Artikel JUMO GmbH & Co. KG

In den meisten pharmazeutischen Prozessen werden die Parameter Temperatur, Druck, pH-Wert, Leitfähigkeit, Füllstand, Feuchte, Sauerstoff und Durchfluss erfasst, überwacht und/oder geregelt. Dies ist eine Voraussetzung zur Standardisierung, Validierung und Optimierung der Prozesse. Die eingesetzte Messtechnik kann dabei sehr unterschiedlich sein. Messgeräte innerhalb der pharmazeutischen Industrie müssen deshalb unterschiedlichsten Anforderungen in Bezug auf Material, Konstruktion und insbesondere Prozessstabilität gerecht werden.

Die Qualität von Reinstwasser ist in Normen und Empfehlungen beschrieben, zum Beispiel von ASTM International (urspr. American Society for Testing and Materials), in der Pharmacopoea Europaea (Ph. Eur.), der United States Pharmacopeia (USP) und in DIN- oder ISO-Normen. Sämtliche genannten Normen erfordern eine entsprechende Qualitätskontrolle. Die nachgewiesen sicherste und am besten akzeptierte Methode ist die Leitfähigkeitsmessung.

Die Messung in Reinstwasser erfolgt mit Leitfähigkeitssensoren, die nach dem Zwei-Elektroden-Verfahren arbeiten. Bei dieser Anwendung sind die Elektroden konzentrisch angeordnet, wobei die äußere die innere Elektrode abschirmt. Da die elektrolytische Leitfähigkeit einer Flüssigkeit stark temperaturabhängig ist, wird der Messwert normalerweise auf die international anerkannte Referenztemperatur von °C bezogen (temperaturkompensiert). Das spezielle Bewertungsverfahren „Water Conductivity <>“ (nach USP) zur Leitfähigkeitsmessung in Reinstwasser bildet eine Ausnahme: Hier sind entsprechende Messumformer erhältlich, bei denen die Temperaturkompensation ausgeschaltet werden kann.

Ein Zwei-Elektroden-Sensor nutzt zwei leitfähige Messelektroden, die für Messungen in Reinstwasser aus Edelstahl oder Titan bestehen und in einer bestimmten Geometrie angeordnet sind. Den Abstand der Sensorflächen zueinander (l) im Verhältnis zur wirksamen Messfläche (A) nennt man Zellenkonstante K, mit der Einheit [1/cm]. Bei Reinstwasser muss diese Zellenkonstante K = 0, betragen. In der Realität sind Sensoren meist koaxial aufgebaut, das heißt die beiden Messelektroden sind konzentrisch angeordnet. Außerdem ist in diesen Sensoren meist ein Fühler zur Erfassung der Temperatur des Mediums integriert. Ein externer elektronischer Messumformer beaufschlagt den Zwei-Elektroden-Sensor mit einer Wechselspannung. Entsprechend dem elektrischen Widerstand der Messlösung (Reinheitsgrad) stellt sich ein Wechselstrom ein. Dieser wird durch den Messumformer unter Berücksichtigung der Zellenkonstante und eventuell der Temperatur des Messmediums in den Wert für die Leitfähigkeit der Messlösung umgerechnet.

Durch die Temperaturkompensation entsprechend ASTM International entfällt der mögliche Messfehler durch einen falsch eingestellten Temperaturkoeffizienten. Hier kann allerdings eine nicht exakte Zellenkonstante zu systematischen Messfehlern führen. Auch Reinstwasser-Leitfähigkeitssensoren können Abweichungen von der nominellen Zellenkonstante K = 0, haben. Leider gibt es keine praktisch verwendbaren Prüf- oder Kalibrierflüssigkeiten für die Leitfähigkeit im Reinstwasserbereich, das heißt für Werte unter μS/cm. Flüssigkeiten mit solchen Leitfähigkeitswerten liefern keine stabilen Referenzwerte, da sie sofort Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen und sich dadurch verändern.

Es ist daher erforderlich, dass Reinstwasser-Leitfähigkeitssensoren mit einer exakt vermessenen Zellenkonstante zum Einsatz kommen. Dazu erstellt der Hersteller ein Prüfzeugnis, wie zum Beispiel das sogenannte „ASTM-Prüfzeugnis“, in dem die individuelle Zellenkonstante auf mehrere Kommastellen genau eingetragen wird. Bei der Inbetriebnahme der Messstelle muss dann nur noch diese exakte Zellenkonstante in den Messumformer einprogrammiert werden; danach ist dieser Sensor messbereit.

Der optimierte konduktive Leitfähigkeitssensor JUMO tecLine CR in Edelstahlausführung erfüllt alle Anforderungen der Pharmaindustrie. Entscheidend für gute Messergebnisse sind hier die Zellenkonstanten der Sensoren. Es stehen zwei Varianten mit den Zellenkonstanten K = 0, oder 0,1 zur Verfügung. So muss für die Messung von Reinstwasser höchster Güte (unter 1 µS/cm) zwingend eine Messzelle mit Zellenkonstante K = 0, eingesetzt werden.

Bei der neuen Ausführung wurde der Elektrodenschaft an die Prozessbedingungen in der Pharmaindustrie optimal angepasst. Durch eine geschickte Verkürzung der aktiven Messelektroden, erlaubt der neue Leitfähigkeitssensor JUMO tecLine CR den Einbau auch bei kleineren Rohrdurchmessern. Da die elektrolytische Leitfähigkeit stark temperaturabhängig ist, muss die Temperatur in die Bewertung mit einbezogen werden. Zu diesem Zweck ist in die Leitfähigkeitsmesszellen JUMO tecLine CR ein PtSensor integriert. Während des Messprozesses erfasst dieser die Mediumstemperatur, die anschließend in nachgeschalteten Messverstärkern entsprechend kompensiert wird.

Die mediumsberührenden Teile des Sensors sind aus Edelstahl 1.L) in elektropolierter Qualität (Ra < 0,8 µm) gefertigt. Für diese können Abnahmeprüfzeugnisse nach DIN EN .1 sowie Rauigkeitszertifikate (gemäß Ph. Eur. bzw. ASTM International) zur Verfügung gestellt werden. Die von JUMO verwendeten Dichtungen und Kunststoffe entsprechen den Anforderungen der FDA und sind physiologisch unbedenklich.

Fazit

Die Reinstwasserherstellung zählt zu den wichtigsten Prozessen bei der Herstellung von Arzneimitteln und Pharmazeutika. Um die Qualität des Reinstwassers sicherzustellen, muss die Leitfähigkeit kontinuierlich erfasst und überwacht werden. So wird eine gleichbleibende Qualität und hohe Prozesssicherheit gewährleistet. Koaxial konstruierte Zwei-Elektroden-Sensoren bieten hier zusammen mit einem externen Messumformer beste Voraussetzungen für zuverlässige Messwerte.

Die Fuldaer JUMO-Unternehmensgruppe kann auf ein insgesamt befriedigendes Geschäftsjahr zurückblicken. Trotz großer Unsicherheiten auf den internationalen Märkten stieg der konsolidierte Umsatz um 2,3 Prozent. Die Zahl der Mitarbeiter wuchs um rund vier Prozent.

„Das letzte Geschäftsjahr hat uns vor große Herausforderungen gestellt. Trotzdem konnten wir unseren Umsatz von Millionen Euro im Jahr auf Millionen Euro steigern. Seit ist unser Umsatz damit um Prozent gewachsen“, erläutert Bernhard Juchheim, geschäftsführender Gesellschafter der JUMO-Unternehmensgruppe. JUMO Deutschland konnte den Vorjahresumsatz um 1,2 Prozent auf Millionen Euro steigern, das Wachstum der Tochtergesellschaften betrug 6,3 Prozent.

Die Exportquote des Unternehmens blieb stabil bei Prozent. Das sind rund zwei Prozent mehr als der Branchendurchschnitt in Deutschland. „Wir entwickeln am Standort Fulda High-Tech-Produkte, die weltweit erfolgreich sind. Gleichzeitig erschließen wir aus eigener Kraft immer neue Wachstumsmärkte der Zukunft“, bestätigt Michael Juchheim, der mit seinem Vater als geschäftsführender Gesellschafter das Unternehmen lenkt.

Dank der soliden finanziellen Lage und der guten Liquidität konnten in Deutschland Investitionen in Höhe von 9,2 Millionen Euro getätigt werden, 1,9 Millionen entfielen davon auf Gebäude. Mehr als . Euro wurden allein in eine neue Photovoltaikanlage investiert, weitere . Euro in technische Ausstattungen wie eine Fräsmaschine oder in einen neuen Hämmerautomaten. „Die zunehmende Automatisierung erhält unsere internationale Wettbewerbsfähigkeit“, bekräftigt Michael Juchheim.

Beschäftigungssituation

Die JUMO-Unternehmensgruppe beschäftigte Ende weltweit 2. Mitarbeiter, das waren vier Prozent oder mehr als im Vorjahr. „Wir wachsen an allen Standorten, wobei natürlich in Deutschland und China die höchsten Zuwachsraten zu verzeichnen sind“, betont Bernhard Juchheim. Am Standort Fulda waren 1. Personen beschäftigt, davon Auszubildende. In den Niederlassungen und Büros im Inland waren Mitarbeiter angestellt, in den ausländischen Tochtergesellschaften . Überdurchschnittlich hoch ist bei JUMO nach wie vor die Ausbildungsquote. So konnten im letzten Jahr neue Auszubildende, BA-Studenten und Jahrespraktikanten eingestellt werden, sieben mehr als im Vorjahr.

Neues aus den Tochtergesellschaften

JUMO ist bereits seit Anfang in China aktiv, im Jahr wurde eine eigene Tochtergesellschaft gegründet. Aufgrund der weiterhin positiven Prognosen wurde beschlossen, einen neuen Standort für die Tochtergesellschaft JUMO Automation Dalian Co. Ltd. zu erschließen. Im neuen Gebäude stehen . m2 Fläche für Produktion und Verwaltung zur Verfügung. Damit verdoppelt sich die bisherige Fläche nahezu. Der Firmenumzug wird im September abgeschlossen sein. Im Herbst ist auch der Umzug der italienischen Tochtergesellschaft in neue Räumlichkeiten geplant.

Die Produktionsfläche der Tochtergesellschaft in Belgien verdoppelt sich durch einen Anbau. Das Investitionsvolumen beläuft sich hier auf rund eine Million Euro.

Perspektiven

Das deutsche Bruttoinlandsprodukt ist nach letzten Prognosen im Jahr um etwa 1,5 Prozent gewachsen. Die Prognosen für das Jahr sind aufgrund der wirtschaftlichen Unsicherheiten sehr verhalten und bewegen sich zwischen 1,1 und zwei Prozent. Die deutsche Elektroindustrie rechnet mit einer Umsatzsteigerung von 1,5 Prozent. Die JUMO-Unternehmensgruppe hat sich klar zu einem überdurchschnittlichen Wachstum bekannt und plant im Jahr eine Umsatzsteigerung von sechs Prozent auf Millionen Euro.

Unternehmensentwicklung

„Aufgrund hoher Arbeitskosten wird es immer schwieriger, am Standort Deutschland zu international wettbewerbsfähigen Preisen zu produzieren“, erläutert Michael Juchheim. Mit dem hochmodernen Werk, das bis zum Jahr im Industriegebiet Fulda West entstehen wird, stärkt JUMO deshalb langfristig den Standort und schafft die Voraussetzungen für weiteres Wachstum. „Die Einreichung des Bauantrags ist für Herbst geplant, der Spatenstich wird im Frühjahr stattfinden. Das gesamte Investitionsvolumen beläuft sich auf Millionen Euro“, so Michael Juchheim.

Mit dem weiteren Ausbau des Branchenmanagements führt JUMO die interne Neuausrichtung fort. „Wir entwickeln uns mehr und mehr vom Komponenten- zum Systemanbieter. Dazu gehört auch die immer stärkere Fokussierung auf klar definierte Zielbranchen und deren Bedürfnisse“, erläutert Michael Juchheim. So gibt es seit Jahresanfang weitere Branchenmanager für die Bereiche „Erneuerbare Energien, „Safety“, „Wärmezähler“ und „Wasser/Abwasser“.

„Darüber hinaus haben wir unsere langjährige Projekterfahrung im Bereich der industriellen Mess-, Regel und Automatisierungstechnik im neuen Dienstleistungsangebot ‚JUMO Engineering‘ gebündelt“, fährt Michael Juchheim fort. Das Engineering-Team entwickelt maßgeschneiderte Applikationen für eine Vielzahl von Branchen.

Starkes Wachstum im Bereich „Flüssigkeitsanalyse“

Der Umsatz im Produktbereich „Flüssigkeitsanalyse“ der JUMO GmbH & Co. KG ist in den letzten vier Jahren um fast Prozent gestiegen und liegt derzeit bei rund Millionen Euro. „Hier werden zum Beispiel Sensoren und Analysegeräte gefertigt, die rund um den Globus im Bereich der Wasser- und Abwassertechnik zum Einsatz kommen“, erläutert Matthias Kremer, JUMO-Branchenmanager für den Bereich Wasser. Vor wenigen Tagen wurde ein Kooperationsvertrag mit dem französischen VEOLIA-Konzern über die Lieferung von JUMO-Messtechnik abgeschlossen. „Die Listung in internationalen Ausschreibungen und die Zusammenarbeit mit einem solch großen Partner eröffnet für JUMO neue Wachstumschancen und neue Geschäftsfelder“, ergänzt Matthias Kremer.

Getrocknete Kräuter sind nicht nur aus der Küche nicht mehr wegzudenken. Sie spielen seit Jahrtausenden auch bei der Zubereitung von Arzneimitteln eine wichtige Rolle. Eine allseits bekannte Darreichungsform dürfte der Kamillentee sein. Doch insgesamt werden mehr als verschiedene Kräuter vom Ackerschachtelhalm bis zum Zimt in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Sie können als Rohstoff für Phytopharmaka in unterschiedlichen Formen, aber auch für Teezubereitungen, Badezusätze und Kosmetika verwendet werden. In Deutschland werden etwa verschiedene Arten angebaut, der Rest muss importiert werden.

Auch wenn heute bereits zahlreiche Wirkstoffe synthetisch hergestellt werden können, so besteht nach wie vor ein großer Bedarf nach den Originalprodukten. Der Trocknungsprozess ist aufwendig, da die Kräuter sehr schonend behandelt werden müssen, um eine optimale Qualität und einen größtmöglichen Wirkstoffgehalt zu garantieren.

Die Trocknung erfolgt mithilfe von Warmluft. Die Kräuter werden bei diesem Verfahren nicht direkt dem Sonnenlicht ausgesetzt. Damit bleiben Eigenschaften wie Farbe, Geschmack, Vitamine und Aroma erhalten. Im Gegensatz zur direkten Trocknung an der Sonne verdampfen die ätherischen Öle der Kräuter nicht. Die Anlagen müssen darüber hinaus so aufgebaut sein, dass entsprechende Hygienestandards eingehalten werden.

Bei der Hofgutkräuter GmbH & Co. KG in Reinheim werden verschiedene Kräuter mittels einer Bandtrocknungsmaschine zur Weiterverarbeitung bei Teeherstellern oder Extraktern getrocknet. Dazu gehören zum Beispiel Kamille, Pfefferminze, Löwenzahn, Arnikawurzeln, Zitronenmelisse, Artischocke und Pastinake. Je nach Produkt variiert der Trocknungsprozess im Bezug auf die Temperatur und die Bandgeschwindigkeit. Die zu trocknenden Produkte werden über ein Förderband dem Bandtrockner zugeführt. Beim Weg der Kräuter durch die Anlage mit insgesamt fünf Wendungen wird mittels Zufuhr von warmer Luft getrocknet. Der bisher in Reinheim verwendete Bandtrockner wurde nun nachgerüstet, um die Energieeffizienz zu verbessern und die Variabilität des Systems zu erhöhen.

An rund Messstellen am und im Bandtrockner werden Temperaturen, Drücke, Ventilator- und Abluft-Drehzahlen sowie Bandantriebe gemessen und mittels des JUMO mTRON T Automatisierungssystems für den jeweiligen Trocknungsprozess geregelt. Die Anlage wird auf Störungen hin überwacht und die Messwerte zur Rückführbarkeit und Dokumentation gespeichert. Das mTRON T-System ist modular aufgebaut und optimal geeignet, um die Vielzahl von Prozessen zuverlässig zu steuern und zu überwachen.

Das Multifunktionspanel ermöglicht neben der Visualisierung auch die komfortable Bedienung der Regler und Programmgeber. Weiterhin ist ein benutzerabhängiger Zugriff auf Parameter- und Konfigurationsdaten des Gesamtsystems möglich. Als Besonderheit sind beim JUMO System darüber hinaus die Registrierfunktionen eines vollwertigen Bildschirmschreibers inklusive Webserver implementiert. Zum Auslesen und Auswerten der aufgezeichneten Daten stehen bewährte PC-Programme zur Verfügung. Durch serienmäßig vordefinierte Bildschirmmasken reduzieren sich Inbetriebnahmezeiten für den Anwender erheblich. Bei der Hofgutkräuter GmbH & Co. KG kommen neben zwei Zentraleinheiten noch Mehrkanal-Reglermodule, Analog-Eingangsmodule sowie digitale Ein-Ausgangsmodule zum Einsatz.

Neben dem Automatisierungssystem finden zahlreiche weitere JUMO Produkte Verwendung. Im Zuluftbereich sind das Geräte der dTRON-Serie, die als Feuchte- und Temperaturregler sowie zur Steuerung der Ventilatoren eingesetzt werden. Die Geräte können als Zweipunkt-, Dreipunkt-, Dreipunkt-Schrittregler oder stetige Regler eingesetzt werden. Die Software der Regler enthält unter anderem eine Programm- oder Rampenfunktion, eine Parametersatzumschaltung, zwei Selbstoptimierungsverfahren, ein Mathematik- und Logikmodul sowie vier Limitkomparatoren. Im Abluftbereich werden unter anderem dTRON-Regler als Drehzahlgeber eingesetzt sowie JUMO Differenzdruckmessumformer verwendet. Auch der Bandantrieb wird mit dTRON-Reglern gesteuert.

Dazu kommen noch Hygrothermogeber und Temperaturfühler. Die Feuchte-Messwertgeber von JUMO sind sowohl für klimatechnische Anwendungen als auch für Feuchte-Messungen im industriellen Bereich geeignet. Vorteilhaft erweist sich die hohe Wasserbeständigkeit des Messelements, wodurch ein ständiger Einsatz im Hochfeuchtebereich bis hin zur Sättigung ermöglicht wird. Das Messelement ist zudem in normaler Umluft nahezu wartungsfrei. Bei auftretender Verschmutzung durch staubbelastete Luft kann eine Reinigung durch Abwaschen durchgeführt werden. Der Arbeitsbereich des Messelements liegt zwischen und % rF bei zulässigen Umgebungstemperaturen zwischen bis °C. Einen weiteren Vorteil bieten Geräteausführungen mit passivem Ausgang, da sie keine eigene Spannungsversorgung für ihren Betrieb benötigen.

Die komplette Anlage wurde von JUMO in Zusammenarbeit mit der Hofgutkräuter GmbH & Co. KG projektiert und realisiert. Um einen reibungslosen Produktionsstart zu garantieren, wurden die Mitarbeiter, die die Anlage bedienen, umfassend am JUMO Firmensitz in Fulda geschult.

Die JUMO GmbH & Co. KG ist als Spezialist für Temperatur- und Druckmesstechnik sowie Flüssigkeitsanalyse bekannt. Mit den magnetisch-induktiven Durchflussmessern JUMO flowTRANS MAG S und JUMO flowTRANS MAG H wird das Portfolio um eine wichtige Messgröße erweitert.

Die magnetisch-induktive Durchflussmessung gehört weltweit zu den am weitesten verbreiteten Messmethoden. Sie überzeugt durch vielfältige Einsatzmöglichkeiten, eine hohe Messgenauigkeit und eine einfache Inbetriebnahme der Geräte.

Der JUMO flowTRANS MAG S stellt die Standardausführung der neuen Serie dar. Er ist für Nennweiten von DN  bis DN  lieferbar. Der JUMO flowTRANS MAG H mit Nennweiten von DN 3 bis DN  wurde speziell für hygienische Anwendungen entwickelt. Die Mindestleitfähigkeit des Messmediums muss bei beiden Geräten größer als 5 µS/cm sein, die Maximaltemperatur liegt je nach Ausführung bei bis zu °C. Beide Durchflussmesser sind entweder als Kompaktgerät oder mit getrenntem Messumformer erhältlich.

Die einfache und komfortable Konfiguration erfolgt entweder direkt am Gerät oder mit Hilfe einer PC-Software. Der Messumformer erkennt den Sensor selbsttätig und nach Einschalten der Hilfsenergie werden die Daten aus dem SensorMemory automatisch geladen. Bedient wird das Gerät über ein frei konfigurierbares Display mit Hintergrundbeleuchtung. Mithilfe integrierter Diagnosefunktionen können die Funktionstüchtigkeit der Messumformer-Elektronik und der Sensoren sowie die Betriebsbedingungen überwacht werden.