Cleanzone 2017: Digitální monitorovací řešení usnadňují efektivní řízení, sledovatelnost a detekci chyb

© vali.sys

Umožněná koncentrace částic překročena? Relativní vlhkost vzduchu nad limitem? Příliš vysoká teplota ohrožuje stabilitu účinné látky? V těchto případech a obecně při výskytu kritických stavů v čisté místnosti může tým zaměstnanců těžit z důsledného digitálního monitoringu: okamžitý alarm, komplexní přehled o situaci, rychlá reakce a včasné zásahy jsou pak možné. Nicméně není vždy snadné začlenit moderní metody do rozvinutých analogových struktur farmaceutické společnosti. Protože čisté místnosti jsou ve všech ohledech považovány za zvlášť citlivé oblasti, mohly by i při digitálním monitoringu patřit mezi průkopníky. Návštěva letošní výstavy Cleanzone v úterý/středu, 17. + 18. 10. 2017, ve Frankfurtu nad Mohanem, ukazuje perspektivy do budoucna.

V mnoha oblastech farmaceutické výroby a analytiky jsou výhody komplexního propojení strojů, měřicích přístrojů a dokumentačních systémů zřejmé. V rámci známého hesla „Průmysl 4.0“ usnadňují moderní digitální řešení efektivní řízení, sledovatelnost šarží a detekci možných nestandardností a chyb. Ne všechno, co digitální hodnoty vydává, však pracuje od A do Z digitálně. Existují částečně digitalizované systémy, ale také fyzikální základní podmínky, které vyžadují přechod mezi analogovým a digitálním.

Například při sledování sterilní výroby léčiv, sterilního plnění nebo sterilního balení se obvykle shromažďují analogová data. Jako hlavní měřicí veličinu se určuje počet částic ve vzduchu v předem definovaném objemu. To se v průmyslové praxi provádí za podmínek GMP (Dobrá výrobní praxe) v zónách čisté místnosti A a B nepřetržitě, zatímco hodnoty pro zónu C jsou sbírány hodinově až měsíčně a pro zónu D denně až ročně. Protože částice mohou být považovány za potenciální nositele mikroorganismů, data z čítače částic se rovněž započítávají do hodnocení rizika kontaminace mikrobiálními částicemi.

Nepřetržitě je sledován například rozdílový tlak mezi různými zónami čisté místnosti a samozřejmě i tlak čisté místnosti vůči okolnímu nečistému prostředí. Další důležitou veličinou bývá často relativní vlhkost. Podle pravidla by mělo být také monitorování teploty na místech, kde se lék nebo jiný produkt nachází déle než 24 hodin. Ať už jej určujeme odporovým měřením nebo jiným způsobem – data jsou primárně analogová.

Hned po měření: převod z analogového na digitální

V tradičních závodech se tato data přenášejí převážně analogovými kabely. Digitální alternativa však nabízí výrazné výhody: zatímco analogovým kabelem se přenáší pouze jeden signál, digitální umožňuje přenos velkého množství – proto dnes můžeme přijímat tolik televizních stanic, kolik jen chceme, a ne jen dvě nebo tři. V měřicí technice toto pravidlo umožňuje zachytit mnoho dat na různých místech a přenést je přes jediný kabel mimo čistou místnost (například systémy Modbus). Současně lze také ověřit spolehlivost funkce samotných zařízení a například rychle odhalit a vyměnit „línou“ měřicí buňku.

Také při odhadu spolehlivosti výsledků pomáhá digitální přenos. Stejně jako u staré televize, kdy se obraz občas rozmazal, mohou být analogové signály obecně rušeny motory, jinými pohony nebo obrazovkami. Při digitálním přenosu dostanete buď jasný obraz nebo čistý signál, nebo vůbec nic (= rušení).

Pokud je však sběr dat stále analogový a ukládání dat včetně zobrazení časových průběhů apod. je vždy digitální, pak se samozřejmě klade otázka: na které straně by měla probíhat konverze signálu? S ohledem na možné rušivé vlivy je odpověď: co nejblíže ke měřicí špičce. U moderních snímačů může být vše hotovo již dva milimetry od senzoru: jak technická A/D konverze, tak převod na požadovanou měřenou hodnotu s ohledem na kalibrační data.

Budoucnost: vše přes bezdrát?

Pokud bereme vážně heslo „Průmysl 4.0“, nemělo by se v budoucnu generovat digitální hodnoty pouze přímo ve snímači. Měly by být také možné korelovat hodnoty z různých měřicích míst nebo dokonce různé měřicí veličiny (kontaminace částicemi, teplota, vlhkost). K tomu by spolu komunikovalo několik zařízení v čisté místnosti, aby již před překročením jednotlivých limitů mohlo vyslat varovný signál do řídicího centra: „Pozor, sice je vše ještě v zelené zóně, ale celkový obraz měřených hodnot se vyvíjí směrem, který již neodpovídá normálnímu provozu.“ Je to reálné?

„Existuje již možnost, že při příliš vysoké koncentraci částic se sama zařízení automaticky vypne. Řídicí centrum bude informováno později,“ vysvětluje Thomas Christen, technický ředitel společnosti vali.sys ve Wetzikonu. „Samozřejmě si lze představit, že místo jednoho srovnání cílové a skutečné hodnoty by se mohly shromažďovat různé měřicí údaje. Ačkoliv to v praxi ještě není běžné, nabízí to příležitosti do budoucna.“

Mezi pokročilé koncepty patří také systémy s čidly, která přenášejí data bezdrátově do cloudu. Přímo odtud jsou pak spouštěny případné alarmy. Pro uživatele to znamená: žádné servery, žádné aktualizace, přístup odkudkoli – systém založený na internetu na 100 %. „Tuto příležitost již využívají potravinářská výroba nebo skladovací haly s kontrolou klimatu,“ uvádí Philippe Trösch, sales engineer ve společnosti Novasina v Lachen. „Řešení pro firmy, které jsou z důvodů regulací nebo jiných důvodů opatrnější nebo nechtějí přijít o stávající serverovou infrastrukturu, jsou extrémně modulární systémy.“ Použití v čisté místnosti jako samostatný, přehledný „svět pro sebe“ by se tak mohlo dokonce zvlášť hodit.

Tato a další nápady si návštěvník veletrhu od Cleanzone odnese do svého provozu a možná již následující den může začít s jejich implementací – ať už v rámci výhodných konceptů při nových instalacích nebo postupné integrace digitálních monitorovacích řešení do stávajících farmaceutických čistých místností.