Gyógyszerészeti csomagolások: Biztonságos töltés a tisztatérben

Gyógyszergyártási csomagolások: Biztonságos töltés a tisztatérben

Egységes szakértelem segítségével a gépgyártó Harro Höfliger és a STEMMER IMAGING képalkotási szakértői egy magas teljesítményű csomagolási rendszert valósítottak meg gyógyszerészeti funkciós szobák számára.

A gyógyszeripari vállalatok tisztatéri környezetének berendezései tervezése és építése különleges kihívást jelent. Az orvosi készítmények és gyógyászati megoldások gyártása is a feldolgozás és minőség legmagasabb követelményeihez kötött. A schwäbische Allmersbach im Talban található és nemzetközileg sikeres Harro Höfliger Verpackungsmaschinen GmbH ezen igényes területekre specializálódott, és több mint negyed évszázada átfogó rendszermegoldásokat és egyedi gépeket fejleszt a gyógyszeripar, a kémiai-technológiai szektor, valamint az élelmiszer- és italipar számára.

A vállalat kiemelkedő erősségei közé tartoznak a tisztatéri gépek, amelyeket gyógyszerészeti és orvosi termékek gyártásánál alkalmaznak. „Ezeknek a berendezéseknek túl átlagos elvárásokat kell teljesíteniük,” magyarázza Manfred Hild, a Harro Höfliger irányítási technológiai osztályvezetője. Ez többek között abból adódik, hogy a tisztatérben gyakran agresszív tisztítószereket használnak, ami jelentősen csökkenti az alkalmazott anyagok választékát, mondja Hild. „Az ilyen berendezéseknek tisztításbarátnak kell lenniük, és kevésbé sérülékenyek, mivel gyakran csak korlátozott hozzáférés van az egyes részegységekhez. A mérő-, világító- vagy detektáló rendszerek általában beépítve működnek, ami bonyolulttá és időigényessé teszi azok cseréjét hibák vagy karbantartás esetén,” folytatja az osztályvezető.

A feladat

Az egyik legújabb projekt, amely során ezeket a nehéz körülményeket ismét figyelembe vették, nemrég került átadásra az ügyfél részére: A két, azonos típusú töltőgép, amelyet „injekciós tubusok élő vírusellenes szerekhez” neveznek, lehetővé teszi folyadékok vagy pasztaszerű anyagok töltését műanyag tubusokba. Ezekből a tartályokból a felhasználó később – hasonlóan a fogkrémes tubushoz – egyszerűen nyomhatja ki és használhatja a tartalmat. „E két gép megvalósításánál nem minden optikai anyagtulajdonság volt ismert,” írja le Manfred Hild az egyik nehézséget csapatának.

Az egyik nagyobb kihívás azonban a gépben megvalósított igazítási állomás optimális képalkotási komponenseinek kiválasztása volt. Az igazítási állomás előtt a tubusokat nem orientált helyzetben szállítják be. A tubusok szétválasztása után álló helyzetben, a zár felül, kerülnek igazításra. Egy speciális fogó minden munkafolyamat során párhuzamosan tíz tubust fog meg, és adja át azokat az igazító- és forgatóegységnek.

Az anyagok tubusokba töltése előtt ezeket először igazítani kell, és egy előírt forgási helyzetbe kell hozni. Ez a közbenső lépés két okból szükséges: egyrészt a meghatározott igazítás biztosítja, hogy a tubusok ne törjenek el hosszanti irányban a későbbi zárás során, és ne szivárogjanak. Másrészt a gyógyszergyártó azt is szeretné, hogy a tubusok feliratai a lezárás után mindig a megadott helyen legyenek, így azok könnyen olvashatók maradjanak.

Megvalósítás akadályokkal

A feladat megvalósításához tíz tubust adnak át a már említett fogón keresztül speciális rögzítőhelyekre, ahol 400 ms alatt elfordítják őket hosszanti tengelyük mentén. Ekkor öt CMOS-kamera, a DALSA Genie típusú, a kanadai Teledyne DALSA gyártótól, két tubuson ellenőrzi, hogy a helyes irányításhoz alkalmazott nyomtatott jelek a megfelelő helyen vannak-e. A Gigabit Ethernet interfészen keresztül továbbított képi jelek értékelése két számítógépen történik, amelyek a Cognex Vision Pro szoftverével elemzik a beérkező képeket. Az eredményeket ezután visszaküldik a forgatóegységeknek. Így a képalkotó rendszer biztosítja, hogy a tíz tubus pozíciója a szükséges, 2 foknál kisebb pontosságon belül maradjon.

A DALSA Genie kamerák képesek voltak a szükséges kb. 110 kép/másodperc sebességű képfrissítésre, a 1024 x 768 pixeles felbontás mellett. „Mivel csak egy részét használtuk a képnek a tubusok igazításához, a kamerákat részleges szkennelési módban üzemeltettük. Ez lehetővé tette a képfrissítés további növelését,” mondja Hild. A rendszer összesen több mint 220 tubust képes percenként feldolgozni, így megfelelve a költséghatékony gyártás követelményeinek.

A megfelelő kamerák kiválasztásánál azonban még nem ért véget a kérdések sora. A tisztatéri kialakítás miatt az egész hardvert a képalkotáshoz a gépben egy, a Harro Höfliger által kifejlesztett speciális házban kellett elhelyezni. Ez a ház GMP (Good Manufacturing Practice) szempontok szerint készült, felülete speciális bevonattal van ellátva, így könnyen tisztítható.

Mivel a kamerák, objektívek és világítások szerelése a tisztítási követelmények miatt üvegfedél alatt történt, a kamerák beépítési szögét úgy kellett megválasztani, hogy a világítás fényreflexei ne essenek a kamerák látóterébe. Emellett a házban csak nagyon kevés hely állt rendelkezésre a kamerák számára. „Ezt a helyzetet 90°-os szögű kúpokkal oldottuk meg, amelyeket a képalkotási partnerünk, a STEMMER IMAGING ajánlott a DALSA Genie kamerákhoz,” magyarázza Hild.

Szintén problémát jelentett, hogy a berendezés teljes árnyékolása a külső fény ellen nem volt lehetséges, és a gép forgó szerszámai belelógattak a kamerák látóterébe. „Ezek a fényes, mozgó alkatrészek mindenféle zavaró reflexiót keltenek. Ezt azonban szoftveresen oldottuk meg élkereső és hisztogram eszközök kombinációjával,” írja le Hild a megtalált megoldást.

Egy másik kihívás volt, hogy a fehér, félig átlátszó tubusok széleit, valamint a nyomtatott jeleket felismerjük a gépen található háttér előtt, amely lehet ezüst színű acél vagy üvegajtó. Itt is tudott megoldást kínálni a STEMMER IMAGING, ahogy Hild elmagyarázza: „A rendszertervezés során kiderült, hogy a kék hullámhosszú LED-világítások a legjobb kontrasztot adják a tubus és a nyomtatott jel, valamint a tubus szélének és a háttér között.”

Képalkotás mint kulcselem

Hild szerint a STEMMER IMAGING-mel közösen megvalósított igazítási állomás a gép abszolút kulcseleme: „A tubusok helyes forgási helyzete a töltés előtt és a tubusok átfolyási sebességének növelése nagyon fontos volt az ügyfél számára. Ezeket az igényeket csak megfelelő képalkotó rendszer segítségével tudtuk kielégíteni.” Ez a kijelentés, Hild szerint, általánosítható: „A gyógyszeripar minden területén, a tapasztól a kapszuláig, 100%-os ellenőrzést követelnek termékeiknél. Ezért szinte már nincs olyan gép ebben az iparágban, amely ne alkalmazna komplex képalkotást.”

Ez a helyzet azzal is magyarázható, hogy a Harro Höfliger saját házon belül rendelkezik szakértőkkel a képalkotási komponensek terén, szemben más iparági szereplőkkel. „Ezt a technológiát a munkánk központi témájaként kezeljük, és ügyfeleink számára átfogóbb és gyorsabb szolgáltatást tudunk nyújtani, ha saját szakértelmünk is rendelkezésre áll,” magyarázza Hild. Az általuk évente megvalósított gépek száma szerint ez a leghatékonyabb út.

Azonban a saját vállalatnál meglévő képalkotási szakértelem ellenére is a Manfred Hild csapata egy erős beszállítóra támaszkodik a szükséges komponensek beszerzésében. Hild szerint már régóta megtalálta a megfelelő partnert: „A STEMMER IMAGING már évek óta beszállítója a Harro Höfligernek a képalkotási technológiák terén. Különösen értékelem a tanácsadói szolgáltatásokat a legmegfelelőbb komponensek kiválasztásában az adott alkalmazáshoz. Ez már sok időt megtakarított nekünk,” hangsúlyozza Hild.

Hella Gillig a STEMMER IMAGING értékesítési képviselője számos már megvalósult projektben. Kollégáival, akik szakértői bizonyos területeken, kiválasztják a megfelelő komponenseket, és a saját laboratóriumukban elvégzik a szükséges teszteket. „Így mindig a készletünk széles kínálatát tudjuk alkalmazni, és kihasználhatjuk beszállítóink legújabb fejlesztéseit,” mondja Gillig. Egy saját képalkotási laboratórium, modern felszereltséggel, szinte lehetetlen lenne egy ügyfél számára. Hild is értékeli ezt a lehetőséget: „Az, hogy egyszerűen elmehetek a STEMMER IMAGING-hez, és ott már azelőtt kipróbálhatom az ötleteimet, fantasztikus szolgáltatás!”

Egy másik ok, amiért a vállalat a Puchheim-i technológiai beszállítókkal működik együtt: „Ez a stratégia része Harro Höfligernek, hogy a képalkotási komponenseket egy kézből szerezze be, és olyan termékekre támaszkodjon, amelyek világszerte elérhetők. Az általunk épített berendezések világszerte működnek. Ezért nagyon fontos számunkra, hogy minden alkatrész gyorsan cserélhető legyen nemzetközi szinten is,” mondja Hild.

Mivel mind Harro Höfliger, mind a STEMMER IMAGING a lehető legnagyobb mértékben a szabványos komponenseket használja, az új tulajdonos biztos lehet benne, hogy a berendezés karbantartása nem fog problémát okozni.

A képalkotási komponensek részletes ismertetése

Mindkét Harro Höfliger funkciós töltőberendezésben öt DALSA Genie HM1024 típusú kamera található, amelyek mindegyike Fujinon HF35HA objektívvel és két, CCS által gyártott, kék LDL2-146x30 típusú soros világítással van kombinálva. Az adatok továbbítása a két, Cognex Vision Pro szoftverrel működő quad-core feldolgozóegységhez GigE-kábeleken keresztül történik. A világításokat, optikákat, kamerákat és kábeleket a Harro Höfliger a STEMMER IMAGING-től szerezte be, a belső tesztek eredményeként.

Harro Höfliger: a gyártás a standard felett

A kihívást jelentő körülmények között működő gépek megvalósítása már sok évvel ezelőtt a Harro Höfliger (www.hoefliger.com) fő tevékenységi területévé vált. A több mint 600 alkalmazottal rendelkező vállalat jóval a standard gépgyártók fölött helyezkedik el, mivel főként egyedi gépeket fejleszt nemzetközi ügyfelei számára, különösen az orvosi és gyógyszeripari szektorban. Számos más iparágban is kiváló hírnévnek örvend, mint kulcsfontosságú beszállító gyártási berendezésekhez és rendszermegoldásokhoz, többek között az aseptikus technológia, a bliszter- és tábla-technológia, az injektor- és fecskendőtechnológia, valamint kapszula- és porfeltöltő gépek terén, továbbá más szektorokban is.

Az ügyfelek nemzetközi életének könnyítése érdekében a vállalat része egy globálisan működő gépgyártói kompetenciaközösségnek, amely a gyógyszeripart szolgálja ki. „Ezeknek a cégeknek egymást kiegészítő szakértelme révén az ügyfelek rövidebb úton juthatnak hozzá a megoldásokhoz,” magyarázza Hild. „Ebben a csoportban szinergiák hasznosíthatók, mivel a technológiák megosztása felére csökkenti a fejlesztési költségeket. A csoport tagjai így nemcsak széles körű szolgáltatási palettát kínálhatnak, hanem kedvezőbb árakat, például 24 órás szervizt is biztosíthatnak.”

Kép: A DALSA Genie alkalmazása a Harro Höfliger-nél