Envases farmacéuticos: llenado seguro en sala limpia

Envases farmacéuticos: llenado seguro en sala limpia

Con competencia unida, el fabricante de máquinas Harro Höfliger y los expertos en procesamiento de imágenes de STEMMER IMAGING realizaron una planta de llenado de alto rendimiento para salas blancas farmacéuticas.

Diseñar y construir instalaciones para el área de salas limpias de empresas farmacéuticas representa un desafío especial. También, la producción de medicamentos y soluciones médicas está estrechamente vinculada a altos estándares de procesamiento y calidad. La empresa, ubicada en Allmersbach en el Valle en Suabia y con éxito internacional, Harro Höfliger Verpackungsmaschinen GmbH, se ha especializado en estos ámbitos exigentes y desarrolla desde hace más de un cuarto de siglo soluciones de sistemas integrales y máquinas especiales para la farmacia, el sector químico-técnico y el sector de alimentos y bebidas.

Entre las fortalezas destacadas de la empresa se encuentran las máquinas para salas limpias, que se utilizan en la fabricación de productos farmacéuticos y médicos. "Estas instalaciones deben cumplir requisitos por encima de la media", explica Manfred Hild, jefe del departamento de control de tecnología en Harro Höfliger. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la sala limpia se utilizan con frecuencia sustancias de limpieza agresivas, lo que reduce significativamente la selección de materiales utilizados, dice Hild. "Estas instalaciones deben ser fáciles de limpiar y poco propensas a reparaciones, ya que a menudo solo se puede acceder de forma limitada a las partes individuales de la máquina. Los sistemas integrados para medir, iluminar o detectar generalmente deben estar encapsulados, lo que hace que su reemplazo en caso de fallo o mantenimiento sea complicado y largo", continúa el jefe del departamento.

La tarea

Un proyecto reciente de los suabos, en el que se debieron cumplir nuevamente estas condiciones difíciles, fue entregado recientemente al cliente: las dos máquinas de llenado idénticas para "ampollas para inmunización oral con virus aún vivos" permiten el llenado de líquidos o materiales en pasta en tubos de plástico. Desde estos envases, el usuario puede exprimir el contenido posteriormente, de manera sencilla, similar a un tubo de pasta de dientes, y usarlo. "Al realizar estas dos máquinas, no todos los materiales ópticos eran conocidos", describe Manfred Hild una de las dificultades para su equipo.

Una mayor dificultad fue la selección de los componentes de procesamiento de imágenes óptimos para la estación de alineación implementada en la máquina. Antes de esta estación, los tubos se introducen en posición no orientada. Después de separar los tubos, se alinean en posición vertical con la tapa hacia abajo. Un agarrador especial toma diez tubos en paralelo en cada paso de trabajo y los transfiere a la estación de rotación de alineación.

Antes de poder llenar las sustancias en los tubos, estos deben ser alineados y colocados en una posición de giro predefinida. Este paso intermedio tiene dos razones: por un lado, la alineación definida asegura que los tubos no se rompan ni se vuelen en su parte longitudinal durante el sellado posterior. Por otro lado, el fabricante farmacéutico desea que las impresiones en los tubos queden siempre en la posición correcta después del sellado, para que sean fácilmente legibles.

Implementación con obstáculos

Para realizar la tarea, diez tubos son transferidos desde el agarrador mencionado a soportes especiales, donde luego se giran en 400 ms alrededor de su eje longitudinal. Cinco cámaras CMOS del tipo DALSA Genie, del fabricante canadiense Teledyne DALSA, verifican en cada una de las dos tuberías si las marcas de impresión correctas están en las posiciones adecuadas. La evaluación de las señales de imagen transmitidas vía Gigabit Ethernet se realiza mediante dos PC, en los que el potente software Vision Pro de Cognex analiza las imágenes entrantes. Los resultados se comunican de regreso a las estaciones de rotación. De esta manera, el sistema de procesamiento de imágenes asegura que la posición de los diez tubos se mantenga con una precisión inferior a 2 grados.

Las cámaras DALSA Genie utilizadas pudieron proporcionar la tasa de imagen requerida de aproximadamente 110 imágenes por segundo con una resolución del campo de visión de 1024 x 768 píxeles. "Como solo una parte de la imagen era necesaria para la alineación de los tubos, pudimos operar las cámaras en modo de escaneo parcial. Así, se pudo aumentar aún más la tasa de imagen", informa Manfred Hild. En total, la planta procesa más de 220 tubos por minuto, demostrando así el rendimiento requerido para una producción rentable.

Pero la selección de las cámaras adecuadas no resolvió todas las cuestiones. Debido a la concepción de la planta para la sala limpia, todo el hardware para el procesamiento de imágenes dentro de la máquina debe estar alojado en una carcasa especialmente desarrollada por Harro Höfliger. Esta carcasa está diseñada según las pautas GMP (Buenas Prácticas de Fabricación) y cuenta con una superficie con recubrimiento especial, que facilita su limpieza.

Debido a los requisitos de limpieza, la instalación de las cámaras, lentes e iluminación en esta carcasa, bajo un panel de vidrio, requería que el ángulo de montaje de las cámaras fuera elegido de manera que los reflejos de la luz de la iluminación no entraran en las cámaras. Además, había muy poco espacio en la carcasa para las cámaras. "Resolvimos esta situación con codos de 90°, que nuestro socio en procesamiento de imágenes, STEMMER IMAGING, nos recomendó para las cámaras DALSA Genie utilizadas", explica Hild.

También fue problemático que no fuera posible un blindaje completo de la planta contra la luz externa y que las herramientas giratorias de la máquina sobresalieran en el campo de visión de las cámaras. "Estas partes metálicas brillantes y en movimiento generan todo tipo de reflejos molestos. Sin embargo, pudimos resolverlo mediante software, combinando herramientas de detección de bordes y histogramas", describe Manfred Hild la solución encontrada.

Otra dificultad fue reconocer los bordes de los tubos blancos semitransparentes y las marcas de impresión en los tubos contra los fondos presentes en la máquina, que eran de acero plateado o puertas de cristal. Aquí, STEMMER IMAGING también pudo ofrecer una solución, como explica Hild: "Las pruebas durante la concepción de la planta demostraron que la iluminación LED con longitudes de onda en el espectro azul produce el mejor contraste entre el tubo y la marca de impresión, así como el borde del tubo contra el fondo".

Procesamiento de imágenes como elemento clave

Hild considera que la estación de alineación, realizada en colaboración con STEMMER IMAGING, es una pieza clave absoluta de la máquina: "La correcta posición de rotación de los tubos antes del llenado y el aumento del rendimiento de los tubos fueron muy importantes para el cliente. Solo pudimos cumplir estos requisitos con la ayuda de un sistema de procesamiento de imágenes adecuado". Según Hild, esta afirmación también puede generalizarse: "La farmacia, en todos sus ámbitos, desde la tirita hasta la cápsula, exige un control del 100% de sus productos. Por esta razón, en esta industria prácticamente no hay máquinas sin procesamiento de imágenes complejo".

Esta situación también es una de las razones por las que Harro Höfliger, en contraste con otros actores del sector, tiene especialistas internos en procesamiento de imágenes. "Consideramos esta tecnología como un tema central de nuestro trabajo y podemos ofrecer a nuestros clientes un servicio más completo y mucho más rápido si contamos con el conocimiento necesario", explica Hild. Para las muchas máquinas que su empresa realiza cada año, cree que esta es la vía más eficiente.

A pesar, o precisamente por, la competencia en procesamiento de imágenes en su propia empresa, el equipo de Manfred Hild confía en un proveedor fuerte para los componentes necesarios. Hild afirma que desde hace tiempo ha encontrado a su socio adecuado: "STEMMER IMAGING lleva muchos años siendo proveedor de tecnología de procesamiento de imágenes para Harro Höfliger. Valoro especialmente sus servicios de consultoría en la selección de componentes óptimos para cada aplicación. Esto nos ha ahorrado mucho tiempo en varias ocasiones", destaca Hild.

Hella Gillig es la responsable comercial en STEMMER IMAGING para muchos de los proyectos ya realizados. Ella, junto con colegas especializados en áreas específicas, identifica los componentes adecuados y también realiza las pruebas necesarias en el laboratorio interno. "Así podemos aprovechar siempre las amplias posibilidades de nuestro stock y acceder a las últimas innovaciones de nuestros proveedores", explica Gillig. Muy pocos clientes pueden permitirse tener su propio laboratorio de procesamiento de imágenes con equipamiento tan completo y actualizado, y Manfred Hild también valora mucho esta oferta: "¡Es un servicio genial poder acudir a STEMMER IMAGING con mis clientes y probar ideas de antemano!", comenta.

Otra razón para colaborar con el proveedor tecnológico de Puchheim es: "La estrategia de Harro Höfliger es adquirir componentes de procesamiento de imágenes de un solo proveedor y confiar en productos que estén disponibles en todo el mundo. Las instalaciones que construimos para nuestros clientes se utilizan en todo el globo. Por eso, es muy importante para nosotros que todos los componentes puedan ser reemplazados rápidamente en caso de emergencia, incluso internacionalmente".

Al trabajar con componentes estándar en la medida de lo posible, tanto en Harro Höfliger como en STEMMER IMAGING, el nuevo propietario de la planta de llenado de tubos puede estar seguro de que el mantenimiento no le causará problemas.

Componentes de procesamiento de imágenes utilizados en detalle

En cada una de las dos plantas de llenado de tubos de Harro Höfliger se utilizan cinco cámaras del tipo DALSA Genie HM1024 de Teledyne DALSA, combinadas con una lente HF35HA de Fujinon y dos luces de barra azul LDL2-146x30 de CCS. La transmisión de datos a los dos ordenadores evaluadores de cuatro núcleos con software Cognex Vision Pro se realiza mediante cables GigE. Todos los componentes de iluminación, ópticas, cámaras y cables utilizados en las pruebas internas de Harro Höfliger fueron adquiridos a través de STEMMER IMAGING.

Harro Höfliger: fabricante de máquinas por encima del estándar

La realización de máquinas con condiciones límite exigentes ha sido desde hace muchos años el campo principal de actividad de Harro Höfliger (www.hoefliger.com), con sede en Allmersbach en el Valle. La empresa, con más de 600 empleados en todo el mundo, se considera claramente por encima de los fabricantes de máquinas estándar, ya que desarrolla principalmente máquinas específicas para sus clientes internacionales, con énfasis en la industria médica y farmacéutica. En muchos otros sectores industriales, Harro Höfliger tiene una excelente reputación como proveedor clave de plantas de producción y soluciones de sistemas, incluyendo tecnología aséptica, blister y tecnología de bandejas, tecnología de jeringas e inyectores, así como máquinas de llenado de cápsulas y polvos, y en otros ámbitos.

Para facilitar la vida a su clientela internacional, la empresa forma parte de una red de competencia de fabricantes de máquinas globales que suministran a la industria farmacéutica. "Gracias a las competencias complementarias de estas empresas, los clientes del grupo se benefician de rutas cortas y soluciones rápidas a problemas", explica Manfred Hild. "En este grupo, se pueden aprovechar sinergias, ya que compartir tecnologías reduce a la mitad los costos de desarrollo. Las empresas del grupo no solo pueden cubrir un amplio espectro, sino también ofrecer servicios a precios más competitivos, incluyendo soporte 24 horas".

Imagen: Uso de DALSA Genie en Harro Höfliger