Produtor biofarmacêutico descobre oportunidade na obsolescência

Equipamentos antigos têm o potencial de se transformar em um problema multimilionário para as empresas biofarmacêuticas se não forem abordados.

Se o equipamento falhar e não houver peças sobressalentes disponíveis, a produção de produtos biológicos de alto valor sofrerá uma interrupção onerosa e possivelmente resulte na perda de lotes.

Recentemente, uma gigante biofarmacêutica precisou resolver a obsolescência em dois skids de purificação e viu isso como uma oportunidade de fazer algumas melhorias operacionais adicionais no processo.

Permanecendo à frente da obsolescência

Cada lote de produção começa com uma ampola de 1 a 4 mililitros de células que serve como a força motriz para a criação de proteínas essenciais nos medicamentos.

A ampola é submetida a um processo de fermentação no qual ela é descongelada em um estado vivo e combinada com um meio tampão para promover o crescimento e a replicação celular.

Por meio desse processo, a ampola de células pode crescer até um volume final de 12.000 litros.

Quando o volume desejado é atingido, o lote é enviado para as operações de purificação. Lá, restos celulares, proteínas indesejadas e outros elementos são removidos por meio de uma série de diferentes processos. O último desses processos é a filtragem de fluxo tangencial ou TFF.

A TFF é um processo acionado por pressão que remove as espécies-tampão da proteína. Isso ajuda a clarificar e purificar em uma concentração final que atenda às especificações desejadas do medicamento e, em seguida, ele pode ser enviado para preenchimento.

A empresa tem vários skids de TFF para tamanhos de lotes diferentes, mas foram os dois skids de médio porte da TFF que estavam perto do fim da vida útil.

O primeiro skid foi colocado em uso em 1998 e, o segundo, logo em seguida para atender à crescente demanda por produtos. Os dois skids tinham um controlador lógico programável (CLP), um inversor de frequência (VFD) e componentes de interface de operação e programação (IHM) que seriam descontinuados em breve ou já haviam sido descontinuados.

“A empresa sabia que esses sistemas estavam perto do fim da vida útil e precisavam ser substituídos ou atualizados”, disse Tim Brown, engenheiro de projeto da Banks Integration. “Com base na integridade geral do sistema de skids, fazia sentido atualizar os sistemas de controle.”

Os equipamentos antigos representavam um passivo de produção de até US$ 10 milhões se ficassem inoperantes, dada a falta de peças sobressalentes disponíveis e o potencial tempo de parada.

Mais do que isso, no entanto, eles também estavam gerando cinco a seis alarmes críticos por semana por conta das más comunicações entre os componentes, causando tempo de parada desnecessário.

A falta de informações de diagnóstico dificultou a localização de falhas e o diagnóstico dos alarmes, algumas vezes exigindo o suporte de até 10 funcionários dos grupos de ciências de qualidade, automação e produção para resolver um único alarme.

“Podiam ser várias horas extras para algo simples como um fio solto”, disse Brown.

Além disso, embora os dois skids se baseassem no mesmo projeto, eles ainda tinham os próprios sistemas. Isso significava que cada skid tinha o próprio código separado, que precisava passar por testes separados para cada nova produção.

Migração dos sistemas de controle

A produtora biofarmacêutica trabalhou com a Banks Integration Group, parceiro de soluções do programa PartnerNetwork^™ da Rockwell Automation, para projetar, planejar e validar o processo de atualização do sistema de controle com base na plataforma de SDCD moderno PlantPAx^® da Rockwell Automation.

Isso envolveu a atualização dos CLPs e VFDs dos skids em obsolescência para controladores Allen-Bradley^® ControlLogix^® 5570 e VFDs Allen-Bradley PowerFlex^® 525.

Uma rede EtherNet/IP^™ tolerante a uma única falha substituiu a rede Data Highway Plus existente na empresa para conseguir melhores comunicações em nível de dispositivo e monitoração de desempenho em tempo real.

Além disso, os sistemas de controle foram integrados em uma arquitetura SCADA cliente-servidor redundante para permitir um maior nível de acesso, incluindo acesso remoto.

Os novos sistemas skid usam os objetos de processo do PlantPAx para ciências biológicas: uma biblioteca de códigos do controlador, elementos de exibição e faceplates que são personalizados para o setor de ciências biológicas.

Esses elementos predefinidos podem ajudar os operadores da empresa a configurar aplicações mais rapidamente para acelerar as implantações de produção e reduzir os tempos de ciclo.

Os novos sistemas também usam o software FactoryTalk^® Batch da Rockwell Automation, com recursos de edição de equipamentos e receitas que permitem que os operadores criem modelos e receitas individuais. O FactoryTalk Batch com o recurso PhaseManager^™ simplifica a programação e a configuração da lógica de fase, possibilitando a criação de fases do equipamento sem o código da interface lógica de fase (PLI).

Eficiências novas

Os skids atualizados da TFF permitiram que a empresa permanecesse à frente da obsolescência do equipamento e evitasse problemas de tempo de parada potencialmente graves. Mais do que isso, as atualizações proporcionaram melhorias operacionais adicionais e benefícios para os negócios.

Os novos sistemas de controle suportam uma abordagem de código “familiar”, na qual o mesmo código pode ser testado uma vez e instalado em ambos os skids.

“Ter dois sistemas que compartilham um conjunto de códigos essencialmente reduz os custos de validação da empresa pela metade”, disse Brown. “Não é mais o dobro da quantidade de processos de teste e de documentos.”

Os sistemas novos também reduziram de maneira significativa os alarmes críticos resultantes de problemas de comunicação; de cinco ou seis alarmes por semana a zero nos primeiros dois meses de operação.

Para qualquer problema que surgir, os sistemas novos proporcionam à equipe do produtor maior visibilidade dos skids para resoluções mais rápidas. Por exemplo, os VFDs nos sistemas antigos não estavam sendo monitorados. Por isso, os operadores reiniciavam uma máquina em vez de procurar entre várias dezenas de códigos de falha para identificar o problema. Agora, os códigos de falha dos VFDs novos são informados de volta ao CLP e coletados em um histórico de dados.

“Com o sistema novo e o anel de nível de dispositivo, podemos saber exatamente onde uma falha está ocorrendo”, disse Brown. “Isso provavelmente poupou um dia de localização de falhas para a empresa apenas na primeira semana de implantação.”

Além disso, a rede nova permite que as informações coletadas no nível de controle fluam pela instalação. Isso simplifica a visibilidade do funcionamento do sistema, como o fornecimento aos funcionários de recursos de acesso remoto a skids, mesmo quando eles não estão no chão de fábrica.

“Antes, a empresa tinha pouca visibilidade do lado de fora”, relatou Brown. “Se alguém receber uma ligação agora, leva dois minutos para acessar remotamente o skid do escritório ou de outro local. Isso é muito benéfico em termos de localização de falhas.”

Os resultados mencionados acima são específicos do uso de produtos e serviços da Rockwell Automation pelo produtor biofarmacêutico em conjunto com outros produtos. Os resultados específicos podem variar para outros clientes.

Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, PartnerNetwork, PhaseManager, PlantPAx e PowerFlex são marcas comerciais da Rockwell Automation Inc.

EtherNet/IP é uma marca comercial da ODVA Inc.