System und Verfahren zum Erstellen und Durchführen eines An- lagenreinigungsprozesses für verfahrenstechnische Anlagen

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erstellen und Durchführen eines Anlagenreinigungsprozesses für eine verfahrenstechnischen Anlage, wobei der Anlagenreinigungspro- zess als so genannter Cleaning-in-Place- oder CIP-Prozess ausgestaltet ist, und wobei die verfahrenstechnische Anlage die Reinigung mittels eines den Cleaning-in-Place- oder CIP- Prozesses eingerichtet bzw. ClP-fähig ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein zugehöriges Verfahren, welches mit dem erfindungsgemäßen System durchgeführt wird.

Stand der Technik

In der Prozessindustrie (z.B. pharmazeutischen und/oder chemischen Industrie, Biotechnologie, Lebensmittelindustrie, etc.) haben sich heutzutage zum Reinigen von verfahrenstechnischen Anlagen so genannte Cleaning-in-Place-Verfahren oder -Prozesse etabliert. Diese werden auch als ortsgebundene Reinigung bezeichnet. Neben dem Begriff Cleaning-in-Place (CIP) wird für ortsgebundene Reinigungsverfahren in verfahrenstechnischen Anlagen, insbesondere in pharmazeutischen Produktionsanlagen und biotechnologischen Anlagen, auch der Begriff der Sterilization-in-Place (SIP) benutzt. Cleaning-in-Place (CIP) wird dabei oft als Überbegriff verwendet, in welchem auch die Aspekte von SIP abgedeckt sind.

Bei einem CIP-Verfahren wird definitionsgemäß eine Anlage oh- ne wesentliche Demontage auf jenen Flächen gereinigt, welche mit Produkten (z.B. Lebensmittel, pharmazeutisches, biotechnologisches oder chemisches Produkt, etc.) oder für die Produktion relevanten Medien (z.B. Substrat, Nährlösung, Zutaten, etc.) in Berührung kommen. D.h. bei einem CIP-Prozess werden insbesondere die Innenflächen aller relevanten Anlagenteile (z.B. Behälter, Rohre, Filter, Tanks, Kessel, Ventile, etc.) gereinigt. Umfasst das CIP- erfahren auch SIP- Aspekte, dann werden alle produktberührten Flächen der Anlage ohne wesentliche Demontage nicht nur gereinigt, sondern auch entkeimt. In der Folge wird der Begriff Cleaning-in-Place bzw. CIP als Überbegriff genutzt, welcher auch Sterilization- in-Place- bzw. SIP-Aspekte umfasst, da aus Prozessablaufsieht beide Prozesse eng miteinander verwandt sind und gleichen Aufbau bzw. Ablauf besitzen.

Ein Erfolg eines Anlagenreinigungsprozesses wird hauptsächlich durch eine genaue Vorgabe von vier Parametern bzw. Faktoren bestimmt: Temperatur, mechanischer Einwirkung (d.h. in welcher Stärke und Weise wird mechanische Energie eingesetzt; Lösung von Schmutz; Kontaktherstellung zum Reinigungsmittel), Einwirkzeit und Chemie (d.h. welches Reinigungs- oder Lösungsmittel wird in welcher Konzentration eingesetzt) . Bei einer Dampfsterilisierung übernimmt beispielsweise der Druck die Funktion der mechanischen Einwirkung. Die vier Faktoren - Temperatur, mechanische Einwirkung, Einwirkzeit und Reinigungsmittel/Chemie - können z.B. unabhängig voneinander eingestellt werden. Jeder der Faktoren kann die anderen in einem gewissen Maß kompensieren. Um einen gewissen Reinigungserfolg zu erzielen, müssen die vier Faktoren in einem exakten Verhältnis zueinander stehen. Dieser Zusammenhang wird auch als Sinnerscher Kreis bezeichnet.

Der Sinnersche Kreis ist ein Wirkmechanismus, mit welchem Reinigungsabläufe und -prozesse z.B. in der gewerblichen Reinigung, Gebäudereinigung, Desinfektion, bei Geschirrspül- und/oder Waschmaschinen, etc. organisiert und durchgeführt werden. So kann beispielsweise eine sanfte Reinigung durch eine milde Chemie, niedrige Temperatur und lange Einwirkzeit erzielt werden. Bei einer raschen Reinigung wird z.B. eine aggressive Chemie bei hoher Temperatur mit einer relativ kurzen Einwirkzeit eingesetzt. In beiden Fällen kann beispielsweise der gleiche Reinigungserfolg erzielt werden. Im Allgemeinen erfolgt die Reinigung einer verfahrenstechnischen Anlage bei einem Cleaning-in-Place- bzw. CIP-Prozess einerseits durch Zirkulation von Reinigungslösungen durch Anlagenteile wie z.B. Rohre, Pumpen, Ventile, Behälter, etc. Andererseits werden auch Sprühgeräte (z.B. Sprühdüsen, Zielstrahlreiniger) eingesetzt, von welchen das Reinigungsmittel über die Oberflächenbereiche oder Innenwandungen eines Geräts oder Anlagenteils (z.B. Kessel, Tank, Behälter, etc.) verteilt wird. Außerdem kann ein Reinigungsvorgang neben dem Zirkulieren und/oder Aufbringen des Reinigungsmittels in der gesamten Anlage auch Schritte wie z.B. das Vorbereiten des Reinigungsmittels auf eine vorgegebene Konzentration, ein Aufheizen des Reinigungsmittels und/oder schließlich ein Trocknen der gereinigten Anlagenteile auf einen gewünschten Trocknungsgrad umfassen.

Bei einem Cleaning-in-Place- oder CIP-Prozess erfolgt die Reinigung üblicherweise in mehreren Schritten. Ein CIP- Prozess kann dabei beispielsweise folgende Schritte umfassen:

- Vorspülen, um grobe Verschmutzungen zu entfernen

- Reinigungsphase mit einem alkalischen Reinigungsmittel

- Ausspülen des alkalischen Reinigungsmittels z.B. mittels Wasser-Klarspülgang

- Absäuren oder Säurespülung

- Ausspülen der Säure z.B. mittels Wasser-Klarspülgangs

- Hochwertiger Wasser-Klarspülgang mit anschließender Entleerung

- Trocknung durch Hitze oder Spülung mit Stickstoff

Weiterhin kann nach dem Ausspülen der Säure auch ein Desinfektionsschritt zum Abtöten von Keimen mit zugehörigem Ausspülen des Desinfektionsmittels - z.B. bei einem CIP-Prozess in der Lebensmittelindustrie - vorgesehen sein.

Beim Erstellen eines CIP-Konzeptes bzw. CIP-Prozesses für eine verfahrenstechnische Anlage sind neben den oben ausgeführten Schritten für den Reinigungsvorgang auch noch anlagentechnische Aspekte zu berücksichtigen. Es muss beispielsweise sichergestellt sein, dass alle Anlagenteile vom Reinigungs- mittel durchflössen werden und keine Hohlräume und/oder Totarme ausgespart bleiben. Weiterhin ist es z.B. wichtig, dass in Rohrleitungen der Anlage eine turbulente Strömung herrscht, um eine gute Reinigung zu erzielen. Dazu ist beispielsweise eine Strömungsgeschwindigkeit des Reinigungsmittels notwendig, welche hoch genug für die Reinigung ist, welche aber in keinem Teil der Rohrleitungen so hoch sein darf, dass es z.B. zu so genannten Kavitationen kommt, welche zu Schäden im Rohrleitungssystem führen. Um dies sicherzustellen, sind für CIP-Konzepte meist komplizierte Strömungsberechnungen - oft speziell auf die jeweilige Anlage abgestimmt - nötig.

Weiterhin ist in einer so genannten „Good Manufacturing Prac- tice"- oder GMP-regulierten Umgebung eine Validierung des CIP-Prozesses notwendig. Unter GMP werden dabei Richtlinien zur Qualitätssicherung von Produktionsabläufen und -Umgebung in der Prozessindustrie, vor allem bei der pharmazeutischen Herstellung, aber auch bei der Herstellung von Kosmetik, Lebens- und Futtermitteln verstanden.

Für die Implementierung von CIP-Prozessen in verfahrenstechnischen Anlagen sind heutzutage verschiedene Ansätze bekannt. So gibt es beispielsweise explizite CIP-Anlagen oder - Systeme, welche an die zu reinigende verfahrenstechnische Anlage angeschlossen werden bzw. an den zu reinigenden Anlagen installiert sind. Diese CIP-Anlagen umfassen beispielsweise Tanks bzw. Behälter für die zur Reinigung nötigen Flüssigkeiten, Pumpen sowie zumindest eine Steuereinheit für die Durchführung des Anlagenreinigungsprozesses. Derartige CIP-System sind z.B. aus den Schriften DE 10 2015 209 355 AI oder WO 2015/192254 AI bekannt. Explizite CIP-Anlagen werden vor allem für kleinere Anlagen z.B. in der Lebensmittelindustrie eingesetzt und stellen alle für die Reinigung benötigten Prozessschritte zur Verfügung. Allerdings kann bei einem Einsatz eines expliziten oder externen ClP-Systems ohne aufwendiges Engineering und/oder ohne aufwendige Evaluierung keine Aussage darüber gemacht werden, ob der Anlagenreinigungsprozess zielführend ist bzw. die jeweilige verfahrenstechnische Anlage ClP-fähig ist oder ob z.B. Anlagenteile durch den CIP- Prozess nicht gereinigt werden können. ClP-fähig bedeutet, dass die jeweilige verfahrenstechnische Anlage z.B. aufgrund ihres geometrischen Aufbaus und der verwendeten Materialen für eine Reinigung mittels CIP-Prozess geeignet ist.

Die Implementierung von CIP-Prozessen bei verfahrenstechnischen Anlagen kann beispielsweise anlagenseitig durch einen Einsatz von ClP-fähigen Komponenten (z.B. Ventilen, etc.) erleichtert werden. Derartige ClP-fähige Komponenten können z.B. aufgrund ihres geometrischen Aufbaus und des verwendeten Materials leicht gereinigt werden. Weiterhin können sie z.B. eigene Steuerleitungen aufweisen, welche eine Einbindung bzw. Ansteuerung durch das ClP-System während der Reinigung ermöglichen. Doch auch hier muss ein oft aufwendiges Engineering des CIP-Prozesses durchgeführt werden, um ein gewünschtes Reinigungsergebnis der Anlage zu erzielen und um die CIP- fähigen Komponenten entsprechend zu berücksichtigen.

Bei komplexen, verfahrenstechnischen Anlagen, wie sie z.B. in der Pharmaindustrie zum Aufreinigen eines Produkts eingesetzt werden (z.B. Filteranlagen, Chromatographie-Systeme, etc.), sind z.B. häufig CIP-Funktionalitäten integriert. D.h. derartige Anlagen bzw. Anlageteile können sich selbst reinigen und sind daher nur mehr mit den entsprechenden Reinigungsmitteln zu versorgen. Für komplexe, verfahrenstechnische Anlagen muss daher der CIP-Prozess häufig mittels aufwendigen, meist anlagespezifischen Engineering erstellen werden - genauso wie der eigentliche Produktionsprozess .

Nicht selten sind bei einfachen wie komplexen, verfahrenstechnischen Anlagen Vorvalidierungsstudien zum Testen der Reinigung einzelner Anlagenteile notwendig. Der Reinigungsbzw. CIP-Prozess sowie dazu erforderliche Hard- und Software muss meist anlagen- und kundenspezifisch mittels aufwendigen Engineering angepasst werden, auch wenn eine Anlage z.B. umgebaut oder für die Produktion eines anderen Produktes abge- ändert wird. Ein Aufwand für die Erstellung und Implementierung eines CIP-Prozesses kann gegebenenfalls z.B. in derselben Größenordnung liegen wie der Aufwand für die Erstellung des eigentlichen Produktionsprozesses.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System sowie ein zugehöriges Verfahren zum Erstellen und Durchführen eines CIP-Reinigungsprozesses für verfahrenstechnische Anlagen anzugeben, durch welche ein Anlagenreinigungsprozess mit ausreichender Reinigungsqualität für die jeweilige verfahrenstechnische Anlage bzw. für Änderungen in der Anlagenkonfiguration anlagenspezifisch und zumindest teilweise automa- tisiert auf einfache Weise sowie mit geringem Aufwand erstellbar und durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein System sowie ein zugehöriges Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Sys- tem der eingangs erwähnten Art, bei welchem eine zu reinigende, verfahrenstechnische Anlage auf eine Mehrzahl von Prozessmodulen digital abgebildet wird. In jedem der Prozessmodule ist eine Selbstbeschreibungs-Information in Bezug auf die jeweiligen Reinigungseigenschaften des jeweiligen Pro- zessmoduls hinterlegt wie z.B. autonome Reinigungsabläufe, Reinigungspfade und Schnittstellen für Zu- und Ablauf von Reinigungs- und/oder Spülmittel. Weiterhin ist jedes Prozessmodul zum Übertragen oder Teilen der jeweiligen Selbstbeschreibungs-Information ausgebildet und eingerichtet. Das er- findungsgemäße System weist auch zumindest ein Hilfsmodul auf, welches Hilfsdienste für den Anlagenreinigungsprozess wie z.B. Bereitstellung der Reinigungs- und/oder Spülmittel, Aufnahme und/oder Aufbereitung von verwendeten Reinigungs- und/oder Spülmittel, Ansteuerung von Pumpen für Reinigungsund Spülmittel, etc. zur Verfügung stellt. Auch das zumindest eine Hilfsmodul ist zum Übertragen oder Teilen einer Information über die jeweiligen Hilfsdienste ausgebildet und eingerichtet. Weiterhin ist eine Prozessplanungseinheit vorgesehen, welche über eine Anlagenreinigungsprozessinformation verfügt. Dabei umfasst die Reinigungsprozessinformation zumindest die für den Anlagenreinigungsprozess notwendige Reinigungsschritte sowie Modellbeschreibungen einer Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt. Die Prozessplanungseinheit ist außerdem dazu ausgebildet und eingerichtet, auf Basis der Reinigungsprozessinformation, der Selbstbeschreibungs- Informationen der Prozessmodule und der Information des zumindest einen Hilfsmoduls anlagespezifisch einen Reinigungs- Ablaufplan zu ermitteln.

Der Hauptaspekt der gegenständlichen Erfindung besteht darin, dass zum Reinigungsprozess für die Anlage bzw. zum Cleaning- in-Place-Prozess ein virtueller bzw. digitaler Zwilling der verfahrenstechnischen Anlage erstellt wird, mit welchen automatisiert bzw. zumindest teilweise automatisiert ein CIP- Reinigungs-Ablaufplan spezifisch für die jeweilige Anlage und gegebenenfalls nur für Anlagenteile erstellt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen System kann ein Gesamtaufwand für die Erstellung eines CIP-Konzepts für eine verfahrenstechnische Anlage erheblich reduziert werden. Insbesondere auch bei Änderungen des mit der Anlage produzierten Produkts und/oder bei Änderungen der Anlagenkonfiguration kann das CIP-Konzept bzw. der spezifische Reinigungs-Ablaufplan rasch und zumindest teilweise automatisiert an die neuen Reinigungsbedingungen (z.B. neue Prozessmodule, neue oder geänderte Reinigungspfade, etc.) angepasst werden.

Der mit dem erfindungsgemäßen System erstellte, anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems virtuell durchlaufen werden. Dadurch kann beispielsweise getestet werden, ob alle Komponenten der verfahrenstechnischen Anlage von der Reinigung erfasst sind. Es können auf diese Weise z.B. Fehler bei der Erstellung des CIP-Konzeptes (z.B. fehlerhafte Annahmen bei Selbstbeschrei- bungs- und/oder Reinigungsprozessinformation, etc.) und/oder Fehler in der Konfiguration der realen Anlage im Bezug auf die so genannte CIP-Fähigkeit frühzeitig erkannt und korrigiert werden. Weiterhin können für den jeweiligen spezifischen Reinigungs-Ablaufplan benötigte Ressourcen (z.B. Reinigungsmittel, Spülmittel, etc.) berechnet werden oder festgestellt werden, ob vorhandene Ressourcen ausreichend sind. Zusätzlich kann der jeweilige Reinigungs-Ablaufplan z.B. auf einen minimalen Ressourcenverbrauch optimiert werden.

Der ermittelte Reinigungs-Ablaufplan kann dann - nach entsprechender Überprüfung auf Fehlerfreiheit - direkt und ohne großen Engineering-Aufwand auf die jeweilige reale Anlage übertragen und dort ein entsprechendes Cleaning-in-Place nach dem ermittelten anlagespezifischen Reinigungs-Ablaufplan durchgeführt werden. Dazu ist idealerweise eine Prozesssteuereinheit vorgesehen, an welche ein ermittelter, anlagespezifischer Reinigungs-Ablaufplan für eine Testung und Ausführung in der realen, verfahrenstechnische Anlage übergebbar ist.

Bei unzureichenden Ergebnissen der Reinigung können dann entweder die Selbstbeschreibungs-Informationen der Prozessmodule oder die in der Prozessplanungseinheit hinterlegten Reinigungsprozessinformation durch entsprechende Korrekturen (z.B. Korrektur fehlerhafter Annahmen bei den Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz, Korrektur von Materialdaten, etc.) angepasst werden. Nach der Anpassung kann mit dem erfindungsgemäßen System ein neuer Reinigungs-Ablaufplan ermittelt werden, wodurch der CIP-Prozess verbessert und optimiert wird.

Durch die Selbstbeschreibungs-Informationen der Prozessmodule und die in der Prozessplanungseinheit hinterlegte Reinigungsprozessinformation ist der jeweilige anlagenspezifische CIP- Prozess bzw. Reinigungs-Ablaufplan gut dokumentiert. Dadurch können bei z.B. unzureichenden Reinigungsergebnissen Ursachen rasch ausgemacht und durch entsprechende Korrekturen behoben werden. Weiterhin kann die Dokumentation auch als Basis für Validierungsverfahren z.B. für einen Betrieb der Anlage in einer „Good Manufacturing Practice"-Umgebung herangezogen werden. Weiterhin können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems CIP-Prozesse bzw. Reinigungs-Ablaufpläne während der Erstellung nach verschiedenen Gesichtspunkten (z.B. Ressourcenaufwand, Zeitaufwand, etc.) sehr einfach optimiert werden, da durch die Selbstbeschreibungs-Information der jeweiligen Prozessmodule alle anlagenspezifischen Informationen vorliegen.

Prozessmodule, auf welche die jeweilige verfahrenstechnische Anlage digital abgebildet ist, können verschiedenste, zu reinigende Komponenten oder Einrichtungen der verfahrenstechnischen Anlage, beschreiben. Von Prozessmodulen können beispielsweise Anlagenkomponenten wie Kessel, Tanks, Behälter, Filter, etc. dargestellt werden, wobei auch zugehörige Rohrleitungen, Ventile, Schnittstellen zu anderen Anlagenkomponenten, etc. mitberücksichtigt sind. Die mittels Prozessmodule beschriebenen Anlagekomponenten müssen so aufgebaut sein, dass sie mittels CIP-Prozess reinigbar bzw. ClP-fähig sind. D.h. die Anlagekomponenten sollten so aufgebaut sein, dass alle zu reinigenden Flächen über entsprechende Anschlüsse mittels Reinigungs- und/oder Spülmittel erreichbar und reinigbar sind, und dass Materialen verwendet werden, welche mittels CIP-Prozess reinigbar sind. Insbesondere sollten die Anlagenkomponenten keine Totarme und/oder Hohlräume aufweisen, welche nicht durchspült werden können. Weiterhin sollte jede als Prozessmodul beschriebene Anlagenkomponente über entsprechende Anschlüsse (Schnittstellen) für Zu- und Abläufe von Reinigungs- und Spülmittel verfügen. Außerdem ist es wichtig, dass die jeweiligen Anlagenkomponenten bzw. die gesamte verfahrenstechnische Anlage so aufgebaut ist, dass in den jeweiligen Anlagenkomponenten für eine Reinigung mittels Durchspülen eine entsprechende turbulente Strömung erreicht werden kann bzw. Anlagekomponenten, welche nicht für eine Reinigung mittels Durchspülen geeignet sind (z.B. Kessel, Tanks, etc.) geeignete Vorrichtungen zur Reinigung (z.B.

Sprühgeräte, etc.) aufweisen. Die entsprechenden Informatio- nen sind dann in der Selbstbeschreibungs-Information für jedes Prozessmodul hinterlegt.

Daher sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Selbstbeschreibungs-Information des jeweiligen zu reinigenden Prozessmodul zumindest eine Beschreibung autonomer Reinigungsabläufe wie z.B. einen Einsatz von Sprühgeräten, etc., eine Beschreibung von für die Reinigung genutzter Schnittstellen (z.B. Zu- und Abläufe von Reinigungs- und/oder Spülmittel, insbesondere für eine Selbstreinigung z.B. mittels Sprühgerät) und eine Definition von Reinigungspfaden um- fasst, von welcher alle möglichen Pfade innerhalb des Prozessmoduls und alle Schnittstellen (für Zu- und Ablauf von Reinigungs- und/oder Spülmittel) berücksichtigt werden. Weiterhin sollte die Selbstbeschreibungs-Information idealerweise auch eine Zustandsinformation im Bezug auf den jeweiligen Reinigungsstatus und eine jeweilige Schmutzbeladung der jeweiligen Reinigungspfade und Schnittstellen des entsprechenden Prozessmoduls umfassen.

Weiterhin verfügen auch die Reinigungspfade über Eigenschaften, welche vorteilhafter Weise in der Selbstbeschreibungs- Information des jeweiligen Prozessmoduls hinterlegt und verwaltet sind. Die Selbstbeschreibungs-Information des jeweili gen Prozessmoduls umfasst daher idealerweise zusätzlich Informationen für die jeweils zugehörigen Reinigungspfade.

Durch diese Informationen sind Werte für reinigungsspezifische Parameter für das jeweilige Prozessmodul und die zugehö rigen Reinigungspfade anhand der Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt ermittelbar. Die In formationen für die jeweiligen Reinigungspfade können beispielsweise einen Reinigungsstatus (z.B. sauber, verunreinigt, etc.) und/oder Eigenschaften des jeweiligen Reinigungs pfads umfassen, welche zur Berechnung einer für die Reinigun mindestens notwendigen Durchflussmenge oder Strömung sowie zur Berechnung einer maximal zulässigen Durchflussmenge oder Strömung herangezogen werden können. Weiterhin können auch Materialeigenschaften wie z.B. Oberflächenrauigkeit oder an- dere spezifische Faktoren hinterlegt sein, welche Einfluss auf die Reinigungszeit haben.

In der Prozessplanungseinheit sind Reinigungsprozessinformationen, insbesondere eine Beschreibung des nötigen Anlagenreinigungsprozesses je Material und/oder in der Anlage oder dem jeweiligen Prozessmodul verarbeiteten Stoff, verwaltet. Die Reinigungsprozessinformation umfasst dabei einerseits eine Beschreibung der für den Anlagenreinigungsprozess üblicherweise notwendigen Reinigungsschritte wie z.B. alkalische Spülung, Klarspülen, saure Spülung, Klarspülen, DampfSterilisation, etc. Die Reinigungsschritte sind dabei von der jeweiligen Anlage bzw. deren Einsatzbereich (z.B. Lebensmittelindustrie, Biotechnologie, Chemie, pharmazeutische Produktion, etc.) abhängig. Andererseits umfasst die Reinigungsprozessinformation auch die Modellbeschreibung der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt - üblicherweise im Sinne des sinnerschen Kreises, durch welchen ein Zusammenhang von vier Faktoren oder Parametern für den Reinigungserfolg - Temperatur, mechanische Einwirkung, Einwirkzeit und Reinigungsmittel/Chemie - beschrieben wird.

Daher ist es von Vorteil, wenn die in der Reinigungsprozessinformation enthaltenen Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt als formelhafter Zusammenhang der reinigungsspezifischen Parameter, wie Temperatur, Einwirkzeit und mechanischer Einwirkung, oder in Form einer Tabelle hinterlegt sind. Aus diesen Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz können dann sehr einfach für jedes Prozessmodul je Reinigungsschritt auf Basis von Informationen aus der Selbstbeschreibungs-Information des jeweiligen Prozessmoduls (z.B. interne Strömungsverhältnisse, Oberflächenbeschaffenheit, maximal erreichbare Durchflussmenge, Temperaturleistung, etc.) die entsprechenden Parameterwerte (z.B. Einwirkzeit, Durchflussmenge pro Zeit, Temperatur, etc.) ermittelt bzw. berechnet werden. Weiterhin ist es günstig, wenn in der Reinigungsprozessinformation Informationen zu Stoffkonstanten des zumindest einen eingesetzten Reinigungsmittels enthalten sind. Diese können für eine Berechnung der so genannten Reynolds-Zahl wie der Dichte und/oder Viskosität herangezogen werden. Die Stoffkonstanten des Reinigungsmittels bzw. die daraus ermittelbare Reynolds-Zahl kann ebenfalls für die Berechnung eines minimalen bzw. maximalen Wertes einer Durchflussmenge pro Zeiteinheit auf dem jeweiligen Reinigungspfad genutzt werden. Durch den minimalen Wert wird dabei das Erreichen einer für den An- lagenreinigungsprozess notwendigen turbulenten Strömung auf dem jeweiligen Reinigungspfad angegeben. Der maximale Wert ergibt sich aus jenem Wert, welcher zum Verhindern einer Kavitation unterschritten werden muss.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist die Prozessplanungseinheit dazu ausgebildet, den anlagespezifischen Reinigungs-Ablaufplan für den jeweils auf der Anlage durchgeführten Produktionsprozess zu erstellen. Dabei wird anlagenspezifisch ein Reinigungs-Ablaufplan speziell für eine Produktion eines speziellen Produkts erstellt, welcher dann nach jeder Produktion (z.B. Batch, etc.) für die Reinigung der Anlage durchlaufen werden kann.

Alternativ oder zusätzlich, kann die Prozessplanungseinheit auch dazu ausgebildet sein, den anlagespezifischen Reinigungs-Ablaufplan dynamisch in Abhängigkeit von der jeweiligen Produktion und/oder dem jeweiligen Verschmutzungsgrad zu erstellen. Dabei wird der anlagespezifische Reinigungs- Ablaufplan bedarfsorientiert z.B. nach der Produktion eines Produkts erstellt werden, wobei sich die Erstellung z.B. am Verschmutzungsgrad der Prozessmodule orientiert. Bei der dynamischen Erstellung kann idealerweise auch bedarfsorientiert ein Reinigungs-Ablaufplan für einzelne Anlagenteile bzw. Prozessmodule erstellt werden. Dadurch können z.B. Anlagenteile bereits vor Ablauf der Produktion in anderen Anlagenteilen für eine neue Produktion bereit gemacht bzw. gereinigt und damit Stehzeiten reduziert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Kommunikationsnetz für einen Daten- und Informationsaustausch zwischen Prozessmodulen, dem zumindest einen Hilfsmodul und der Prozessplanungs- einheit vorgesehen ist. Für den Daten- und Informationsaustausch können je nach Anlagenkonfiguration als Kommunikationsnetz ein Bussystem, das Internet, drahtgebundenen und/oder drahtlose Kommunikationsnetze (z.B. Wireless LAN, etc.) vorgesehen sein.

Idealerweise ist das erfindungsgemäße System als so genanntes Cyber Physical Production System oder CPPS ausgestaltet. Bei einem Cyber Physical Production System - wie z.B. in den Schriften WO 2016/074728 AI oder WO 2016/074730 AI beschrieben - handelt es sich um ein System, welches aus Produktionsmodulen besteht, welche untereinander sowie mit Einrichtungen der Produktionsplanung und der Produktionssteuerung kommunizieren und dabei Ablaufplanung und -Steuerung von Herstel- lungs- oder Produktionsprozesses von Produkten ermöglichen. Für eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems nach den Vorgaben des so genannten Cyber Physical Production Systems wird der Reinigungs- bzw. CIP-Prozess wie ein Produktionspro- zess betrachtet, dessen Ziel nicht ein fertiges Produkt, sondern eine gereinigte Anlage ist.

Weiterhin erfolgt die Lösung der genannten Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Erstellen und Durchführen eines Reinigungsprozesses, welche als CIP-Prozess ausgeführt wird, für eine verfahrenstechnische, ClP-fähige Anlage mit dem erfindungsgemäßen System. Dabei wird die zu reinigende, verfahrenstechnische Anlage in Form von Prozessmodulen abgebildet, wobei von jedem Prozessmodul eine Selbstbeschreibungs-Information im Bezug auf jeweilige Reinigungseigenschaften des jeweiligen Prozessmoduls umfasst wird. Für die Erstellung des Anlagenreinigungsprozesses wird von jedem Prozessmodul von einer Prozessplanungseinheit eine Reinigungsprozessinformation abgefragt, wobei in der Reinigungsprozessinformation zumindest für den Reinigungsprozess der Anlage notwendige Reinigungs- schritte und Modellbeschreibungen einer Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt hinterlegt sind. Die Reinigungsprozessinformation wird durch Informationen auf Basis der Selbstbe- schreibungs-Information der jeweiligen Prozessmodule ergänzt. Von der Prozessplanungseinheit wird dann auf Basis der mit den Selbstbeschreibungs-Informationen ergänzten Reinigungsprozessinformation und einer Information über von zumindest einem Hilfsmodul zur Verfügung gestellte Hilfsdienste anlagenspezifisch ein Reinigungs-Ablaufplan ermittelt.

Dabei kann es von Vorteil sein, wenn von der Prozessplanungseinheit zuerst für die jeweiligen Prozessmodule Reinigungs- Ablaufpläne ermittelt werden. Diese Reinigungs-Ablaufpläne für die Prozessmodule werden dann zum anlagenspezifischen Reinigungs-Ablaufplan zusammengeführt. Dadurch kann der CIP- Prozess bzw. der anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan leichter an Änderungen der Anlagenkonfiguration angepasst werden. Auf diese Weise können auch sehr einfach im Bedarfsfall Reinigungs-Ablaufpläne für durch Prozessmodule beschriebene Anlagenkomponenten oder Anlagenteile erstellt werden.

Es ist weiterhin günstig, wenn der von der Prozessplanungseinheit erstellte anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan zuerst virtuell durchlaufen wird, und dass der anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan nach festgestellter Fehlerfreiheit an eine Prozesssteuereinheit für einen Durchlauf an der verfahrenstechnischen Anlage übergeben wird. Auf diese Weise kann z.B. beim virtuellen Durchlauf des Reinigungs- Ablaufplans getestet werden, ob alle Komponenten der verfahrenstechnischen Anlage von der Reinigung erfasst sind und/oder beim Erstellen des CIP-Konzeptes fehlerhafte Annahmen bei Selbstbeschreibungs- und/oder Reinigungsprozessinformation, etc. getroffen wurden und/oder Fehler in der Konfiguration der realen Anlage im Bezug auf die so genannte CIP- Fähigkeit vorliegen. Die Fehler können dadurch frühzeitig erkannt und korrigiert werden. Weiterhin können für den jeweiligen spezifischen Reinigungs-Ablaufplan benötigte Ressourcen (z.B. Reinigungsmittel, Spülmittel, etc.) berechnet werden oder festgestellt werden, ob vorhandene Ressourcen ausreichend sind.

Beim Durchlauf an der verfahrenstechnischen Anlage kann der anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan direkt an der Anlage getestet werden. Bei unzureichenden Ergebnissen der Reinigung können dann entweder die Selbstbeschreibungs-Informationen der Prozessmodule oder die in der Prozessplanungseinheit hinterlegten Reinigungsprozessinformation durch entsprechende Korrekturen (z.B. Korrektur fehlerhafter Annahmen bei den Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz, Korrektur von Materialdaten, etc.) angepasst und damit das CIP-Konzept bzw. der anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan verbessert und optimiert werden .

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figur 1 erläutert. Figur 1 zeigt dabei sche- matisch einen beispielhaften Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems zum Erstellen und Durchführen eines Anlagenreinigungsprozesses für eine verfahrenstechnische Anlage sowie einen beispielhaften Ablauf des zugehörigen Verfahrens. Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt schematisch einen beispielhaften Aufbau eines Systems S zum Erstellen und Durchführen eines Anlagenreinigungsprozesses für eine verfahrenstechnische Anlage. Der An- lagenreinigungsprozess ist dabei als so genannter Cleaning- in-Place- oder ClP-Prozess ausgestaltet und die verfahrenstechnische Anlage für eine Reinigung gemäß ClP-Prozess eingerichtet bzw. ausgebildet - d.h. die Anlage ist ClP-fähig. Das System S, welches eine digitale Abbildung der verfahrenstech- nischen Anlage im Bezug auf den Anlagenreinigungsprozess darstellt, ist beispielsweise als so genanntes Cyber Physikal Production System (CPPS) ausgestaltet. Das erfindungsgemäße System S weist dabei eine Mehrzahl an Prozessmodulen PM1 , PM2 , PMn auf. Auf diese Prozessmodule PM1, PM2, PMn ist die verfahrenstechnische Anlage abgebildet, wobei die Prozessmodule zu reinigende Anlagenteil oder - komponenten wie z.B. Kessel, Tanks, Behälter, Filter, Wärmetauscher, etc. inklusiver der zugehörigen Rohrleitungen, Ventile und Schnittstellen (z.B. Zu- und Abläufe für Reinigungsund/oder Spülmittel) repräsentieren. In jedem Prozessmodul PM1, PM2, PMn ist eine Selbstbeschreibungs-Information Sil, SI2, Sin hinterlegt, in welcher die für das jeweilige Prozessmodul PM1, PM2, PMn notwendigen Eigenschaften und Fähigkeiten im Bezug auf eine Reinigung, insbesondere Selbstreinigung, beschrieben sind. Weiterhin sind die Prozessmodule PM1, PM2, PMn dazu zum Teilen und Übertragen der jeweili- gen Selbstbeschreibungs-Information Sil, SI2, Sin ausgebildet und eingerichtet.

Die Selbstbeschreibungs-Information Sil, SI2, Sin des jeweiligen Prozessmoduls PM1, PM2, PMn umfasst dabei zumin- dest:

- eine Beschreibung von autonomen Reinigungsabläufen wie z.B. eine Reinigung durch ein Sprühgerät bei einem Kessel, Tank oder gegebenenfalls größeren Behälter;

- eine Beschreibung der durch das jeweilige Prozessmodul PM1, PM2, PMn für die Reinigung genutzten Schnittstellen - wie z.B. Zu- und Abläufe für Reinigungs- und Spülmittel und/oder beim Einsatz gesonderter Reinigungseinrichtungen (z.B. Sprühgerät) zusätzliche Zu- und Abläufe;

- eine Definition von Reinigungspfaden, wobei alle möglichen Pfade innerhalb des jeweiligen Prozessmoduls PM1, PM2, PMn sowie alle Schnittstellen zu berücksichtigen sind; sowie

- eine Zustandsinformation im Bezug auf einen jeweiligen Reinigungsstatus (z.B. sauber, verunreinigt, verschmutzt, etc.) und eine jeweilige Schmutzbeladung der für das jeweilige Prozessmodul PM1, PM2, PMn definierten Reinigungspfade und Schnittstellen. Weiterhin kann die Selbstbeschreibungs-Information Sil, SI2, Sin eines Prozessmoduls PM1, PM2, PMn auch Informationen zu Eigenschaften der definierten Reinigungspfade verwalten und umfassen. Durch diese Informationen sind Werte für reinigungsspezifische Parameter für das jeweilige Prozessmodul PM1, PM2, PMn und die zugehörigen Reinigungspfade anhand von Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt ermittelbar. Diese zusätzliche Information um- fasst beispielsweise:

- einen Reinigungsstatus (z.B. sauber, verunreinigt,

etc . ) ;

- Eigenschaften des jeweiligen Reinigungspfads, welche zur Berechnung einer für die Reinigung mindestens notwendigen Durchflussmenge oder (turbulenten) Strömung sowie zur Berechnung einer maximal zulässigen Durchflussmenge oder Strömung bzw. zur Berechnung der minimalen und maximalen Reynolds-Zahl benötigt werden; sowie

- Materialeigenschaften wie z.B. Oberflächenrauigkeit oder andere spezifische Faktoren des Reinigungspfads, welche Einfluss auf die Reinigungszeit haben.

Zusätzlich weist das System S Hilfsmodule HM1, HMn auf, von welchen Hilfsdienste für die Reinigung zur Verfügung gestellt werden. Derartige Hilfsmodule sind beispielsweise Einrichtungen zur Bereitstellung von Reinigungs- und/oder Spülmittel (z.B. Reinigungs- und/oder Spülmittelbehälter, etc.), Einrichtungen für eine Aufnahme und/oder Aufbereitung von verwendeten Reinigungs- und/oder Spülmittel. Weiterhin können Hilfsmodule HM1, HMn wie z.B. Pumpen mit zugehöriger Steuerung, etc. beispielsweise Hilfsdienste zur Verfügung stellen wie einen Aufbau einer für die Reinigung notwendigen mechanischen Einwirkung (z.B. Druck bei DampfSterilisation, notwendige Strömung des Reinigungs- oder Spülmittels, etc.) oder ein Versorgung eines Sprühgeräts mit Reinigungs- und/oder Spülmittel. Die Hilfsmodule HM1, HMn sind dabei üblicherweise nicht Bestandteil der verfahrenstechnischen Anlage im engeren Sinn, sondern mit der Anlage über Schnittstellen (z.B. Zu- und Abläufe, Kommunikationsschnittstellen, etc.) für Reinigungszwecke verbunden. Die Hilfsmodule HM1 , HMn können beispielsweise wie die Prozessmodule PM1, PM2, PMn ebenfalls eine Selbstbeschreibungsinformation HI1, Hin umfassen, durch welche die zur Verfügung gestellten Hilfsdienste beschreiben wird. Daher sind die Hilfsmodule HM1 , HMn ebenfalls zum Übertragen und Teilen von Informationen und Daten bezüglich der zur Verfügung gestellten Hilfsdienste ausgebildet und eingerichtet. Alternativ, kann die Information über die von den Hilfsmodulen HM1, HMn zur Verfügung gestellten Hilfsdienste direkt in der Prozessplanungseinrich- tung PPE hinterlegt sein, damit diese über Informationen über die jeweiligen Hilfsdienste verfügt.

Weiterhin umfasst das System S eine Prozessplanungseinrich- tung PPE. Die Prozessplanungseinrichtung PPE verwaltet bzw. verfügt über eine Reinigungsprozessinformation RI . Die Reinigungsprozessinformation RI kann beispielsweise in einer eigenen Speichereinheit oder in einer in die Prozessplanungsein- heit PPE integrierten Speichereinheit hinterlegt sein, wobei die Speichereinheit z.B. als Datenbank ausgestaltet sein kann .

Die Reinigungsprozessinformation RI, welche beispielsweise eine Beschreibung des notwendigen Anlagenreinigungsprozesses je Material/Stoff darstellt, umfasst zumindest:

- eine Beschreibung eines für die Reinigung notwendigen Ablaufs bzw. eine Beschreibung der für den Anlagenreini- gungsprozess üblicherweise notwendigen Reinigungsschritte wie z.B. alkalische Spülung, Klarspülen, saure Spülung, Klarspülen, DampfSterilisation , etc.; und

- Modellbeschreibungen der benötigten Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt.

Die Modellbeschreibungen der benötigten Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt sind idealerweise im Sinne des

sinnerschen Kreises ausgestaltet, durch welchen ein Zusammenhang der vier reinigungsspezifischen Faktoren bzw. Parameter Temperatur, mechanische Einwirkung, Einwirkzeit und verwende- tes Reinigungsmittel/Chemie für den Reinigungserfolg beschreiben wird. Die jeweilige Modellbeschreibung der benötigten Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt kann in der Reinigungsprozessinformation RI als formelhafter Zusammenhang der reinigungsspezifischen Faktoren bzw. Parameter (Temperatur, Einwirkzeit und mechanischer Einwirkung) oder in Form einer Tabelle hinterlegt sein, um in Verbindung mit der jeweiligen Selbstbeschreibungs-Information Sil, SI2, Sin des jeweiligen Prozessmoduls PM1 , PM2, PMn die entsprechenden Parameterwerte (z.B. Einwirkzeit, Durchflussmenge pro Zeit, Temperatur, etc.) für den jeweiligen Reinigungsschritt zu ermitteln bzw. zu berechnen.

In der Reinigungsprozessinformation RI sind ebenfalls Angaben zu Stoffkonstanten des zumindest einen eingesetzten Reinigungsmittels bzw. der jeweils verwendeten Reinigungs- und Spülmittel hinterlegt. Diese Angaben und Informationen können dann von der PPE beispielsweise für eine Berechnung der Rey- nolds-Zahl, Dichte und Viskosität herangezogen werden, welche bei einer Erstellung eines anlagenspezifischen Reinigungs- Ablaufplans RA benötigt werden.

Neben der Verwaltung der Reinigungsprozessinformation RI ist die Prozessplanungseinheit PPE dazu eingerichtet und ausgestaltet, anlagenspezifisch eine Reinigungs-Ablaufplan RA zu erstellen. Der Reinigungs-Ablaufplan RA kann bezüglich eines minimierten Ressourcenverbrauchs optimiert werden. Dazu werden von der Prozessplanungseinheit als Basis die Reinigungsprozessinformation RI, die Selbstbeschreibungs-Informationen Sil, SI2, Sin der Prozessmodule PM1, PM2, PMn sowie die Informationen der Hilfsmodule HM1, HMn herangezogen. Dabei kann von der Prozessplanungseinheit PPE nur einmal für den jeweiligen, auf der Anlage durchgeführten Produktionsprozess einen Reinigungs- Ablaufplan RA erstellen, welcher dann z.B. nach jedem Batch der Produktion angewendet wird. Alternativ kann der Reinigungs-Ablaufplan RA dynamisch - d.h. nach einer Produktion und/oder in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad erstellt werden. Weiterhin weist das System S eine Prozesssteuereinheit PSE auf, an welche ein ermittelter, anlagespezifischer Reini- gungs-Ablaufplan RA nach entsprechender Prüfung auf Fehler- freiheit übergebbar ist. Die Prüfung auf Fehlerfreiheit kann beispielsweise mittels eines virtuellen Durchlaufs am System S durchgeführt werden. Dabei wird z.B. geprüft, ob alle Reinigungspfade und Schnittstellen vom erstellten Reinigungs- Ablaufplan RA erfasst und entsprechend gereinigt werden. Mög- liehe Fehler können korrigiert und mit Hilfe der Prozesspla- nungseinheit PPE ein korrigierter Reinigungs-Ablaufplan RA ermittelt werden. Mit Hilfe der Prozesssteuereinheit PSE ist der Reinigungs-Ablaufplan RA dann an der realen, verfahrenstechnischen Anlage testbar bzw. für die Reinigung einsetzbar. Während der Durchführung des Reinigungs-Ablaufplans RA wirkt die Prozesssteuereinheit PSE mittels Befehlen auf die Prozessmodule PM1, PM2, PMn sowie die Hilfsmodule HM1, HMn ein . Für den Austausch von Informationen und Daten zwischen den Prozessmodulen PM1 , PM2 , PMn, Hilfsmodulen HM1, HMn, der Prozessplanungseinheit PPE und der Prozesssteuereinheit PSE weist das System S ein Kommunikationsnetz auf. Das Kommunikationsnetz kann in Abhängigkeit von der jeweiligen verfah- renstechnischen Anlage beispielsweise als Bussystem, drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationssystem oder als Kombination dieser Kommunikationssysteme ausgestaltet sein und zur Daten- und Informationsübertragung z.B. das Internet nutzen. Für die Erstellung und Durchführung eines Reinigungs-

Ablaufplans RA als Cleaning-in-Place-Prozess für eine verfahrenstechnische Anlage mit dem erfindungsgemäßen System S werden die folgenden Verfahrensschritte durchlaufen: In einem ersten Verfahrensschritt 1 wird die zu reinigende, verfahrenstechnische Anlage in Form von Prozessmodulen PM1, PM2, PMn abgebildet. Dabei ist in jedem Prozessmodule PM1 , PM2, PMn eine zugehörige Selbstbeschreibungs-Information Sil, SI2, Sin hinterlegt, in welcher die Reinigungseigenschaften des jeweiligen Prozessmoduls PM1 , PM2 , PMn im Bezug auf den CIP-Prozess beschreiben. Den Prozessmodulen PM1, PM2, PMn ist beispielsweise auf Basis einer Produktionsplanung für die verfahrenstechnische Anlage oder auf Basis der jeweiligen Produktion ein Verschmutzungsgrad bekannt, welchen einzelne Komponenten aufweisen und welche Reinigungspfade angesprochen werden müssen.

In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird von jedem Prozessmodul PM1 , PM2, PMn die Reinigungsprozessinformation RI abgefragt, um von der Prozessplanungseinheit PPE eine Liste der notwendigen Reinigungsschritte für den Anlagenreinigungs- prozess sowie die Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt zu erhalten. Dabei kann vom jeweiligen Prozessmodul PM1, PM2, PMn je Reinigungspfad z.B. jener Stoff angegeben werden, welcher zur Verschmutzung geführt hat.

In der Reinigungsprozessinformation RI der Prozessplanungseinheit PPE kann beispielsweise eine generellen Beschreibung der für den Reinigungsprozess der jeweiligen Anlage notwendigen Reinigungsschritte hinterlegt sein, bei welcher z.B. alle möglichen verunreinigenden Stoffe und/oder verschmutzte Mate- rialen berücksichtigt sind. Je nach der jeweiligen Konfiguration der zu reinigenden Anlage und einer benötigten Reinigungsmittelmenge, können anlagespezifische Beschreibungen der für den Anlagenreinigungsprozess notwendigen Reinigungsschritte erstellt und in der Reinigungsprozessinformation verwaltet werden .

Von den jeweiligen Prozessmodulen PM1, PM2, PMn wird die Reinigungsprozessinformation RI - d.h. die Beschreibungen der für den Anlagenreinigungsprozess notwendigen Reinigungsschritt und die Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt im zweiten Verfahrensschritt 2 dann durch Informationen auf Basis der jeweiligen Selbstbeschrei- bungs-Information Sil, SI2, Sin ergänzt. Dabei werden von den Prozessmodulen PM1, PM2, PMn beispielsweise Werte für die reinigungsspezifischen Parameter wie Zeit, Durchflussmenge pro Zeit, Temperatur, etc. ermittelt. Diese Werte werden beispielsweise aus den Modellbeschreibungen der Reinigungseffizienz je Reinigungsschritt sowie auf Basis von Eigenschaften des jeweiligen Prozessmoduls PM1 , PM2 , PMn bzw. den jeweiligen Reinigungspfaden wie z.B. internen Strömungsverhältnissen zum Erreichen einer turbulenten Strömung, einer Oberflächenbeschaffenheit, einer Leistungsfähigkeit des jeweiligen Prozessmoduls PM1, PM2, PMn im Bezug auf die Temperatur und einer maximal erreichbaren Durchflussmenge pro Zeit berechnet.

Bei der Durchflussmenge pro Zeit ist beispielsweise ein minimaler und ein maximaler Wert zu berücksichtigen. Der minimale Wert wird dabei durch jene Durchflussmenge pro Zeit vorgegeben, welche notwendig ist, um eine turbulente Strömung zu erreichen. Der maximale Wert ergibt sich z.B. aus jenem Wert, welcher unterschritten werden muss, um Kavitationen zu verhindern oder er ist z.B. durch die maximale Kapazität des jeweiligen Prozessmoduls PM1, PM2, PMn beschränkt. Weiterhin kann es notwendig sein, dass je nach Oberflächenbeschaffenheit ein Zuschlag bei der benötigten Zeit zu berücksichtigen ist .

Von der Prozessplanungseinheit PPE wird dann in einem dritten Verfahrensschritt 3 auf Basis der mit Informationen und Daten von den Prozessmodulen PM1, PM2, PMn ergänzten Reinigungsprozessinformation RI und unter Berücksichtigung von Informationen der Hilfsmodule HM1, HMn im Bezug auf die jeweils zur Verfügung gestellten Hilfsdienste ein Reinigungs-Ablauf RA für die verfahrenstechnische Anlage ermittelt.

Dabei können im dritten Verfahrensschritt 3 zuerst für die jeweiligen Prozessmodule PM1 , PM2, PMn Reinigungs- Ablaufpläne erstellt werden, bei welchen beispielsweise auch alternative Reinigungspfade innerhalb einzelner Prozessmodule PM1, PM2, PMn berücksichtigt werden. D.h. gibt es in einem Prozessmodul PM1, PM2, PMn alternative Reinigungspfade, durch welche alle Teile des Prozessmoduls PM1, PM2, PMn gereinigt werden oder unterschiedliche Optimierungsvarianten, so können alternative Reinigungs-Ablaufpläne für diese Vari- anten ermittelt werden. Durch die Prozessplanungseinheit PPE werden dann die prozessmodulspezifischen Reinigungs- Ablaufpläne zu einem anlagespezifischen Reinigungs-Ablaufplan RA zusammengeführt, wobei bei alternativen prozessmodulspezi- fischen Reinigungs-Ablaufplänen einer auszuwählen ist. Beim Zusammenführen muss weiterhin darauf geachtet werden, dass alle Schnittstellen zwischen den Prozessmodulen PM1 , PM2, PMn ebenfalls gereinigt bzw. von Reinigungs- und/oder Spülmittel durchflössen werden. Dadurch können beispielsweise längere Reinigungspfade innerhalb der Anlage gebildet werden bzw. das Reinigungs- und/oder Spülmittel von einem Prozessmodul PM1, PM2, PMn zum nächsten weitergeleitet werden. Um solche längeren Reinigungspfade zu bilden, kann es beispielsweise notwendig sein, dass von der Prozessplanungseinheit PPE die prozessmodulspezifischen Reinigungs-Ablaufpläne entspre- chend der Reinigungsschritt aufgespalten und für den anlagenspezifischen, gesamten Reinigungs-Ablaufplan RA nach Reinigungsschritten sortiert werden.

Weiterhin ist bei der Ermittlung des anlagenspezifischen Rei- nigungs-Ablaufplans RA für komplexe und/oder größere Anlagen, bei welchen relativ lange Reinigungspfade gebildet werden können, z.B. eine Aufnahmefähigkeit der Reinigungs- und/oder Spülmittel zu berücksichtigen. Diesbezüglich kann das Reinigungs- bzw. Spülmittel beispielsweise entsprechend einer zu erwartenden Verunreinigung am Reinigungspfad mit einem Verunreinigungsfaktor beaufschlagt werden. Sobald durch die Beladung der Reinigungs- und/oder Spülmittel mit Verschmutzungen ein vorgegebener Wert für den Verunreinigungsfaktor überschritten wird, kann der Reinigungspfad z.B. abgebrochen und an dieser Stelle z.B. ein Abfluss oder eine Rückführung für das Reinigungs- bzw. Spülmittel sowie ein Zufluss für frischen Reinigungs- bzw. Spülmittel vorgesehen werden. Eine Überwachung der Schmutzbeladung des Reinigungs- bzw. Spülmit- tels sowie das Einfügen von entsprechenden Schritten (Ablassen/Zurückführen des Reinigungs- und/oder Spülmittel, Zuführen von frischem Reinigungs- und/oder Spülmittel) in den Reinigungs-Ablaufplan RA kann beispielsweise von der Prozesspla- nungseinheit PPE übernommen werden.

Der von der Prozessplanungseinheit PPE ermittelte, anlagenspezifische Reinigungs-Ablaufplan RA kann im dritten Verfahrensschritt 3 zuerst virtuell durchlaufen werden, um bei- spielsweise Fehler bei der Abbildung der Anlage auf die Prozessmodule PM1, PM2, PMn, fehlerhafte Annahmen bei Selbst- beschreibungs-Informationen Sil, SI2, Sin, Reinigungsinformation RI, etc. zu erkennen und um zu prüfen, ob alle Reinigungspfade und Schnittstellen vom Anlagenreinigungsprozess erfasst werden. Wird beim virtuellen Durchlauf Fehlerfreiheit festgestellt, so kann in einem vierten Verfahrensschritt 4 der Reinigungs-Ablaufplan RA an die Prozesssteuereinheit PSE übergeben und an der realen, verfahrenstechnischen Anlage getestet werden. Werden dabei z.B. unzureichende Reinigungser- gebnisse festgestellt, so können beispielsweise Annahmen in den Selbstbeschreibungs-Informationen Sil, SI2, Sin der Prozessmodule PM1, PM2, PMn, bei der Reinigungsinformation RI, etc. zugrundeliegen. Durch entsprechende Korrektur kann dann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems S ein korrigier- ter bzw. optimierter Reinigungs-Ablaufplan RA für die Anlage erstellt werden.

Weiterhin stehen nach Erstellung des Reinigungs-Ablaufplans RA alle getätigten Annahmen bezüglich Reinigungseffizienz, geometrischer und strömungsmechanischer Verhältnisse der Anlage sowie alle Reinigungsschritte in der Prozessplanungseinheit PPE und in den Prozessmodulen PM1, PM2, PMn zur Verfügung. Diese Daten können beispielsweise in strukturierter Form als Dokumentation und/oder für eine Validierung des CIP- Prozesses genutzt werden, wodurch der CIP-Prozess mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems S in einfacher Weise gut und nachvollziehbar dokumentiert werden kann.