Jakie korzyści oferują modułowe instalacje mieszające przy zmiennych wielkościach partii i częstych zmianach receptur?
Modułowe instalacje mieszające mogą poprawiać zdolność adaptacji produkcji, przede wszystkim gdy asortyment produktów, dodatki, kroki procesowe lub wymagania higieniczne zmieniają się często. Nie są jednak automatycznie ekonomicznie najlepszym rozwiązaniem dla wszystkich wielkości partii. Korzyść powstaje tylko wtedy, gdy moduły, przepływy materiałowe, interfejsy, czyszczenie i automatyka są od początku zaprojektowane pod oczekiwane zmiany.
Ważna zaleta leży w rozszerzalności funkcji. Dodatkowe punkty dozowania, dodawania cieczy, sensorykę, temperowanie, technikę próżniową, moduły czyszczące lub organy wyładowcze można łatwiej uzupełnić, gdy przyłącza mechaniczne, przestrzeń zabudowy, zaopatrzenie w media, rezerwy sterowania i funkcje bezpieczeństwa są przygotowane. Jeżeli te warunki nie są spełnione, chodzi mniej o szybkie dostosowanie modułowe, a bardziej o technicznie bardziej złożoną przebudowę z dłuższymi czasami przestoju.
Przy zmiennych wielkościach partii trzeba odróżnić elastyczność procesową od rozbudowy modułowej. Mieszalnik, który potrafi niezawodnie przetwarzać różne stopnie napełnienia, jest procesowo elastyczny; nie staje się przez to automatycznie modułowy. Skalowanie poprzez równoległe lub dodatkowe moduły mieszające może zwiększyć zdolność produkcyjną, wiąże się jednak z dodatkowym nakładem dotyczącym zasypu, zarządzania recepturami, czyszczenia, kontroli jakości, przepływu materiału i personelu. Zwłaszcza przy bardzo małych wielkościach partii przezbrojenie, czyszczenie i zwolnienie mogą przeważyć nad możliwą korzyścią wydajnościową.
Częste zmiany receptur korzystają z jasnego rozdzielenia receptury produktu i logiki sterowania specyficznej dla instalacji. Standard ISA-88 strukturyzuje procesy wsadowe poprzez receptury, fazy procesu i moduły wyposażenia. Dzięki temu nowe lub dostosowane receptury mogą być wprowadzane w ramach zatwierdzonych granic procesowych bez przebudowy pełnego oprogramowania sterującego dla każdej zmiany. Może to potencjalnie obniżyć nakład inżynieryjny i szkoleniowy, wymaga jednak zdyscyplinowanego zarządzania recepturami, wersjonowania, koncepcji uprawnień i kontrolowanego zarządzania zmianami.
Oddzielne drogi materiałowe, wymienne komponenty mające kontakt z produktem lub samodzielne kontenery mogą zmniejszać ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego. Nie eliminują go jednak automatycznie. Decydujące są właściwości produktów, strategia czyszczenia, rzeczywista zdolność do opróżniania, kształt uszczelnień i przejść, containment oraz walidacja lub weryfikacja czyszczenia. Zwłaszcza przy produktach alergennych, wysoce aktywnych lub mikrobiologicznie krytycznych pełna separacja fizyczna może być bardziej ekonomiczna i bezpieczna niż częste zmiany na tej samej instalacji.
Instalacje modułowe mogą zwiększać dostępność, gdy wyodrębniony moduł może być konserwowany lub wymieniany bez zatrzymywania całej produkcji. Dotyczy to jednak tylko wtedy, gdy istnieją alternatywne drogi procesowe, wystarczające bufory, redundancja i bezpieczne procesy przełączania. Pojedynczy moduł dozujący lub wyładowczy może mimo modułowej budowy nadal stanowić wąskie gardło. Bez analizy zdolności produkcyjnej i awaryjności zmodularyzowana instalacja może jedynie przesuwać przestój z jednego agregatu na inny.
Identyfikowalność może być wspierana przez ustrukturyzowaną modularyzację. Warunkiem są jednoznaczne oznaczenia modułów, materiałów, receptur i wsadów oraz spójna rejestracja wartości zadanych i rzeczywistych, interwencji operatora, czyszczeń, odchyleń i zwolnień. Same interfejsy cyfrowe nie wystarczają. Muszą być uzupełnione jednolitym modelem danych, znacznikami czasowymi, uregulowaną odpowiedzialnością za dane i integralnością danych.
Pakiet typu modułu, w skrócie MTP (Module Type Package), może ułatwiać integrację po stronie oprogramowania odpowiednich modułów procesowych. MTP opisuje funkcje i interfejsy automatyki modułów w sposób strukturalny i niezależny od producenta. Może w szczególności przy w znacznym stopniu autonomicznych skidach dozujących, temperujących lub czyszczących upraszczać inżynierię i integrację z systemem nadrzędnym. MTP nie zastępuje jednak sprawdzenia mechanicznego, procesowego ani bezpieczeństwa modułów. Korzyści, takie jak skrócenie czasu inżynierii czy rozruchu, są zawsze specyficzne dla projektu i nie mogą być rozumiane jako ogólna obietnica oszczędności.
Modułowość i możliwość doposażenia w amixon®
amixon® łączy wysoką elastyczność procesową z rozszerzalnością przygotowaną specyficznie dla projektu. Zamiast przewidywać osobny aparat dla każdej wielkości partii lub receptury, mieszalniki amixon® mogą – zależnie od produktu i zwalidowanego zakresu eksploatacji – przetwarzać różne wielkości wsadów i receptury. Intensywność mieszania można dostosować za pomocą zatwierdzonych receptur w sterowniku PLC: od łagodnej homogenizacji po celową deagłomerację z rotorem tnącym. Czas mieszania, prędkość obrotowa, kolejność dozowania i profil temperatury są prowadzone dla poszczególnych wsadów i wykonywane w sposób powtarzalny.
Dla przyszłych, oczekiwanych wymagań aparaty mogą być już planowane w specyfikacji wymagań użytkownika, w skrócie URS, z odpowiednimi rezerwami i interfejsami. amixon® może integrować lub doposażać specyficznie dla projektu dozowania cieczy z lancami dozującymi lub dyszami dwuskładnikowymi, rotory tnące i narzędzia High Shear, płaszcze temperujące, dodatkową sensorykę, lance myjące, funkcje czyszczenia na mokro oraz organy wyładowcze i dozujące, takie jak DosiFlap®. Doposażenie nie jest przy tym traktowane jako standardowa przebudowa, lecz dostosowywane do produktu, celu procesowego, istniejącej konstrukcji oraz wymaganej higieny, bezpieczeństwa i automatyki.
Dla rosnących wymagań co do zdolności produkcyjnej amixon® oferuje różne wielkości urządzeń i systemy mieszania. Mieszalnik kontenerowy typu COM może dodatkowo zwiększyć elastyczność procesową, ponieważ Mixtainer® organizacyjnie oddzielają od siebie odważanie, mieszanie, magazynowanie pośrednie, transport i napełnianie. Dodatkowe Mixtainer® mogą przy odpowiedniej logistyce poprawić dostępność systemu, niekoniecznie wymagając dodatkowej stacji mieszania. Dokładny efekt na zdolność produkcyjną jest oceniany na podstawie całego przepływu materiału, przebiegów czyszczenia oraz procesów poprzedzających i następczych.
Przed przebudową lub rozbudową można przeprowadzić próby z oryginalnym produktem w centrach prób amixon®. Można tam ocenić jakość mieszania, rozprowadzanie cieczy, łagodność wobec produktu, wprowadzanie energii, zdolność do opróżniania i zdolność do czyszczenia. Wyniki prób dostarczają udokumentowanej podstawy do doboru procesowego oraz definicji odpowiednich parametrów wyjściowych. amixon® dysponuje według własnych danych ponad 30 instalacjami testowymi w Paderborn oraz uzupełniającymi lokalizacjami centrów prób w Stanach Zjednoczonych i kilku krajach azjatyckich.
Prowadzenie receptur oparte na sterowniku PLC może być uzupełnione identyfikacją materiału wspomaganą kodami kreskowymi oraz podłączeniem do ERP lub MES specyficznym dla projektu. Dzięki temu można powiązać wersję receptury, wsad, parametry procesowe i wybrane dane materiałowe. Wspiera to identyfikowalność wsadów, analizy OEE oraz kontrolowane przeprowadzanie częstych zmian receptur. Warunkiem w pełni wiarygodnej analizy pozostaje jasno zdefiniowany model danych z jednolitymi znacznikami czasowymi, uprawnieniami użytkowników i kategoriami przestojów.
Dla zastosowań regulowanych amixon® wspiera przy Design Qualification, Installation Qualification i Operational Qualification, w skrócie DQ, IQ i OQ. Wykonanie aparatu i dokumentacja mogą być zorientowane na wymagania specyficzne dla projektu, takie jak EU-GMP, FDA 21 CFR Part 11, EHEDG, standardy 3-A Sanitary, ATEX lub ASME. amixon® opisuje współdziałanie na życzenie przy DQ, IQ i OQ oraz integrację zgodnie z koncepcją walidacji operatora – od URS aż po rozruch.
Dodatkowo amixon® towarzyszy instalacjom przez cały cykl życia poprzez konserwację, modernizację, doposażenie i zaopatrzenie w części zamienne. Centralna produkcja w Paderborn oraz dostępna dokumentacja techniczna ułatwiają ocenę późniejszych dostosowań, a także długoterminowe zaopatrzenie w komponenty.