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Festo - Alles im Fluss in der Bioproduktion

Festo liefert Komponenten und Subsysteme für die automatisierte, kosteneffiziente Bioproduktion. Vom schwäbischen Denkendorf aus versorgt das Unternehmen seine weltweite Kundschaft aus der Biotech- und Pharmaindustrie.

Festo hat für den Bereich Biotechnologie und Pharma ein eigenes Industriesegment eingerichtet, es wird von Thomas Schulz geleitet. © Festo

Das Metier der Festo AG & Co. KG ist die Fabrik- und Prozessautomatisierung. Deren Entwicklung hat das 1925 gegründete Unternehmen über Jahrzehnte begleitet und mitgestaltet. Festo liefert elektrische und pneumatische Antriebe, Ventile, Sensoren, weitere Automatisierungskomponenten und ganze Steuerungseinheiten. Als die industrielle Bioproduktion mit lebenden Mikroorganismen um die Jahrtausendwende immer wichtiger wurde, hat Festo auch diesen Markt für sich erschlossen.

Heute ist der Bereich Biotechnologie und Pharma ein eigenständiges Industriesegment, das innerhalb der Prozessautomatisierung im Fokus des Konzerns steht. Was das heißt, erklärt Thomas Schulz, Leiter des Industriesegments: „Wir verfügen über spezielle Entwicklungs- und Vertriebsteams, die sehr genau beobachten, wie sich dieser Bereich insgesamt entwickelt, und entsprechend aktiv werden. Es gibt im Unternehmen eine gewisse Vorfahrtsregelung, die dem Segment Biotech und Pharma Priorität einräumt, falls es zu Engpässen kommen sollte.“

Schulz betreut die weltweiten Aktivitäten, die bei Festo rund um die Bioproduktion von medizinischen Wirkstoffen anfallen und Produktionsvolumina von zehn Litern bis zu vielen Hektolitern umfassen. Ausgenommen ist in seinem Industriesegment die Laborautomatisierung, die von Peter Jaschke geleitet wird. Der Grund für die Aufteilung sind die unterschiedlichen Prozesse der Anlagen. „Sie unterscheiden sich im täglichen ‚doing’. Bei der Laborautomatisierung geht es im Gegensatz zu uns um Kleinstmengen, die jedoch in hohem Durchsatz gehandhabt werden“, so Schulz.

Festo hat mit seiner Kompetenz auf dem Gebiet der Laborautomatisierung die Entwicklung der Tissue Fabrik am Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA begleitet. Hier werden Hautmodelle für die tierversuchsfreie Testung von Wirkstoffen und Kosmetika entwickelt.

Mit der Ventilfunktion steht und fällt die Bioproduktion

Einbaufertige Lösungen wie dieser Schaltschrank werden individuell für den Kunden konfiguriert. © Festo

Eines haben beide Bereiche gemeinsam: die hohen Anforderungen an Sauberkeit und Keimfreiheit im Produktionsprozess. Hierbei gibt es weltweit keine großen Unterschiede mehr, wie Schulz erklärt: „Die GMP-Anforderungen sind bei weltweit aktiven Unternehmen – und das sind die meisten unserer Kunden – inzwischen gleich. Wir sehen zwar noch regionale Unterschiede, aber auch in Russland und China zum Beispiel wird heute sehr viel Wert auf Qualität gelegt. Inzwischen kann es sich niemand mehr leisten, unsauber zu arbeiten.“

Das gilt für die gesamte Produktionskette, die Festo mit Komponenten versorgt. „Die Automatisierung von Ventilfunktionen ist zurzeit unser Hauptgeschäft. Dabei gibt es je nach Größe der Anlage circa 500 bis 10.000 Prozessventile, um die Zufuhr flüssiger oder gasförmiger Medien zu steuern“, so Schulz.

Die Kunst besteht darin, alle Ventile in einer Prozesskette automatisch und aufeinander abgestimmt in einer bestimmten Reihenfolge zu schalten. Dafür hat Festo „Ventilinseln“ entwickelt, bei denen mehrere Ventile zu Einheiten zusammengefasst und zentralisiert gesteuert werden. „Diese Technologie wird zurzeit am häufigsten eingesetzt. Dafür liefern wir alle Teile bis hin zu kompletten Schaltschränken“, sagt Schulz.

Die Steuerungsprogramme selbst liegen in der Verantwortung der Festo-Kunden, also der Anlagen- und Maschinenbauer, mit denen Festo zusammenarbeitet. „Die Ventilinseln bestehen zwar immer aus den gleichen Grundmodulen, aber die Interfaces als Übersetzungsmodule sind unterschiedlich, weil jede Steuerungssoftware ihre eigenen Anforderungen hat“, erklärt Schulz. Kontakt zum Endkunden gibt es dennoch häufig: „Gemeinsam mit den Anlagenbauern helfen wir den Endkunden bei der Lösungsfindung schon in der Engineering-Phase, bis hin zu FATs, den ‚Factory Acceptance Tests’ der gelieferten Produkte.“

Zukunftstrend Einmal-Fermenter

Ein Produktbeispiel von vielen: Pharmakugelhahn mit pneumatischem Schwenkantrieb und elektrischem Stellungsrückmelder. © Festo

Insgesamt sieht Schulz in seinem Bereich einen deutlichen Trend zu “Multipurpose“-Anlagen, den er mit seinem Team sehr genau beobachtet. Während Wirkstoffe wie Insulin in Massenproduktion von Bakterien in riesigen Fermentern hergestellt werden, gibt es immer mehr Medikamente, die in kleineren Chargen benötigt werden. Das führt dazu, dass immer häufiger in ein und derselben Anlage mehrere Wirkstoffe produziert werden. Damit sind besondere Herausforderungen an die Rückverfolgbarkeit und Reinigung verbunden – Kontaminationen durch vorausgegangene Produktionen sind zum Beispiel unbedingt zu vermeiden. „Die Anlagen müssen flexibel und gleichzeitig hochautomatisiert sein. Darauf müssen wir unsere Komponenten abstimmen“, so Schulz.

Einen weiteren wichtigen Zukunftstrend sieht er im Einmalgebrauch von Biofermentern. Dabei handelt es sich um Kunststoffbeutel, die in einer Art Edelstahlhalterung stecken, die für den nötigen Halt sorgt. „In Volumina bis zu einem Kubikmeter sind ‚Single-Use’-Fermenter schon sehr verbreitet, fast schon Standard. Wir gehen davon aus, dass sich dieser Trend noch ausweitet, zumal das von einigen Herstellern stark vorangetrieben wird“, sagt Schulz.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Einmalfermenter erlauben einen deutlich schnelleren Chargenwechsel, was in der Produktion Zeit und damit Geld spart. Außerdem wird das Risiko von Kreuzkontaminationen minimiert. „Trotz der zusätzlich anfallenden Entsorgungskosten rechnet sich das heute schon, abhängig von der Größenordnung und der Anzahl von Chargenwechseln“, betont Schulz. Die Ventil- und Sensortechnik ist bei solchen Fermentern fest mit dem Beutel verschweißt, während die Ansteuerung dieselbe bleibt wie bei herkömmlichen Geräten.

Heimatmarkt bleibt wichtig

Beide Trends kommen der personalisierten Medizin entgegen. „Auf diesem Gebiet wird viel geforscht. Derzeit passt das aufgrund der geringen Mengen bei uns aber eher in den Bereich Laborautomatisierung. Wir verfolgen die Entwicklung zwar interessiert, ich sehe das jedoch eher als Zukunftsvision. Es wird noch eine ganze Weile dauern, bis die personalisierte Medizin in der industriellen Bioproduktion ankommt“, schätzt Schulz.

Was die Absatzmärkte seines Industriesegments betrifft, sieht er die Zukunft momentan in Asien und anderen sich entwickelnden Regionen: „Hier liegen die größten Herausforderungen. Der Anteil von Neuinvestitionen in ‚pharmerging markets’ wie Russland, China und der Türkei und anderen haben sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdoppelt. Auch wir erwarten hier ein noch größeres Wachstum“, so Schulz. Gleichzeitig ist und bleibt Deutschland der wichtigste Markt für ihn. „Das liegt nicht nur daran, dass es unser Heimatmarkt ist, sondern auch daran, dass wir in Deutschland eine ungewöhnlich hohe Zahl an Maschinen- und Anlagenbauern haben, unter denen sich viele Global Player befinden.“

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/festo-alles-im-fluss-in-der-bioproduktion