Prozessleittechnik Musteranlage rundum sicher automatisiert

Unweit von Leipzig betreibt Czewo, ein Full-Service-Anbieter für Aerosolabfüllung, eine Anlage zur Herstellung von Kosmetika. Der Komplex gilt als Vorbild für eine sichere und durchgängig auf höchstem Niveau arbeitende Produktion. Maßgeblichen Anteil daran hat die hochmoderne Anlagentechnik, kombiniert mit einem leistungsfähigen Prozessleitsystem.

Anbieter zum Thema

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FAULHABER Antriebssysteme

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B&R Industrie-Elektronik GmbH

Wer zu Deodorant, Rasierschaum oder Haarspray greift, seine Schuhe mit Schaumpflege aufpoliert oder lästiges Quietschen mit einem Ölspray beseitigt hat gute Chancen, ein Produkt von Czewo in Händen zu halten. Das 1964 gegründete Unternehmen gehört zu den führenden deutschen Lohnabfüllern von Aerosolen und Liquids für Körperpflege, Haushalt und technische Anwendungen. Gut 200 Mio. Dosen produziert Czewo pro Jahr allein im Bereich Aerosole, das sind etwa 20 Prozent der Gesamtmenge in Deutschland. Um vorne zu bleiben, investiert der Lohnabfüller Jahr für Jahr in die Modernisierung seiner Maschinen und Anlagen, in zusätzliche Fertigungskapazitäten sowie in die Absicherung der von den Auftraggebern geforderten Sicherheitsstandards.

So betreibt Czewo im nur wenige Kilometer von Leipzig entfernten Bad Schmiedeberg eine hochmoderne Anlage zur Herstellung von Kosmetikprodukten. „Namhafte Hersteller von Kosmetik- und Haarpflege-Produkten haben diese Anlage besichtigt und uns eine qualitativ hochwertige bauliche und verfahrenstechnische Ausführung attestiert“, so Steffen Brühmann, der bei Czewo Full Filling Service für dieses Projekt verantwortlich ist. Zu den Vorteilen der Anlage gehören eine flexible Rezepturerstellung, eine geschlossene Prozessführung, umfangreiche, die Rückverfolgbarkeit betreffende Dokumentationsmöglichkeiten, eine automatische Reinigung im Prozess (CIP) und nicht zuletzt die so erreichte Einhaltung der Europäischen Kosmetik-GMP-Richtlinie (Good Manufacturing Practise).

GMP-konforme Fertigung stellt hohe Ansprüche

Mit dieser Anlage kann Czewo sicher und durchgängig auf höchstem Qualitätsniveau fertigen, wofür insbesondere der GMP-konforme Aufbau und das Prozessleistsystem auf Basis der Prozessleittechnik Aprol von B&R verantwortlich sind. „Um eine GMP-konforme Produktion aufzubauen“, erklärt Steffen Brühmann, „waren unsere Grundforderungen an das Prozessleitsystem, dass die Ansätze reproduzierbar und die Arbeitsabläufe nachvollziehbar sowie weitgehend automatisiert ablaufen können“. Trotz des relativ überschaubaren Umfangs der Anlage — sie besteht im Kern aus fünf Rührbehältern mit vier bzw. zwei Kubikmetern Fassungsvermögen, einer fahrbaren Vor-Ort-Bedienstation und einem Leitstand sowie 270 I/Os — steht das Leitsystem vor hohen Anforderungen.

Da Deodorants oder Haarsprays zu einem Großteil aus Alkohol und anderen brennbaren Komponenten bestehen, wurde der unmittelbare Produktions- und Abfüllbereich als Ex-Bereich (Zone 1, Gasgruppe IIB, Temperaturklasse T3) ausgeführt und gekennzeichnet. Wie von den Normen gefordert, sind die hier installierten Ausrüstungsteile, so weit möglich, in Edelstahl ausgeführt. Die für die Prozessleittechnik erforderliche Elektronik wie PCs, Frequenzumrichter und I/Os sind im Leitwarten- bzw. Elektroschaltraum und damit im sicheren Bereich angeordnet. „Das ist eine Standardaufgabe in verfahrenstechnischen Anlagen“, weiß Dieter Tzschoppe, Inhaber des Unternehmens IFA/ITP, das für die Planung und Ausführung der elektro-, mess- und regeltechnischen Anlagenteile zuständig war. „Die Besonderheit und Herausforderung lag bei dieser Anlage vielmehr darin, dass eine Vor-Ort-Bedienung im Ex-Bereich gefordert war und ein häufiger Produktwechsel optimal unterstützt werden sollte. Darüber hinaus waren eine Anbindung an das vorhandene SAP-System zu erstellen und weitere für verfahrenstechnische Anlagen untypische Komponenten wie ein Scanner-System einzubinden.“ Trotz der umfangreichen Aufgabenstellung war das Zeit- und Kostenbudget eng bemessen.

Hohe Flexibilität der Leittechnik ermöglicht auch Einbindung von Exoten

„Aufgrund dieses Anforderungsprofils haben wir Czewo die Leittechnik Aprol der österreichischen Firma B&R vorgeschlagen, die später auch ausgewählt wurde“, so Dieter Tzschoppe. „Andere Leitsysteme schieden zum Beispiel wegen zu hoher Kosten oder einer untragbaren Produktpolitik des Anbieters aus.“ Besonders wichtig war bei diesem Projekt die hohe Flexibilität des Aprol-Systems. So können Geräte unterschiedlichster Hersteller mit geringem Aufwand angebunden werden. Dafür gibt es nicht nur Profibus-Schnittstellen, sondern auch zahlreiche, frei programmierbare Schnittstellen. „Damit konnten nicht nur die Wägezellen und Frequenzumrichter oder die für eine Verriegelung erforderlichen Initiatoren, die jeweils über eine Profibus-DP-Schnittstelle verfügen, problemlos eingebunden werden, sondern auch Exoten wie der geforderte Scanner“, berichtet Holger Hobus von IFA/ITP, der wesentlich an der Planung und Umsetzung des Leitsystems beteiligt war.

Flexibilität war ebenso bei der Umsetzung des Rezeptur-Handlings und der Rezeptur-Verwaltung nötig. Das Leitsystem bei Czewo ist als Batch-System ausgelegt, was Eingabefehler durch Bediener ausgeschließt und die Reproduzierbarkeit der Ansätze gewährleistet. Automatische Verriegelungen sorgen dafür, dass es nicht zur Produktkontaminierung oder zum Überlaufen eines Behälters kommt. Die entsprechenden Rezepturen werden aus Produktstücklisten und Arbeitsplänen sowie in SAP abgelegten Grundfunktionen aufgerufen. Eine Grundfunktion ist etwa „Alkohol dosieren“: Wird diese im Batch aufgerufen, öffnen sich die entsprechenden Ventile. Wägezellen ermitteln gleichzeitig inkrementell die Masse im Rührbehälter. Das Leitsystem schließt die Ventile, wenn die vorgegebene Massendifferenz erreicht ist. Dabei gibt es Grundfunktionen mit und ohne Parameter. Über einen Parameter wird zum Beispiel festgelegt, welche Masse maximal in einem Schritt aus dem Rühr- in den Transportbehälter (IBC) abgelassen werden darf, um dessen Überfüllen sicher zu vermeiden. Da die Parameter produktspezifisch sind, werden ihre Werte wie auch die Abfolge der Grundfunktionen im Arbeitsplan des SAP-Systems hinterlegt. Damit sind im Bedienprofil des Anlagenfahrers keine Abweichungen vom festgelegten Herstellungsprozess möglich.

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