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Wie eine permanente akustische Überwachung katastrophale Ausfälle von Kondensatableitern und Prozessventilen in Sterilkreisläufen verhindert

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Bei der Entwicklung und Herstellung von Arzneimitteln sind Dampfverteilungssysteme für die Aufrechterhaltung steriler Verarbeitungsbedingungen von entscheidender Bedeutung.

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Reindampf fließt kontinuierlich durch Clean-in-Place- (CIP) und Sterilization-in-Place- (SIP) Kreisläufe, um mikrobiologische Risiken zu beseitigen und Prozessrohrleitungen, Bioreaktoren und Abfüllmaschinen zu sterilisieren.

Im Zentrum dieser Kreisläufe stehen Kondensatableiter und Prozessregelventile. Diese Ventile müssen einwandfrei funktionieren, um präzise thermische Barrieren und die Prozesssteuerung aufrechtzuerhalten. Trotz ihrer Bedeutung unterliegen Kondensatableiter und Ventile oft einem Wartungsansatz nach dem Prinzip „Run-to-Failure“, bei dem Probleme erst behoben werden, wenn es zu einem vollständigen Ausfall gekommen ist. Um kostspielige Betriebsstillstände zu vermeiden und die Produktqualität zu schützen, setzen Betriebe eine kontinuierliche akustische Überwachung ein, um den Zustand dieser wichtigen Anlagenkomponenten in Echtzeit zu verfolgen.

Die betrieblichen und finanziellen Risiken stiller Ausfälle
Wenn Kondensatableiter und Regelventile ausfallen, können die betrieblichen Folgen schwerwiegend sein:

Offengebliebene Kondensatableiter (Blow-Through): Ein Kondensatableiter, der offen stehen bleibt, lässt Frischdampf direkt in das Kondensatrückführungssystem entweichen. Dies führt zu massiven Wärmeenergieverlusten, erhöht die Brennstoffkosten für den Kessel und stört die Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile im Reinraum.
Im geschlossenen Zustand ausgefallene Kondensatableiter (Kondensatrückstau): Ein im geschlossenen Zustand festsitzender Ableiter blockiert den Abfluss von Kondenswasser, wodurch Kondensat in den Dampfkreislauf zurückströmt. Diese Wasseransammlung erzeugt „Kaltstellen“, die Sterilisationszyklen beeinträchtigen, CIP-Vorgänge verzögern und die Sterilitätsvalidierung gefährden.
Kavitation und Leckagen an Ventilen: Prozessventile, die hohen Druckunterschieden ausgesetzt sind, sind besonders anfällig für interne Bypass-Leckagen und Kavitation – das zerstörerische Zusammenfallen von Dampfblasen, das Ventilsitze und Pumpenlaufräder schnell erodiert.

Fällt ein kritischer Kondensatableiter oder ein Ventil aus, müssen mehrere Produktionslinien sofort angehalten werden, um Notfallreparaturen und eine erneute Sterilisation des Systems zu ermöglichen, was zu erheblichen Produktionsausfällen führt.

Zuverlässigkeit neu definiert mit dem Vigilant
Herkömmliche akustische Rundganginspektionen sind zwar äußerst effektiv, liefern jedoch nur eine Momentaufnahme des Zustands der Anlagen zum Zeitpunkt der Prüfung. Für risikoreiche, geschäftskritische Dampf- und Flüssigkeitskreisläufe ist eine kontinuierliche Überwachung unerlässlich.

Das Vigilant-System ist eine fest installierte 8-Kanal-Zustandsüberwachungsplattform, die kontaktbehaftete Ultraschalldiagnostik mit hochauflösender Schwingungsanalyse kombiniert. Die Sensoren des Vigilant-Systems sind direkt am Ventilkörper oder am Gehäuse des Kondensatableiters angebracht und erfassen kontinuierlich hochfrequente akustische Emissionen, deren Daten in Echtzeit an zentrale Plattformen übertragen werden.
Durch die Analyse turbulenter Strömungsmuster kann das Vigilant-System schnell zwischen normalem Zyklusbetrieb, einem „Failed-Open“-Durchblaszustand und einem verstopften Kondensatableiter unterscheiden.

Bei Prozessregelventilen erkennt Vigilant die frühen Stadien von internen Bypass-Leckagen und Kavitation, lange bevor der Ausfall die nachgeschalteten Produkttemperaturen beeinträchtigt oder Sachschäden verursacht.

Die Vorteile der vorausschauenden Ventilwartung nutzen
Der Übergang von der reaktiven Wartung zur kontinuierlichen Überwachung mit dem Vigilant-System bietet erhebliche Vorteile für pharmazeutische Betriebe:

Unterbrechungsfreie Produktion: Echtzeitdiagnosen verhindern plötzliche Kaltstellen während Sterilisationszyklen, gewährleisten uneingeschränkte Prozesskontinuität und verringern das Risiko von Chargenausschüssen.
Energie- und Emissionsreduzierungen: Durch die sofortige Erkennung von offen stehenden Kondensatableitern verzeichnen Anlagen dampffolgebedingte Energieeinsparungen von bis zu 25 %, was zu einer direkten Verringerung der CO₂-Emissionen führt.
Optimierte Ressourcenzuweisung: Kontinuierliche, automatisierte Diagnosen machen manuelle, routenbasierte Inspektionen von streng gesicherten oder schwer zugänglichen Dampfleitungen überflüssig, sodass sich die Zuverlässigkeitsingenieure auf Korrekturmaßnahmen mit hoher Priorität konzentrieren können.
Die kontinuierliche akustische Überwachung mit dem „Vigilant“ bietet pharmazeutischen Betrieben die notwendigen Werkzeuge, um ihre Anlagen zu schützen, die betriebliche Effizienz zu steigern und strenge Umweltvorschriften einzuhalten.