Udowodniono kompetencje w zakresie pakowania

Dla bezpiecznego załadunku blisterów trzy roboty Stäubli pracują równolegle na linii blisterowej Uhlmann. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Trzy roboty Stäubli współpracują równolegle na linii blisterowej Uhlmann, aby zapewnić bezpieczne załadunek blisterów. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Na pierwszej stacji robota, Stäubli TS2-60, wyposażony w dziesięcioklapowy chwytak, wkłada napełnione strzykawki. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / At the first robot station, a Stäubli TS2-60, equipped with a tenfold gripper, inserts filled syringes. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

W drugiej jednostce dozującej do komory blistra wkładanych jest do 400 igieł na minutę. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / In the second feeding unit, up to 400 needles per minute are inserted into the blister cavity. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Widok na chwytak czterowrzecionowego robota. Wyraźnie widoczne: różne komponenty, za pomocą których wypełniany jest każdy blister. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / View of the gripper on the four-axis robot. Clearly visible: the various components with which each blister is filled. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Jak pakować zestawy strzykawek z czterema komponentami, 200 sztuk na minutę, zgodnie z wymaganiami produkcji farmaceutycznej? Uhlmann Pac-Systeme ma odpowiedź: za pomocą maszyny UPS 5-Blister. Koncepcja tej linii, wykorzystująca higieniczne roboty SCARA od Stäubli do krytycznych czasowo procesów obsługi, jest modułowo skalowalna. Niedawno uruchomiono najdłuższą dotychczas linię z czterema stacjami robotów i systemami podawczymi o wysokiej prędkości.

Lepsze podanie parenteralne: to hasło lekarzy przy wielu lekach. Oznacza to unikanie „objazdu” przez żołądek i bezpośrednie wprowadzenie substancji czynnych tam, gdzie mają działać – na przykład za pomocą strzykawek, długopisów i innych „urządzeń do podawania leków”.

Uhlmann Pac-Systeme opracowuje i produkuje odpowiednie maszyny do pakowania wtórnego. Często dawka leku jest pakowana jako „jednorazowa” w blister za pomocą urządzenia iniekcyjnego. Dla tego typu terapii firma opracowała serię maszyn UPS 5, które można łatwo rozbudować modułowo i dostosować do różnych wymagań użytkowników.

W opisywanym tutaj projekcie klienta Uhlmann korzysta z robotów SCARA od Stäubli. Precyzyjne czterowładne roboty, zamontowane na ramie maszyny w danej stacji, wkładają różne produkty parenteralne do formowanych przez UPS 5 blisterów. Podawanie różnych produktów parenteralnych realizują systemy SyPro i LiPro opracowane przez Uhlmann. Indywidualnie zaprojektowane chwytaki robotów to również własne rozwiązania. W ten sposób zestawy strzykawek lub długopisów mogą być pakowane farmaceutycznie z dużą prędkością.

Najdłuższa i najbardziej wydajna maszyna UPS 5 została niedawno dostarczona do globalnej firmy farmaceutycznej, która produkuje zestaw leków składający się z jednorazowej strzykawki i dwuskładnikowego środka aktywnego. Oznacza to, że do każdego blistra trafiają cztery elementy: strzykawka wypełniona środkiem 1, dwie igły i fiolka z środkiem 2. Ich połączenie tworzy dawkę jednorazową dla podawanego leku.

Trzy roboty, cztery komponenty, jeden blister

Inżynierom projektowym Uhlmann Pac-Systeme udało się rozwiązać to zadanie pakowania za pomocą trzech robotów SCARA typu Stäubli TS2-60 oraz, dzięki zastosowaniu dodatkowej, obecnie nieużywanej stacji robota, zapewnić maksymalną elastyczność. Linia będzie w przyszłości zdolna do pakowania jeszcze bardziej skomplikowanych produktów farmaceutycznych.

Pierwsza stacja robocza UPS 5 tworzy formę blisteru: folia PET jest podgrzewana i za pomocą sprężonego powietrza formowana w pożądaną formę w stacji formowania, a następnie szybko chłodzona – w ciągu sekund. Dzięki temu można realizować blistery o głębokości do 40 mm. W opisanym przypadku wystarcza nieco ponad 20 mm. Dziesięć blisterów jest równolegle ułożonych i podawanych do kolejnych stacji robotów.

Pierwsza stacja robocza: wkładanie napełnionych strzykawek

Na pierwszej stacji robot wkłada napełnione strzykawki do blisterów. Już tutaj wysokie wymagania stawiane są dynamice robota Stäubli TS2-60. Imponujące 200 strzykawek na minutę robot niezawodnie wkłada. Są one podawane czterowładnym robotem za pomocą specjalnie opracowanego przez Uhlmann systemu SyPro, przeznaczonego dla wrażliwych szklanych strzykawek. Transport początkowo odbywa się w pozycji wiszącej, a tuż przed wyjęciem obraca się je o 90°, tak aby vacuum chwytak robota mógł jednocześnie chwycić i odłożyć dziesięć strzykawek.

Druga stacja: obsługa 2 x 200 igieł na minutę

Na drugiej stacji pojawiają się dwa różne rodzaje igieł – oznaczone kolorami, na przykład niebieskim i pomarańczowym. Tempo jest odpowiednio dwukrotnie wyższe: drugi, identyczny robot wkłada do blisteru 400 igieł na minutę.

Dlaczego do każdego blisteru należą dwa różne rodzaje igieł, wyjaśnia Janina Triska, menedżer projektu w Uhlmann Pac-Systeme: „W tym leku iniekcyjnym, podobnie jak w wielu innych parenteralnych lekach, przed podaniem trzeba wymieszać dwie składniki. Dopiero wtedy substancja zaczyna działać. W tym przypadku składniki są zawarte w strzykawce i fiolce. Jedną igłą pobiera się zawartość fiolki do strzykawki, a drugą podaje się lek.”

Na tej stacji stosowany jest drugi system podawczy SyPro, który korzysta z innej koncepcji transportu i podaje igły obok siebie. Przy dokładnym przyjrzeniu się procesowi wkładania widać, że robot – chwytający i wkładający dziesięć igieł – wykonuje dwa różne cykle. Janina Triska: „Tylko w ten sposób możemy osiągnąć wymaganą wysoką wydajność na obu liniach blisterów i zapewnić, że włożonych zostanie po 200 niebieskich i 200 pomarańczowych igieł.”

Stacja 3: Podawanie fiol

Na tej stacji trzeci, identyczny robot wkłada fiolki z drugim środkiem aktywnym do blisterów. Fiolki są transportowane w pozycji stojącej na serwozintegrowanej podajce LiPro i obracane o 90°, gdy docierają do punktu odbioru. TS2-60 pobiera za pomocą vacuum chwytaka jednocześnie dziesięć fiol i umieszcza je w odpowiednich blisterach. Gotowe blistery są następnie kontrolowane za pomocą systemu wizyjnego, uszczelniane i rozdzielane w stacji wykrawania. Tylko perfekcyjne blistery trafiają do kartoniarki, która pakuje je w tekturowe pudełka.

Również czwarta podajka maszyny do blisterów jest już wyposażona w robota, ale na razie nie działa. Janina Triska wyjaśnia: „Klient nie chciał tylko bardzo wydajnej, ale także bardzo elastycznej linii. Dlatego zaprojektowaliśmy maszynę tak, aby mogła jeszcze wprowadzić kolejną komponentę. Funkcja ta jednak na razie nie jest wykorzystywana.”

Roboty Stäubli: referencja w zastosowaniach farmaceutycznych

Obecność robotów SCARA typu Stäubli TS2-60 na wszystkich czterech stacjach – i ogólnie w liniach UPS 5 – ma dobre powody: ten typ robota jest szeroko stosowany w produkcji farmaceutycznej. Kluczowe są – oprócz doskonałego projektu higienicznego – wysoka precyzja, długi czas pracy i imponująca dynamika, które odgrywają kluczową rolę w przestrzeganiu wymaganego cyklu produkcyjnego.

Obsługa maszyny jest tak prosta i intuicyjna, jak to tylko możliwe. Sterowanie robotami komunikuje się z nadrzędnym sterownikiem Schneider SPS, a jako interfejs człowiek-maszyna używany jest „Smart Control” od Uhlmann: jest intuicyjny i podobny do obsługi aplikacji, ponieważ użytkownik widzi model 3D maszyny i może powiększać wybrane obszary i funkcje, klikając, aby je obserwować lub modyfikować.

Specjalna linia oparta na sprawdzonym standardzie

Ta – oczywiście zgodna z GMP – linia ma długość około 15 metrów i jest najdłuższą, jaką Uhlmann dotąd zaprojektował i zbudował: istnieją też mniej skomplikowane maszyny do blisterów, które zajmują tylko kilka metrów kwadratowych.

Jednak ta linia robi wrażenie nie tylko ze względu na swoje rozmiary. Janina Triska mówi: „Maszyna pakuję różne komponenty za pomocą różnych podajników w trybie zmianowym, przy bardzo dużej prędkości. Roboty i inne elementy automatyzacji wyróżniają się znakomitą wydajnością. To naprawdę imponujące i świadczy o wysokim poziomie kompetencji, które widać w szczegółach.” Wymagania i cele użytkownika zostały w ten sposób spełnione w stu procentach.