DE4430414A1 - Verfahren zur rezepturgetreuen Erzeugung chemischer Produkte unter integriertem Personen- und Anlagenschutz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, chemische Produkte rezepturgetreu und damit bei gleichbleibend hoher Qualität, bei vermindertem Risiko, also umweltgerecht und unter ständiger Aufsicht des Anlagenpersonales besonders bei Einzelarbeitsplätzen herzustellen. Das Verfahren findet insbesondere Anwendung bei der Herstellung chemischer Produkte nach dem Batch-Betrieb.

Bekannt ist, daß zur rezepturgetreuen Chargierung kontinuierlich arbeitender chemischer Großanlagen automatisch arbeitende Dosieranlagen im Einsatz sind. Moderne Prozeßleitsysteme mit entsprechend ausgerüsteter Betreiber-Software unterstützen, kontrollieren und dokumentieren dabei sowohl alle Tätigkeiten der Dosierung als auch der eigentlichen Produktionsfahrt.

Bekannt ist ferner, daß für den diskontinuierlich ablaufenden chemischen Prozeß (Batchbetrieb) gänzlich andere Bedingungen gelten. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl meist nebeneinander ablaufender Reaktionen in Reaktoren unterschiedlicher Betriebs-, mitunter Aggregatzuständen von wechselnden Bedienmannschaften (Schichtwechsel) chargiert und gewartet werden müssen. Damit verbunden geht von solchen Prozessen ein entsprechend höheres Sicherheitsrisiko aus.

Eine Automatisierung des Batchbetriebes entsprechend den obengenannten kontinuierlich arbeitenden Anlagen wäre nicht nur wegen des mitunter viel zu kleinen Produktionsvolumens unwirtschaftlich. Typisch für den Batchbetrieb sind u. a. Wechsel in den Aggregatzuständen gasförmig/flüssig oder flüssig/fest die durch derzeit bekannte Prozeßanalytik schwer abbildbar sind. Darüber hinaus schwanken gegenüber kontinuierlichen Prozessen die Prozeßparameter um 10⁵ bis 10⁶ Einheiten, die Meßwertdynamik der Meßmittel erreicht bestenfalls 10³ Einheiten. Fernerhin müssen bei Reaktionen mit Phasenwechsel nach jeder Charge verläßliche, mitunter manuelle Reinigungsoperationen ausgeführt werden.

Speziell für Labor- und Technikumsanlagen werden Reaktoren zur Herstellung völlig unterschiedlichier Produkte betrieben. Solche Reaktoren wären für den automatischen Betrieb mit Prozeßmeßtechnik zu bestücken, die jeweils nur zeitweilig nutzbar ist. In der Regel werden Batchbetriebe aus den genannten Gründen manuell bzw. deshalb teilautomatisiert betrieben.

Bekannt ist, daß chemische Produkte neben ihrer herkömmlichen Bezeichnung zunehmend auch mit Barcodes versehen werden, welche beispielsweise den visuell vergleichbaren Code des IR-Spektrums einer Stabilisatortype enthalten. Auch ist der Einsatz von Barcodes zur Konsumgüterproduktion bekannt.

Bekannt ist ferner, daß zum Personenschutz an gefährdeten Arbeitsplätzen verschiedene Sicherheitstechniken wie Funktelefone oder Totmannschaltungen im Einsatz sind bzw. gefährdete Arbeitsplätze nicht als Einmann-Arbeitsplätze im herkömmlichen Personenschutz betrieben werden dürfen.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, chemische Produkte rezepturgetreu in Qualität, Quantität sowie in der Fahrweise der Anlagen mit geringem Sicherheitsrisiko unter integriertem Personenschutz, was die Überwachung von Einzelarbeitsplätzen per se als auch die Tagesform des Bearbeiters einschließt, herzustellen. Die chemischen Produkte sind dabei verwechslungsfrei, beginnend bei den Arbeiten zur Deklarationsanalyse über notwendige Zwischenlagerungen bis zur Abfüllung des Fertigproduktes und unter Nachweisführung aller durchgeführten Operationen als auch der jeweiligen Produktlebensdauer zu erzeugen und zu vertreiben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß alle notwendigen Tätigkeiten in Elementarschritte zerlegt, in Form hierarchisch geordneter Algorithmen auf einer Rechnerebene abgelegt sind und dem Bearbeiter, dem jeweiligen Abarbeitungsstand der Rezeptur entsprechend, vorgegeben werden. Die Beurteilung einer richtigen bzw. präzisen Handlung erfolgt durch das Aquittancemodul.

Die Verwendung zutreffender Ingredienzien einer Rezeptur wird durch Übereinstimmung des Barcodes, die quantitative Übereinstimmung durch Massenvergleiche, die Einhaltung der Reaktionsbedingungen durch die Übereinstimmung von Druck, Temperatur, Viskosität usw. in der vorgegebenen Zeitachse überprüft. Die Menge aller richtigen Handlungen garantiert bei reproduzierbaren Rezepturen qualitätsgerechte Produkte. Bei nichtübereinstimmenden Handlungen bekommt der Bearbeiter den gemachten Fehler angezeigt. Die Fahrt kann nur nach vorgegebenem Korrekturvorschlag fortgesetzt werden. Damit sind unerwünschte Folgefehler ausgeschlossen. Bei Behälterwechseln von Zwischen- oder Finanlprodukten gelten für das Umfüllen die gleichen Bedingungen. Nur in gereinigten und durch einen entsprechenden Barcode ausgewiesenen Behältern kann Ware der gleichen Barcodenotation eingefüllt werden. Handelt es sich um zeitlich beschränkt haltbare Vor- oder Zwischenprodukte z. B. Ether, die zur Peroxidbildung neigen, kann durch einen entsprechend organisierten Barcode eventuell überlagerte Ware aus Sicherheitsgründen von der weiteren Verarbeitung gesperrt werden. Die Beprobungen und Analysen der Chargefahrweise wird wie die Chargierung selbst durch die gleiche Barcodenotation vor Verwechslungen geschützt.

Wenn alle Tätigkeiten auf einer Rechnerebene quittiert werden müssen, also in regelmäßigen Abständen von dem Bearbeiter inputs erfolgen, kann durch Zählen der "enter"- und "error"-Befehle in einer Zeitfolge auf den Gesundheitszustand des Bearbeiters geschlossen werden. Erfolgte in einem, je nach Anlagenrisiko vereinbarten Zeitintervall, keine Rückmeldung, wird eine Aufforderung für einen "lock in" für die Person abgefordert. Bleibt sie unbeantwortet, bekommt der Schichtführer den Hinweis, den Bearbeiter aufzusuchen. Werden vom Bearbeiter in einem vereinbarten Zeitintervall mehrere Fehlhandlungen vorgenommen, gilt das als Hinweis auf eine Indisponiertheit. Der Schichtleiter hat dann je nach Risikopotential zu entscheiden, ob ein weiterer Einsatz des Bearbeiters sinnvoll ist. Umgekehrt kann bei strikter Einhaltung der Rezeptur entsprechend den Rechnerweisungen der Bearbeiter davon ausgehen, daß die Qualität des von ihm erzeugten Produktes der Norm entspricht. Damit wird bei komplexen Rezepturen (z. B. Polymerisationen) die psychische Belastung der Bearbeiter durch zufällige Fahrfehler eine Qualitätsminderung zu verursachen, entscheidend verringert. Auch diese Maßnahme muß letztlich als potentiell qualitätsfördernd angesehen werden.

Entfallen Fehlchargen, entfallen damit verbundene Entsorgungskosten. Das heißt, obiges Aquittanceprinzip garantiert die Einhaltung von Normen des Umweltschutzes.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel erläutert. Die Tabellen stellen dar:
Tabelle 1: Vorgabe der Ingredienzien in einer Rezeptur
Tabelle 2: Auszug aus einem Rezepturoprotokoll über die Paralleleinwaagen von Stoffen
Tabelle 3: Lagerhaltungsprotokoll
Tabelle 4: Auftragsfreigabe und Langzeitdokumentation qualitätsgerechter Fahrweisen

Gegeben sei eine bestimmte Rezeptur gemäß Auftrag, bestehend aus 12 Ingredienzien (Tab. 1). Die einzelnen Komponenten liegen teilweise in größeren Gebinden vor, müssen also kontrolliert manuell eingewägt werden.

Die Wägeoperationen erfolgen dabei jedoch nicht linear, d. h., nicht eine nach der anderen Rezepturen wird abgearbeitet, sondern parallel. Ein Rohstoff in Tab. 2 z. B. CaCO₃ bzw. anschließend BPO wird für alle Chargen in Barcode versehenen Behältern in der vorgegebenen Toleranz von 0,01 kg eingewägt (Tab. 2 drittletzte Spalte). Die richtige Quantität wird an der Statusausgabe angezeigt (Tab. 2. letzte Spalte): = bedeutet Quantität akzeptiert, + oder - die entsprechende Tendenz zur Normabweichung. Die in Spalte 1 der Tabelle 2 angeführten Uhrzeiten (1 bis 2 min-Takt) werden als Sicherheitskriterien des Arbeitnehmers gewertet. Daß der eingewägte Stoff tatsächlich zur Rezeptur gehört, wird am Barcode der Wareneingangsnummer überprüft. Die Rezeptur Tab. 1 verlangt für CaCO₃ den Barcode der Ziffern 10105, in Tab. 2, Spalte 3, wird diese Ziffernfolge am Vorratsgebinde erkannt. Die angehängte 01 bedeutet die Codierung für Einwägen; die Codierung 02 steht für die Vorgangskontrolle des richtigen Chargierens. Schließlich wird der Gesamtverbrauch aller Ingredienzien in einer Lagerhaltungsbibliothek dokumentiert, z. B. für den Stoff TCP in Tab. 3.

Schließlich werden alle Fahrten nach Auftragsnummern geordnet in ihren genauen zeitlichen Ablauf mit allen eventuellen Abweichungen dokumentiert. Diese Datei kann zum Langzeitnachweis einer qualitätsgerechten, rezepturgetreuen Fahrweise dienen (Tabelle 4).

Tabelle 1

Vorgabe der Ingredienzien in einer Rezeptur

Tabelle 3

Lagerhaltungsprotokoll

Tabelle 4

Auftragsfreigabe und Langzeitdokumentation qualitätsgerechter Fahrweisen

Claims (1)

1. Verfahren zur rezepturgetreuen Erzeugung chemischer Produkte unter integriertem Personen- und Anlagenschutz bei Nutzung des Aquittanceprinzips, dadurch gekennzeichnet, daß

   • - jede Handlung bei der Herstellung, Abfüllung, Zwischenlagerung und dem Transport der chemischen Produkte einschließlich ihrer Beprobung zwecks Deklaration als Teiloperation von einem Rechner vorgeschlagen und deren richtige und qualitätsgerechte Ausführung vom Rechner quittiert wird,
   • - bei Abweichungen von dieser Norm eine weitere Verarbeitung so lange unterbunden bleibt, bis der erkannte Fehler in der vom Rechner vorgeschlagene Weise korrigiert wird,
   • - bei Mißachtung der vorgeschlagenen Korrektur die Erzeugung der chemischen Produkte abgebrochen wird, so daß individuelle Folgefehlhandlungen zum Schutze der Anlage unterbleiben,
   • - durch das Quittieren aller Handlungsoperationen ein integrierter Personenschutz und dabei Schutz des Einzelarbeitsplatzes ausgelöst wird,
   • - die kummulative Zahl von Fehlbedingungen das frühzeitige Erkennen einer Indisponiertheit des Bearbeiters erlaubt und
   • - im Falle beschränkter Haltbarkeit der chemischen Produkte zur Unterbindung einer Weiterverarbeitung auf deren Zerfallsdaten verwiesen wird.