Résultats tangibles : Eli Lilly
Le projet pilote du système DeltaV™ permet de moderniser l’automatisation des produits de recombinaison d’ADN d’Eli Lilly
Le projet pilote du système DeltaV™ permet de moderniser l’automatisation des produits de recombinaison d’ADN d’Eli Lilly
RÉSULTATS
APPLICATION
Fermentation bactérienne pharmaceutique par lots
CLIENT
Eli Lilly and Company. En 1982, le produit Humulin de Lilly (insuline humaine biosynthétique) est devenu le premier produit pharmaceutique au monde fabriqué par des bactéries génétiquement modifiées grâce à la technologie de l’ADN recombinant. Parmi les autres produits pharmaceutiques bien connus de Lilly figurent l’antidépresseur Prozac et les antibiotiques Ceclor (céfaclor) et Vancocin (chlorhydrate de vancomycine). Pour la petite histoire, l’entreprise a été la première à produire en masse de la pénicilline en utilisant une technologie de fermentation.
DÉFI
Jusqu’à une période récente, l’automatisation des procédés chez Lilly impliquait généralement des installations de fabrication dédiées à un seul produit, validées pour répondre aux réglementations de la FDA et fonctionnant ensuite le plus longtemps possible sans opérer de changement. Les installations de grande et moyenne taille peuvent être gérées par des systèmes numériques de contrôle-commande (SNCC), et les zones plus petites par des automates programmables industriels (API).
Les fabricants de produits pharmaceutiques hésitent à modifier leurs systèmes de contrôle car cela nécessite une revalidation, un processus coûteux en raison de la perte de production et de la documentation intensive. La zone de production de taille moyenne pour la fermentation de l’Humuline de Lilly, par exemple, fonctionne depuis 15 ans avec les contrôles d’origine. Bien que l’équipement de production ait encore de nombreuses années au compteur, les pièces de rechange sont de plus en plus difficiles à trouver. Le système d’automatisation et une partie de l’instrumentation doivent être remplacés sous peu et les contrôles doivent être revalidés. Les systèmes Fisher-Rosemount et Foxboro, ainsi que certains systèmes conçus en interne, ont été utilisés systématiquement à différentes périodes depuis le début des années 1970.
SOLUTION
Un objectif de fabrication flexible
L’approche de Lilly en matière de fabrication pharmaceutique a consisté à se démarquer de ces installations spécialisées. Le rythme de développement des produits est en train de s’accélérer, notamment les initiatives visant à cibler des maladies spécifiques utilisant des produits sur mesure issus de réactions biosynthétiques. L’entreprise se dote désormais d’installations comportant des secteurs de production plus petits et plus flexibles qui peuvent être reliées selon différentes configurations ou adaptés d’un produit à un autre. Si la revalidation des procédés demeure un problème, les avantages de la flexibilité des procédés de fabrication l’emportent sur le coût. Qui plus est la conception première basée sur la modularité S88 (norme de contrôle par lots ISA S88) contribue également à réduire les coûts.
L’automatisation évolutive est la solution idéale
La décision de mettre en place de nouvelles installations flexibles, mais aussi de moderniser de nombreuses installations plus anciennes, modifie également la façon dont Lilly aborde l’automatisation de ses procédés.
Jusqu’à une période récente, le coût du premier canal d’un système d’automatisation était de l’ordre de 500 000 dollars. Aujourd’hui, une nouveau système d’automatisation évolutive permet de réduire ce coût à 50 000 dollars ou moins. Il devient désormais possible d’envisager un système numérique de contrôle-commande (SNCC) pour de petites applications qui, il y a tout juste un an, auraient nécessité un équipement hybride API/interface opérateur (IO). Les solutions d’automatisation évolutives d’aujourd’hui répondent mieux aux besoins des installations de production de taille moyenne.
Pour tester la pertinence d’une solution d’automatisation évolutive, Lilly a temporairement déconnecté une partie d’un ancien système de contrôle-commande opérant un réservoir d’inoculant de bioréacteur avancé dans une installation pilote de R-D.
L’installation de recherche sur la fermentation a été choisie pour plusieurs raisons. Premièrement, nous avons évité de mettre le produit en danger comme nous pourrions le faire en production. Deuxièmement, le succès dans un environnement pilote devrait se traduire par un succès en production car ces opérations sont plus stables. Troisièmement, le succès d’une opération de fermentation devrait assurer le succès des opérations chimiques. Les fonctionnement des bactéries étant imprévisible, la fermentation est plus difficile à contrôler que la fabrication chimique
de produits pharmaceutiques. Enfin, l’absence de souplesse en matière de contrôle se manifeste clairement dans une usine pilote de fermentation où les procédés évoluent constamment, où des modifications de contrôle doivent être apportées et où l’instrumentation est plus perfectionnée.
