Scheinbar Unmögliches wird möglich

In den letzten Jahren hat die Branche der Life Sciences eine Vorreiterrolle in Sachen Innovation im Gesundheitswesen eingenommen. Noch bevor die Welt die Auswirkungen der globalen Pandemie spürte, verzeichnete die Branche massives Wachstum, weil Gesundheitsbehörden, Forscher und Innovatoren nach neuen Wegen für den Umgang mit den großen Gesundheitsproblemen suchten.

Auch wenn die Branche noch in den Kinderschuhen zu stecken scheint, prognostizieren ihr viele Analysten eine steile Wachstumskurve. Bereiche wie Pharmaka, Biotechnologie und medizinische Geräte bieten dabei Chancen für erhebliche wissenschaftliche Fortschritte. Um jedoch das enorme Potenzial der Branche zu realisieren, müssen die Lieferanten wichtiger Rohstoffe und Inhaltsstoffe mit der wachsenden weltweiten Nachfrage Schritt halten können.

Eines der Zulieferunternehmen für diese florierende Branche ist Greenfield Global. Gemeinsam mit Rockwell Automation und Alpha Automation vollbrachte das Unternehmen die Meisterleistung, inmitten aller pandemiebedingten Einschränkungen eine neue Produktions- und Vertriebsanlage für Ethanol in Betrieb zu nehmen. Von dieser Anlage aus erfüllt Greenfield nun die Nachfrage der Kunden aus der Life Sciences-Branche in Europa und unterstützt die Expansion in globale Märkte.

Ausgangspunkt: Ein ehrgeiziger Plan

Greenfield Global ist ein kanadischer Ethanolproduzent mit globalen Ambitionen. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Toronto ist einer der führenden Produzenten und Anbieter von Rohstoffen, Inhaltsstoffen und Zusätzen zur Nutzung in den Branchen Spezialchemikalien, Destillate und erneuerbare Energien. Seine Produkte kommen in verschiedensten Branchen zum Einsatz, darunter Biomedizin, Lebensmittel und Getränke und erneuerbare Energien.

In Nordamerika ist das Unternehmen bereits eng in ein Netzwerk aus Brennereien eingebunden und wollte nun auch die europäische Präsenz erweitern. Die neue Anlage sollte neue kommerzielle Chancen eröffnen und schwerpunktmäßig die Anforderungen der schnell wachsenden Life Sciences-Branche sowie verschiedener anderer strategisch wichtiger Sektoren der Region erfüllen.

Als Standort für die neue Anlage wählte das Unternehmen Portlaoise in Irland. Die Anlage mit rund 3 800 m² Fläche und einem knapp 1 400 m² großen Lager wurde für die Produktion von wässerigen GMP-Lösungen für Kunden aus den Branchen Global Life Sciences, Lebensmittel, Geschmacks- und Duftstoffe errichtet. Greenfield entschied sich vor allem deshalb für Irland, weil viele der Life Science-Kunden ihre Herstellung dorthin verlagert haben, aber auch, weil das Unternehmen Irland als natürliches Tor zum europäischen Markt sieht. Außerdem könnte Greenfield so die Geschäftstätigkeit in Nordamerika und in der EU aufgrund des CETA-Abkommens einfacher zusammenführen.

Die Anlage ist auf Biotech-Kunden ausgelegt und stellt Bioprozess-Lösungen, hochreines Ethanol und IPA-Produkte bereit. Im Produktionsprozess kommen hochwertiges gereinigtes Wasser in USP-Qualität und WFI-Erzeugung zum Einsatz. Das Unternehmen ist auf Nachhaltigkeit ausgerichtet und legte daher besonderen Wert auf eine Zero-Waste-Anlage. Stoffe aus den Ethanol-Produktionsprozessen sollten also für andere Zwecke, z. B. die Landwirtschaft, genutzt werden.

Aufbau eines Partnernetzwerks

Als das Unternehmen 2019 mit der Entwicklung der neuen Anlage begann, lagen die Prioritäten unter anderem auf der Ausrüstung der Anlage mit den neuesten Prozess- und Steuerungstechnologien. Da der Standort komplett neu gebaut wurde, gab es keinerlei Einschränkungen, die mit einer alten Anlagenstruktur verbunden sind. Das Management von Greenfield wusste: Eine anpassbare und skalierbare Architektur ist entscheidend für den Bau einer Anlage, die alle Anforderungen von heute erfüllen kann und bereit für zukünftiges Wachstum ist.

Durch die enge Zusammenarbeit mit Alpha Automation & Control und Rockwell Automation konnte sich Greenfield Einblicke und Zugang zu den innovativsten Lösungen sichern. In den Anlagen von Greenfield in Nordamerika kamen bereits zahlreiche Technologien von Rockwell zum Einsatz und hatten sich als zuverlässig erwiesen. Alpha verfügte als Partner im Systemintegrator-Programm von Rockwell über das Know-how, die richtigen Rockwell-Technologien zusammenzustellen und Greenfield wertvolle Unterstützung bei der Integration zu bieten. Als Prozessleitsystem (DCS), das Greenfield die erforderliche Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit bereitstellen kann, empfahl Alpha PlantPAx 5.0 – die neueste Generation der Steuerungstechnologie von RA.

Ein unerwarteter Test

Der Startschuss für das Anlagendesign fiel im Januar 2020 und der Zeitplan für Konstruktion, Hoch- und Tiefbau, Installation der Ausrüstung und Inbetriebnahme war ehrgeizig. Unter normalen Umständen dauert der Bau einer Anlage dieser Art etwa 12 Monate, aufgrund der strategischen Bedeutung der neuen Anlage wurde jedoch mit einem engeren Zeitplan geplant.  Doch dann wurden im März 2020 weltweit Lockdowns verhängt und die Herausforderungen für die Inbetriebnahme und Fertigstellung des Standorts bis zum geplanten Datum verstärkten sich quasi von heute auf morgen. 

„In der Woche, als der Lockdown begann, waren etwa 30 Subunternehmer vor Ort. Wir mussten blitzschnell eine Lösung finden, wie wir den Standort offen halten und das Projekt fortsetzen konnten, ohne die Sicherheit der Mitarbeiter aus den Augen zu verlieren“, so Ken Finegan, Geschäftsführer von Greenfield Global.

In dieser kritischen Phase benötigte die Life Sciences-Branche besonders dringend Unterstützung, also wurden die ursprünglichen Zeitpläne beibehalten und die Entwicklungsarbeiten beschleunigt. Dazu musste das Team alternative Wege für die Inbetriebnahme der Steuerungsanlagen finden, inklusive Einsatz von dezentraler Inbetriebnahme und Qualifizierung und virtuellen Systemschulungen für Mitarbeiter.

„Unsere Herangehensweise bedeutete, dass Ingenieure und Entwickler diesseits und jenseits des Atlantiks rund um die Uhr im Einsatz waren, um alles zum Laufen zu bringen.

„Wir konnten die Beteiligten in Nordamerika in den Prozess einbinden und so sicherstellen, dass sie in die kritischen Entscheidungen involviert waren. Es war ein globaler Kraftakt, an

 dem viele verschiedene Abteilungen von Greenfield und in unserem gesamten Netzwerk beteiligt waren“, führte Finegan weiter aus.

Die Anlage wurde in bemerkenswert kurzer Zeit in Betrieb genommen, produzierte im Oktober 2020 mit voller Kapazität und lieferte die ersten Produkte am Ende des Jahres aus. Sie konnte also Rohstoffe liefern und auf die COVID-19-bedingte Nachfrage reagieren.

Die Rolle der Steuerung

Für die beachtliche Fertigstellungszeit waren enorme Anstrengungen in verschiedensten Aspekten der Entwicklung erforderlich, nicht zuletzt mit Blick auf das Steuerungssystem der Anlage. Der Einsatz von Plant Pax 5.0 unterstützte das Team bei der erfolgreichen Zusammenarbeit und sorgte für Flexibilität und Reaktionsschnelligkeit. Dank diesem System konnten die Ingenieure die Entwicklungsarbeiten schnell voranbringen, vorhandene Bibliotheken und Schablonen wirkungsvoll nutzen und schnellere Dokumentationsprozesse ermöglichen.

„Bei der Inbetriebnahme einer neuen Anlage sind mitunter die Anfangsphasen am wichtigsten. Alle Engpässe in der Entwicklung und beim Testen können sich wiederum auf den gesamten Projektplan auswirken. Dank PlantPAx konnten wir die Entwicklung reibungsloser abschließen und die Überprüfungsprozesse waren viel einfacher“, erklärte Richard Stapleton, kaufmännischer Leiter bei Alpha Automation & Controls.

Die Lösung wurde dezentral getestet und mehrere Ingenieure in Irland und Kanada arbeiteten gleichzeitig daran, den engen Lieferzeitplan einhalten zu können. Trotz aller Schwierigkeiten wurde die Werksabnahmeprüfung innerhalb des ursprünglichen Vier-Wochen-Zeitplans abgeschlossen und der vollständige Test des Standorts erfolgte dezentral.

„Wir konnten sofort durchstarten, weil wir sowohl die Hardware als auch die Software schon kannten und wussten, wie wir die vorhandenen Schablonen und Bibliotheken bestmöglich nutzen können. Wir konnten unserem Kunden eine schlüsselfertige Lösung bereitstellen und in Produktion gehen, ohne die Sicherheit der Mitarbeiter zu gefährden“, berichtete Stapleton weiter.

In der mittlerweile vollständig betriebsbereiten Anlage verwaltet das System eine Reihe von Prozessen aus verschiedenen Bereichen des digitalen Anlagenbetriebs von Greenfield, von der Verwaltung der Ethanollieferung aus Connecticut, dem Destillieren und der Verpackung von Ethanolprodukten bis hin zur Steuerung von Prozessen, die zur Effizienz und Nachhaltigkeit der Anlage beitragen.

„PlantPAx konnten wir aufgrund der Modularität und Flexibilität mit einem guten Gefühl an Greenfield empfehlen. Die Endkunden fühlten sich mit der einfachen Konfiguration, dem intuitiven Design und den umfangreichen Handbüchern und der Dokumentation wohl. Wir selbst standen auch mit Rat und Tat zur Seite und teilten unser Wissen über die Lösung“, so Stapleton.

Erkunden neuer Chancen

Nun ist der Standort schon beinahe ein Jahr betriebsbereit und das zugrunde liegende Prozessnetzwerk hat sich bereits als robust und zuverlässig erwiesen. Bei Greenfield gibt es große Pläne für die Geschäftstätigkeit in der EU und es wird bereits über eine Anlagenerweiterung nachgedacht.

Ken Finegan erklärte dazu: „In unserem Unternehmen ruhen wir uns nicht auf dem Erreichten aus, sondern überlegen bereits, wie wir neue Produkte liefern und unsere Kunden besser unterstützen können. Die Erfahrung der vergangenen 18 Monate hat deutlich gezeigt, dass wir mit Entschlossenheit schnell agieren und Produkte in kürzerer Zeit als je zuvor auf den Markt bringen können.“

Zum Glück unterstützt die DCS-Lösung des Unternehmens diese ambitionierte Herangehensweise, denn PlantPAx 5.0 lässt sich ganz einfach skalieren. Durch die integrierten Leistungsmerkmale lässt sich dasselbe Erscheinungsbild für verschiedene speicherprogrammierbare Steuerungen und für die Standardisierung der Steuerungssystemplattformen von Anlage zu Anlage anwenden. Zudem ermöglicht der Produktlebenszyklus von 15 Jahren zukünftiges Wachstum und Skalierbarkeit, um auch stärkere Nachfragen zu erfüllen, ganz besonders in schnell wachsenden Branchen wie Bio-Pharmaprodukten.

Das Steuerungssystem erlaubt auch die Optimierung und Analyse von größeren Anlagen, was wiederum den Nachhaltigkeitszielen des Unternehmens zugutekommt.

„Nachhaltigkeit ist das Fundament unseres Geschäfts und betrifft alles, was wir tun. Unsere Anlagenstruktur ist ein entscheidender Teil davon und hilft uns, unseren Betrieb mit Blick auf optimale Nachhaltigkeit zu gestalten. Das ist bei Greenfield Global unternehmensweit wichtig und verleiht uns Glaubwürdigkeit bei unserem Vorhaben, Portlaoise zu einem Exzellenzzentrum für Initiativen für einen geringeren CO2-Ausstoß machen“, ergänzte Finegan.

Verglichen mit einem normalen Anlageninbetriebnahmeprozess war es durch die weltweiten Umstände zwar schwieriger, den aktuellen Stand zu erreichen, dennoch fühlte sich Finegan durch das geschaffene Netzwerk gut unterstützt.

„Die Zusammenarbeit zwischen Greenfield, Alpha und Rockwell hat zu grandiosen Ergebnissen geführt. Dank unserer hervorragenden Beziehungen funktionierte sie auch unter den besonderen Umständen. Wir haben uns im gesamten Prozess, und auch danach, bestens unterstützt gefühlt. Wichtig war, dass wir unseren Kunden belastbare Liefergarantien geben konnten. Das hat dazu beigetragen, den hohen Standard zu setzen, den wir auch bei weiterem Wachstum weiterführen werden“, sagte Finegan abschließend.