfahren bestimmt und als konsistent nachgewiesen werden. Die molekulare Größenverteilung sollte für jeden Serotyp mit entsprechenden Grenzen für die Konsistenz angegeben werden, da die Größe die Reproduzierbarkeit des Konjugationsprozesses beeinflussen kann.

Viskositätssensoren messen den Fortschritt einer chemischen Reaktion, die während der Säurefragmentierung oder der Polysaccharidsynthese während der Impfstoffherstellung stattfindet. Die Kettenlänge des Polysaccharids beeinflusst die Viskosität. Die Viskositätsreduktion sollte kontinuierlich mit der Reaktionszeit überwacht werden, um zu verhindern, dass die Reaktion über den Viskositätssollwert hinaus fortschreitet. Die Verwendung eines inline integrierten Viskosimeters mit der Fähigkeit, zuverlässige, genaue und kontinuierliche Viskositätsmessungen durchzuführen, um Reaktionsendpunkte zu erkennen und Messdaten aufzuzeichnen und zu speichern, kann Produktionsprozesse rationalisieren und die Qualitätskontrolle verbessern.

Abbildung 5-1 – Einweg-Bioreaktoren
Abbildung 5-1 – Einweg-Bioreaktoren | Quelle: https://www.sartorius.com/
Abbildung 5-2 – Einweg-Bioreaktoren
Abbildung 5-2 – Einweg-Bioreaktoren | Quelle: https://www.sartorius.com/

Charakterisierung von Impfstoffhilfsstoffen und Qualitätskontrolle mit Viskositäts-/Dichtemessungen

Adjuvantien (Immunpotentiatoren oder Immunmodulatoren) werden seit Jahrzehnten verwendet, um die Immunantwort auf Impfantigene zu verbessern. Der Einbau von Adjuvantien in Impfstoffformulierungen zielt darauf ab, die spezifische Immunantwort gegenüber der gewünschten Reaktion auf Impfstoffantigene zu verstärken, zu beschleunigen und zu verlängern.

Ein Impfstoff-Adjuvans ist eine Komponente, die die Immunantworten auf ein Antigen potenziert und/oder es in Richtung der gewünschten Immunantworten moduliert. Ein Wirkstoff eines Kombinationsimpfstoffs, der eine adjuvante Wirkung auf andere Wirkstoffe des Impfstoffs hat, ist vom Anwendungsbereich dieser Leitlinie ausgenommen. Ebenfalls ausgeschlossen sind Träger für Haptene, Antigene (zB CRM197, Meningokokken-OMP, Tetanustoxoid und Diphtherietoxoid, die zur Konjugation von Polysacchariden verwendet werden) und Hilfsstoffe wie HSA. Im fertigen Impfstoffprodukt kann mehr als ein Adjuvans vorhanden sein.

Die Ergebnisse und die Bewertung einer Reihe von Parametern, die zur Charakterisierung des Adjuvans verwendet werden, sollten beschrieben werden. Kritische Parameter sollten identifiziert und beschrieben werden. Solche Parameter sind wahrscheinlich Teil der Routineprüfung von Chargen des Adjuvans. Andere Parameter werden ebenfalls analysiert, um das Adjuvans zu charakterisieren, und einige davon können auch Teil von Routinetests sein. Die Parameter, die ein Adjuvans definieren, hängen von der Art des Adjuvans ab und können umfassen, sind aber nicht unbedingt beschränkt auf:

  • chemische Zusammensetzung (qualitativ und quantitativ)
  • physikalische Eigenschaften (z. B. optisches Erscheinungsbild, Dichte, Viskosität, pH, Größe und Größenverteilung, Oberflächenladung)
  • biochemische Eigenschaften
  • Reinheit (z. B. Endotoxingehalt, Keimbelastung, Herstellungsrückstände)

Viskositäts-/Dichtemessungen können Wissenschaftler unterstützen, die biophysikalische, chemische und biologische Charakterisierungen von Impfstoffprodukten und -prozessen durchführen müssen, um die Produktvergleichbarkeit und Prozessskalierbarkeit zu demonstrieren und zu unterstützen.

 

Welche Bedeutung hat die Qualitätskontrolle der Viskosität bei der Impfstoffherstellung?

Das Viskositätsmanagement hat aus folgenden Gründen weitreichende und bedeutende Auswirkungen auf die Impfstoffproduktion:

  1. Qualität: Die Inline-Prozessviskositätskontrolle zur Erkennung des Reaktionsendpunkts kann sicherstellen, dass die Impfstoffspezifikationen und die entsprechenden Anforderungen erfüllt werden. In der Fertigung ist eine Qualitätskontrolle erforderlich, um die Konsistenz von Charge zu Charge sicherzustellen und das Produkt auf den Markt zu bringen, was durch die Analyse von Viskositäts-/Dichtemessungen ermöglicht werden kann.
  2. Kosten: Die Folgen einer falschen Viskosität gehen über die Produktqualität hinaus. Der Materialverbrauch steigt aufgrund einer schlechten Viskositätskontrolle, was sich negativ auf die Gewinnmargen auswirkt.
  3. Abfall / Verschnitt: Materialausschuss aufgrund geringer Qualität kann minimiert werden, wenn die Viskosität in der kontinuierlichen Produktion effektiv gesteuert wird.
  4. Efficiency: Durch den Wegfall der manuellen Viskositätsregelung mit Labormessgeräten wird dem Bediener Zeit gespart und er kann sich auf andere Aufgaben konzentrieren.
  5. Umweltschutz: Ein geringerer Material- und Lösungsmitteleinsatz wirkt sich positiv auf die Umwelt aus.
  6. Compliance: Vielleicht mehr als andere Industrien erfordert die pharmazeutische Produktion höchste Qualitätskontrollen. Korrekte Zusammensetzung und genau kontrollierte Qualität sind bei Regulierungs- und Rückverfolgbarkeitscodes nicht verhandelbar.
  7. Unterstützt den Übergang zu einem kontinuierlichen Produktionsprozess und Pharma 4.0: Viskositätssensordaten bieten Zugang zu Daten für die Digitalisierung der pharmazeutischen Herstellung und bringen Transparenz und Anpassungsfähigkeit. Das System verbessert die Entscheidungsgeschwindigkeit weiter; ist in der Lage, kleinere Losgrößen und ein breiteres Produktportfolio zu bewältigen – Verbesserung der Qualitätskontrolle in Echtzeit durch Echtzeit-Qualitätsüberwachung.

Viskositätsmessungen können die Konzentration gelöster Feststoffe in einer Lösung bestimmen. Die Überwachung der Viskosität verbessert das Verständnis der Prozessbedingungen, verkürzt die Medikamentenentwicklungszeit, erhöht die Produktionskapazität und -stabilität, sichert die Produktqualität und kann helfen, die Einhaltung von Vorschriften nachzuweisen. Pharmazeutische Hersteller müssen die Prozessvalidierung von der Wirkstoffforschung bis zur Produktion nachweisen, was durch Viskositätsmessungen erreicht werden kann. Viskositätsmessungen sind wichtig bei der Charakterisierung physikalisch-chemischer Eigenschaften (Dichte, Viskosität, Oberflächenspannung, Osmolalität, Glasübergangstemperatur) von mRNA-beladenen LNP-Zwischenprodukten und Endproduktlösungen bei verschiedenen Temperaturen.

Herausforderungen bearbeiten

Das Hochskalieren der Produktion von Impfstoffen ist aufgrund von Mischproblemen der Komponenten schwierig. Echtzeit-Viskositätsmessungen können bei der Bestimmung idealer Verarbeitungs- und Mischparameter helfen, indem sie die rheologischen Eigenschaften analysieren und die Entwicklung von Upscale-Prozessen vom kleinen Labormaßstab bis hin zu großen industriellen Prozessen durch die Kenntnis der viskosen Eigenschaften unterstützen. Darüber hinaus hilft es, die Qualität während der Herstellung genau zu kontrollieren. Um eine konsistente und kontrollierte Fertigung zu gewährleisten, wird die Viskositätsänderung während des gesamten Prozessstroms in Echtzeit überwacht, wobei Messungen von einer Basislinie aus durchgeführt werden, anstatt einfach absolute Werte zu messen, und Viskositätsanpassungen durch Anpassung der Herstellungsprozesse (Mischen, Mahlen usw.) ) und Bestandteile, um die Konsistenz und Genauigkeit der hergestellten Arzneimittel zu gewährleisten.

Messungen der Saccharosedichte sind während des Reinigungsprozesses des Influenzavirus besonders nützlich. Mit diesen zuverlässigen Messungen können Grippeimpfstoffe so schnell und sicher wie möglich ohne Qualitätseinbußen entwickelt werden.

Vorhandene Laborviskosimeter sind in Prozessumgebungen von geringem Wert, da die Viskosität direkt von Temperatur, Schergeschwindigkeit und anderen Variablen beeinflusst wird, die sich off-line stark von der in-line unterscheiden. Traditionell haben Bediener die Viskosität von Formulierungen mit Labor-Rotationsviskosimetern oder Rheometern gemessen. Das Verfahren ist chaotisch und zeitaufwendig. Meistens ist die Charge bereits fertig, bevor die Ergebnisse aus dem Labor eintreffen, was die Chancen oder Korrekturen verringert. Derzeitige traditionelle Viskositätsmessverfahren führen zu inkonsistenter Herstellung und Verschwendung von Chargen, wenn sie durch Inline-Echtzeitüberwachung hätten korrigiert werden können. Darüber hinaus erfordert der Übergang zur kontinuierlichen Herstellung eine Inline-Echtzeit-Prozessüberwachung der Formulierungsviskosität, um sicherzustellen, dass der Prozess innerhalb der Grenzen liegt.

Schwingungsmessgeräte werden für die Inline-Echtzeitüberwachung der Viskosität verwendet, aber sie neigen dazu, extrem sperrig zu sein, langsam zu reagieren, werden leicht durch externe Vibrationen beeinflusst und erfordern umfangreiche Wartung und Kalibrierungen. Einige der Herausforderungen für Sensoren in der Impfstoffproduktionsumgebung sind hohe Hitze und Feuchtigkeit, regelmäßige Reinigungsanforderungen und Umgebungskompensationen für Messungen.

Lösungen von Rheonics

Rheonics bietet das branchenweit beste Inline-Viskosimeter auf Basis eines ausgeglichenen Torsionsresonators zur Prozesssteuerung und -optimierung in den Prozessen der Pharmaindustrie:

  1. In-line Viskosität Messungen: Rheonics SRV ist ein Inline-Viskositätsmessgerät mit breitem Messbereich und integrierter Flüssigkeitstemperaturmessung, das Viskositätsänderungen in jedem Prozessstrom in Echtzeit erkennen kann. Es kann in Bioreaktoren und -behältern verwendet werden, um Reaktionsendpunkte zuverlässig zu erkennen und die Reaktion durch Integration in jedes Fabrikautomationssystem automatisch zu stoppen.
  2. In-line Viskosität und Dichte Messungen: Rheonics 'SRD ist ein In-Line-Instrument zur gleichzeitigen Messung von Dichte und Viskosität mit eingebauter Flüssigkeitstemperaturmessung. Wenn die Dichtemessung für Ihren Betrieb wichtig ist, ist der SRD der beste Sensor, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden. Er bietet ähnliche Betriebsfunktionen wie der SRV sowie genaue Dichtemessungen.

Die automatisierte Inline-Viskositätsmessung durch SRV oder ein SRD eliminiert die Schwankungen bei der Probennahme und Labortechniken, die für die Viskositätsmessung nach den herkömmlichen Methoden verwendet werden. Der Sensor befindet sich in der Leitung, so dass er kontinuierlich die Viskosität des Prozessmediums (und die Dichte bei SRD) misst. Die Herstellungskonsistenz wird durch die Automatisierung des Dosiersystems, der Mischer oder der Pumpen durch eine Steuerung mit kontinuierlichen Echtzeit-Viskositätsmessungen erreicht. Durch die Verwendung eines SRV in einer pharmazeutischen Produktionslinie wird die Produktkonsistenz verbessert, wodurch Produktivität, Gewinnspannen und Umweltziele verbessert werden. Sowohl das SRV als auch das SRD haben einen kompakten Formfaktor für eine einfache OEM- und Retrofit-Installation. Sie erfordern keine Wartung oder Neukonfiguration. Beide Sensoren liefern genaue, reproduzierbare Ergebnisse, egal wie oder wo sie montiert sind, ohne dass spezielle Kammern, Gummidichtungen oder mechanischer Schutz erforderlich sind. SRV und SRD sind mit aseptischen Prozessanschlüssen wie GEA Varinline und anderen erhältlich. Ohne Verbrauchsmaterialien sind SRV und SRD extrem einfach zu bedienen.

Die meisten Pharmaunternehmen haben digitale Fertigungswerkzeuge langsam eingeführt und befürchten, dass ihre Systeme, Daten und Mitarbeiter nicht bereit waren. Rheonics-Lösungen wurden entwickelt, um die wichtigsten Herausforderungen zu bewältigen, denen sich Betreiber in der Pharmaindustrie gegenübersehen, und um eine reibungslose Integration der industriellen Lösungen von Rheonics in Ihre Prozesse zu ermöglichen.

Sobald die Fertigungsumgebung eingerichtet und die Prozessfenster an den richtigen Zweck angepasst sind, ist normalerweise nur ein geringer Aufwand erforderlich, um die Integrität des Fertigungsprozesses aufrechtzuerhalten und die Parameter mit Rheonics-Viskositätskontrollsystemen genau zu kontrollieren.

Rheonics 'Vorteil

Rheonics Viskosimeter und Dichtemessgeräte bieten der pharmazeutischen Industrie viele speziell entwickelte technologische Vorteile. Diese beinhalten:

  • Medienberührte Materialien in Pharma-Qualität: Edelstahl AISI316L
  • Elektropolierte, benetzte Materialien zur Sicherstellung einer Oberflächenrauheit von Ra<0.4μm/15μ Zoll
  • Es werden keine tierischen Inhaltsstoffe (ADI) verwendet
  • Skalierbarkeit und Qualifizierung der Geräte

 

Kompakter Formfaktor, keine beweglichen Teile und wartungsfrei

SRV und SRD von Rheonics haben einen sehr kleinen Formfaktor für eine einfache OEM- und Retrofit-Installation. Sie ermöglichen eine einfache Integration in jeden Prozessstrom. Sie sind leicht zu reinigen und erfordern keine Wartung oder Neukonfiguration. Sie haben einen geringen Platzbedarf und ermöglichen eine Inline-Installation in Zirkulationsleitungen, wodurch zusätzlicher Platz- oder Adapterbedarf in den Prozessleitungen vermieden wird. Beide Sensoren sind mit Hygienic- und Asceptic-Prozessanschlüssen erhältlich.

Hohe Stabilität und unempfindlich gegen Einbaubedingungen: Beliebige Konfiguration möglich

Rheonics SRV und SRD verwenden einen einzigartigen patentierten Koaxialresonator, bei dem sich zwei Enden der Sensoren in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch Reaktionsmomente bei ihrer Montage aufgehoben werden und sie somit völlig unempfindlich gegenüber Montagebedingungen und Durchflussraten sind. Das Sensorelement sitzt direkt in der Flüssigkeit, ohne spezielle Anforderungen an Gehäuse oder Schutzkäfig.

Sensor_Pipe_mounting Montage - Rohre
Sensor_Tank_montage Montage - Tanks

Sofortige genaue Anzeige der Produktionsqualität - Vollständige Systemübersicht und vorausschauende Kontrolle

Die Software von Rheonics ist leistungsstark, intuitiv und bequem zu bedienen. Die Echtzeitviskosität kann auf einem Computer überwacht werden. Mehrere Sensoren werden über ein einziges Dashboard verwaltet, das über die gesamte Fabrik verteilt ist. Keine Auswirkung der Druckpulsation durch Pumpen auf den Sensorbetrieb oder die Messgenauigkeit. Keine Auswirkung von Maschinenvibrationen.

Einfache Installation und keine Neukonfigurationen / Neukalibrierungen erforderlich - geringste Wartungs- / Ausfallzeiten

Ersetzen Sie Sensoren, ohne die Elektronik auszutauschen oder neu zu programmieren, und ersetzen Sie Sensor und Elektronik ohne Firmware-Updates oder Änderungen des Kalibrierungskoeffizienten. Einfache Montage. Keine Kammern, O-Ring-Dichtungen oder Dichtungen. Zur Reinigung oder Inspektion leicht zu entfernen. SRV mit asceptischem Flansch und Dreiklemmenanschluss für einfache Montage und Demontage erhältlich.

Erweiterte Analysefunktionen für die vorausschauende Wartung

Mithilfe von Sensordaten zur Identifizierung von Ausfallmustern - welcher Teil einer Maschine fällt aus, welche Art von Ausfall und wann - kann dieses Tool Probleme im Voraus vorhersagen und den Produktionsteams die Möglichkeit geben, Maschinen zu warten, bevor sie ausfallen. Diese Frühwarnung reduziert Produktionsverluste und hilft, teure Reparaturen zu vermeiden. Durch die Optimierung der Wartungshäufigkeit werden auch die Kosten gesenkt. Manager, die das System von Ende zu Ende überprüfen, können Probleme und Leistungslücken schnell erkennen und Daten verwenden, um die Hauptursachen zu identifizieren.

Niedriger Stromverbrauch

24-V-Gleichstromversorgung mit weniger als 0.1 A Stromaufnahme während des normalen Betriebs.

Schnelle Reaktionszeit und temperaturkompensierte Viskosität

Ultraschnelle und robuste Elektronik in Kombination mit umfassenden Rechenmodellen machen Rheonics-Geräte zu einem der schnellsten, vielseitigsten und genauesten in der Branche. SRV und SRD liefern jede Sekunde genaue Viskositäts- (und Dichtemessungen für SRD) in Echtzeit und werden nicht durch Durchflussschwankungen beeinflusst!

Breite Einsatzmöglichkeiten

Die Instrumente von Rheonics sind für Messungen unter schwierigsten Bedingungen ausgelegt.

  • Druckbereich bis 5000 psi
  • Temperaturbereich von -40 bis 200 ° C

SRV hat das breiteste Einsatzspektrum auf dem Markt für Inline-Prozessviskosimeter:

  • Viskositätsbereich: 0.5 cP bis 50,000 cP

SRD: Einzelinstrument, Dreifachfunktion – Viskosität, Temperatur und Dichte

Die SRD von Rheonics ist ein einzigartiges Produkt, das drei verschiedene Instrumente für Viskositäts-, Dichte- und Temperaturmessungen ersetzt. Es beseitigt die Schwierigkeit, drei verschiedene Instrumente gleichzeitig zu lokalisieren, und liefert äußerst genaue und wiederholbare Messungen unter härtesten Bedingungen.

  • Viskositätsbereich: 0.5 cP bis 3,000 cP
  • Dichtebereich: 0 bis 4 g/cc (0 bis 4000 kg/m3)

Erhalten Sie durch direkte Messungen genaue Informationen zur Schmierstoffqualität, senken Sie Kosten und steigern Sie die Produktivität

Integrieren Sie ein SRV/SRD in die Prozesslinie, um Schmierstoffwechselintervalle optimal zu planen und erhebliche Kosteneinsparungen zu erzielen. Verglichen mit dem indirekten Ansatz, Algorithmen zur Vorhersage des realen Zustands zu verwenden, würden Schmiermittelviskositätsmessungen ein echtes physikalisches Bild der Schmierung ergeben, was die Erkennung möglicher bevorstehender Lager-/Motorausfälle oder anormaler Zustände ermöglicht. Und am Ende trägt es zu einem besseren Endergebnis und einer besseren Umwelt bei!

An Ort und Stelle reinigen (KVP)

SRV (und SRD) sind selbstreinigende Sensoren – die Verwendung der Inline-Flüssigkeit zum Reinigen des Sensors während der Messung reduziert ungeplante Wartung. Kleine Rückstände werden vom Sensor erkannt, sodass der Bediener entscheiden kann, wann die Linie sauber ist. Alternativ liefern diese Sensoren Informationen an das automatische Reinigungssystem, um eine vollständige und wiederholbare Reinigung zwischen den Produktionsläufen sicherzustellen.

Überlegenes Sensordesign und Technologie

Anspruchsvolle, patentierte Elektronik ist das Gehirn dieser Sensoren. SRV und SRD sind mit branchenüblichen Prozessanschlüssen wie ¾ ”NPT, DIN 11851, Flansch und Tri-Clamp erhältlich, mit denen der Bediener einen vorhandenen Temperatursensor in seiner Prozesslinie durch SRV / SRD ersetzen kann, der wertvolle und umsetzbare Informationen zu Prozessflüssigkeiten wie Viskosität liefert eine genaue Temperaturmessung mit einem eingebauten Pt1000 (DIN EN 60751 Klasse AA, A, B erhältlich).

Elektronik, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist

Die Sensorelektronik ist sowohl in einem Sendergehäuse als auch in einer DIN-Schienenhalterung mit kleinem Formfaktor erhältlich und ermöglicht eine einfache Integration in Prozesslinien und in Geräteschränke von Maschinen.

KMU-DRM
SME_TRD
Entdecken Sie Elektronik- und Kommunikationsoptionen

Einfache Integration

Mehrere in der Sensorelektronik implementierte analoge und digitale Kommunikationsmethoden machen den Anschluss an industrielle SPS- und Steuerungssysteme einfach und unkompliziert.

Analoge und digitale Kommunikationsoptionen

Analoge und digitale Kommunikationsoptionen

Optionale digitale Kommunikationsoptionen

Optionale digitale Kommunikationsoptionen

ATEX & IECEx Compliance

Rheonics bietet eigensichere Sensoren an, die von ATEX und IECEx für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert sind. Diese Sensoren erfüllen die grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen in Bezug auf die Konstruktion und den Bau von Geräten und Schutzsystemen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind.

Die eigensicheren und explosionsgeschützten Zertifizierungen von Rheonics ermöglichen auch die Anpassung eines vorhandenen Sensors, sodass unsere Kunden Zeit und Kosten sparen können, die mit der Identifizierung und Prüfung einer Alternative verbunden sind. Benutzerdefinierte Sensoren können für Anwendungen bereitgestellt werden, für die eine Einheit bis zu Tausenden von Einheiten erforderlich sind. mit Vorlaufzeiten von Wochen gegenüber Monaten.

Rheonics SRV & SRD sind sowohl ATEX als auch IECEx zertifiziert.

SRV EX Montage 01
SRV EX Montage 01
SRD EX Baugruppe 01
SRV EX Montage 01SRD EX Baugruppe 01

ATEX (2014 / 34 / EU) zertifiziert

Die ATEX-zertifizierten eigensicheren Sensoren von Rheonics entsprechen der ATEX-Richtlinie 2014/34 / EU und sind für die innere Sicherheit nach Ex ia zertifiziert. Die ATEX-Richtlinie legt Mindest- und Grundanforderungen in Bezug auf Gesundheit und Sicherheit zum Schutz von Arbeitnehmern fest, die in gefährlichen Atmosphären beschäftigt sind.

Die ATEX-zertifizierten Sensoren von Rheonics sind für den Einsatz in Europa und international anerkannt. Alle ATEX-zertifizierten Teile sind mit „CE“ gekennzeichnet, um die Konformität anzuzeigen.

IECEx-zertifiziert

Die eigensicheren Sensoren von Rheonics sind von IECEx, der International Electrotechnical Commission, für die Zertifizierung nach Standards für Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert.

Dies ist eine internationale Zertifizierung, die die Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet. Rheonics-Sensoren sind für die Eigensicherheit nach Ex i zertifiziert.

Implementierung

Installieren Sie den Sensor direkt in Ihrem Prozessstrom, um Viskositäts- und Dichtemessungen in Echtzeit durchzuführen. Es ist keine Bypassleitung erforderlich: Der Sensor kann in Reihe eingetaucht werden. Durchfluss und Vibrationen beeinträchtigen die Messstabilität und -genauigkeit nicht. Optimieren Sie die Mischleistung, indem Sie wiederholte, aufeinanderfolgende und konsistente Tests an der Flüssigkeit durchführen.

Inline-Standorte für die Qualitätskontrolle

  • In Bioreaktoren zur Reaktionsüberwachung
  • In den Verbindungsrohren zwischen verschiedenen Verarbeitungsbehältern

Instrumente / Sensoren

SRV Viskosimeter ODER an SRD für zusätzliche Dichte

Rheonics Instrumentenauswahl

Rheonics entwickelt, fertigt und vertreibt innovative Systeme zur Flüssigkeitsmessung und -überwachung. In der Schweiz gefertigte Präzisionsviskosimeter und Dichtemessgeräte von Rheonics zeichnen sich durch die von der Anwendung geforderte Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit aus, die erforderlich sind, um in rauen Betriebsumgebungen zu bestehen. Stabile Ergebnisse - auch unter ungünstigen Strömungsbedingungen. Keine Auswirkung von Druckabfall oder Durchfluss. Es ist gleichermaßen gut für Qualitätskontrollmessungen im Labor geeignet. Es müssen keine Komponenten oder Parameter geändert werden, um über den gesamten Bereich zu messen.

Vorgeschlagene Produkte für die Anwendung

  • Breiter Viskositätsbereich - Überwachen Sie den gesamten Prozess
  • Wiederholbare Messungen in Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Alle 316L-medienberührten Teile aus Edelstahl sind hermetisch abgedichtet
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Prozesslinien
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
  • Einzelnes Instrument zur Messung von Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
  • Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Rohre
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
Suche