用于跟踪产品的方法和将粉末状产品加工成成品的设备

文档序号:1969979 发布日期:2021-12-17 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 用于跟踪产品的方法和将粉末状产品加工成成品的设备 (Method for tracking products and device for processing powdered products into finished products ) 是由 N·沃尔特 A·埃弗斯 于 2021-06-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于在设备中跟踪产品的方法,在设备中将粉末状产品加工成成品,其中,根据至少一个布置在设备的产品入口处的入口质量传感器的测量数据将输入到设备中的产品划分成质量单元,并且其中,根据设备的至少一个另外的质量传感器的测量数据跟踪质量单元在设备中的行进。此外,本发明还涉及一种用于将粉末状产品加工成成品的设备。(The invention relates to a method for tracking products in a system, in which a product in powder form is processed to form a finished product, wherein the product introduced into the system is divided into mass units as a function of measurement data of at least one inlet mass sensor arranged at the product inlet of the system, and wherein the travel of the mass units in the system is tracked as a function of measurement data of at least one further mass sensor of the system. The invention also relates to a device for processing a powdery product into a finished product.)

用于跟踪产品的方法和将粉末状产品加工成成品的设备

技术领域

本发明涉及一种用于在设备中跟踪产品的方法,在所述设备中将粉末状产品加工成成品。

背景技术

在这种设备中,例如将粉末状产品加工成片剂或胶囊。相应地,该设备例如可包括压片机或胶囊填充机。这种设备具有一个或多个用于在设备中待加工的粉末状产品的产品入口。如果为不同的产品设置多个产品入口,则这种类型的设备通常还具有混合装置,在混合装置中将产品混合成待压制产品。于是,从混合装置中将混合的产品例如输送给压片机、例如旋转式压片机,在该处将产品混合物压制成片剂。通过压片机的片剂出口,完成制造的片剂从设备中离开。这种设备可构造成连续式设备,在其中,与成批处理相反地,连续地加工连续地被输送给设备的产品,例如加工成片剂或胶囊。此外,已知所谓的密闭设备,该密闭设备通过特别的密闭措施尽可能地防止产品粉尘离开而进入环境中。

尤其是在连续工作的设备中存在的需求是,将在入口处输送给设备的产品与在设备中制成的成品相配。当例如通过设备的传感器识别出产品有缺陷时,这是需要的。在这种情况中,必须挑出由该产品制成的成品、例如片剂或胶囊,其中,为了避免不必要的报废,尽可能仅挑出由相应的产品批次制成的成品。相应地,存在在设备中跟踪产品的需求。

为了跟踪产品,已知所谓的停留时间模型,在其中,根据产品通过设备的停留时间或通过时间将制成的成品与输送到设备中的产品相配。然而,尤其是在将多种不同产品输送到设备中时,基于这种停留时间模型的产品跟踪是复杂的。就是说,停留时间可能根据被输送的产品而不同。相应地,必须为每种产品组合重新确定该停留时间,以获得可靠的结果。此外,停留时间模型的精度很大程度上与设备的运行点,即相应调整的运行参数相关。当然,对于设备的生产速度来说,这可直接看出。但是,停留时间也与其它运行参数相关,例如混合装置的运行方式。在停留时间模型中必须已经考虑与运行点的很小偏差。必须分别重新根据经验,尤其是也根据相应的产品来确定这种与运行点的偏差如何对停留时间起作用。因此,为了实现可接受的精度而进行的停留时间模型的参数化的成本非常高。

发明内容

从所解释的现有技术出发,本发明的目的是,提供开头所述类型的方法,利用该方法以简单且精确的方式实现在设备中的产品跟踪,在所述设备中将粉末状产品加工成成品。

本发明通过权利要求1的主题实现该目的。在从属权利要求、说明书和附图中得到有利的设计方案。

对于开头所述类型的方法,本发明通过以下方式实现该目的,即,根据布置在设备的产品入口处的至少一个入口质量传感器的测量数据将输入到设备中的产品划分成质量单元,并且根据设备的至少一个另外的质量传感器的测量数据跟踪该质量单元在设备中的行进(Fortgang)。

所述设备包括一个或多个用于在设备中待加工产品的产品入口。此外,所述设备可包括用于混合输送给设备的不同产品的混合装置。此外,设备包括生产机器,例如压片机,例如旋转式压片机,或者胶囊填充机,在其中将输送给设备的产品或者说在混合装置中制成的产品混合物加工成成品,例如片剂或胶囊。例如,制成的成品为口服固体制剂(OralSolid Dosages OSD)。设备具有布置在产品入口处的入口质量传感器,入口质量传感器确定输送给设备的产品的重量或质量。例如在设备的评估和控制装置中,根据该质量确定将输送给设备的产品划分成相继的质量单元。设备具有至少一个另外的质量传感器,在产品的流动方向上所述至少一个另外的质量传感器布置在至少一个入口质量传感器下游,并且确定流动通过设备的产品的质量或重量。据此,跟踪质量单元在设备中的行进。尤其是借助于设备的评估装置,优选地根据评估算法进行产品跟踪。在此,质量传感器可直接测量质量,即包括称重装置,或者直接测量质量流。但是,质量传感器也可间接测量质量或质量流。

因此,与现有技术相反,本发明提出了不基于时间的,而是基于质量的产品跟踪。质量单元或质量单位足够小,以用于确保对于相应的使用目的充分的产品跟踪精度。例如,质量单元可具有小于50g的大小。尤其是,设备(中)的流动速度或生产速度的波动具有比相继的质量单元的频率更少的频率。由此,产品跟踪基本上与流动或生产速度的波动无关并且由此与设备的确定的运行点的相应偏差无关。由此,可靠地并且在识别出有缺陷的产品批次时在报废最少的情况下实现产品跟踪,例如检测在压片机或胶囊填充机或设备的出口处的质量单元,并且基于此与输送给设备的产品或产品批次相配。

在评估单元中,与移位寄存器模型类似地使质量单元运动通过设备。已表明,在根据本发明的产品跟踪中,质量参照物(Massebezug)已经隐含地具有在基于时间的模型(停留时间模型)中仅通过在相应的评估算法中使用更高阶的等式所能实现的特性。由此,与传统的停留时间模型相比,显著减少了用于与确定的产品或设备的运行点进行匹配所需的参数数量。同时,根据本发明实现,同样观察到与在设备部件中的浓度或停留时间无关的材料特性。与用于最终的质量单元的移位寄存器相似地,从根据本发明的产品跟踪的基础结构中得到上述情况。因此,在极端情况中实现,将一个唯一的质量单元标记成有缺陷的或者用于取样,并且在稍后的时刻从设备中取出。

根据一种优选的设计方案,可实时地跟踪质量单元在设备中的行进。以这种方式,实现将产品跟踪模型、尤其是相应的算法与设备的其它传感器参数进行比较。由此,可进一步提高产品跟踪模型的鲁棒性和耐久性。

如所述的那样,所述设备可以是用于制造片剂的设备,在该设备中,在压片机中将粉末状产品压制成片剂。因此,所述设备可包括压片机,例如旋转式压片机。

根据另一设计方案,根据布置在压片机的片剂出口处的另外的质量传感器的测量数据跟踪质量单元在设备中的行进。该另外的质量传感器例如可以是如下传感器,利用该传感器为从压片机中输出的片剂的数量计数。对于预定的过程来说,片剂的重量可假设为已知的。因此,通过片剂计数,可进行间接的重量或质量确定。但是当然也可行的是,所述另外的质量传感器为输出的片剂计数并且称重。在上述设计方案中,将制成的片剂直接与在入口处的相应的质量单元以及由此相应的产品批次相配。

根据另一设计方案,根据布置在压片机的填充装置上的另外的质量传感器的测量数据跟踪质量单元在设备中的行进。该质量传感器可再次直接或间接地测量质量或质量流。压片机的填充装置通常具有填充管,通过填充管将粉末状产品输送给填充腔,从填充腔中将填充粉末状产品填充到压机的凹模盘的凹腔中,随后在该处通过压片机的上冲头和下冲头压制粉末状产品。在填充管上游可布置填充贮存部。另外的质量传感器例如可布置在填充管、填充贮存部或填充腔处。

设备也可以是用于制造胶囊的设备,在该设备中,在胶囊填充机中将粉末状产品填充到胶囊中。于是,设备相应地可包括片剂填充机。

随后,例如可根据布置在胶囊填充机的出口处的另外的质量传感器的测量数据跟踪质量单元在设备中的行进。例如,所述另外的质量传感器可以是用于为从胶囊填充机中输出的胶囊数量计数的传感器。对于预定的过程来说,胶囊的重量可假设为已知的。因此,通过对胶囊计数可再次进行间接的重量或质量确定。但是,当然也可行的是,所述另外的质量传感器为输出的胶囊计数并称重。

根据另一设计方案可规定,设备包括多个用于不同的粉末状产品的产品入口以及用于在加工成成品之前、例如在压片机中压制成片剂之前或者在胶囊填充机中填充胶囊之前混合不同产品的混合装置,其中,根据布置在设备的产品入口处的多个入口质量传感器的测量数据将输入到设备中的产品划分成质量单元。

随后,可根据至少一个布置在混合装置上的另外的质量传感器的测量数据跟踪质量单元在设备中的行进。例如,输送给设备的不同产品可以是药物活性成分(ActivePharmaceutical Ingredient API),赋形剂(Exzipient)和/或润滑剂。通过分开的入口将不同的产品输送给设备,由所述分开的入口将不同的产品输送给混合设备,在该处将产品混合成待压制的产品混合物。例如,混合装置可包括混合区间。由此,在混合时同时输送产品。

根据另一设计方案,为了跟踪质量单元在设备中的行进,考虑在混合装置中不同的质量单元混合成新的质量单元。为了考虑该混合,可考虑通过混合装置实现的混合比例。即,由在混合装置中出现的质量单元形成新的包含混合的产品的质量单元。在此,混合装置的混合比例与混合装置的规格以及必要时各个产品的输送速率相关。因此,对于相应的过程,混合比例是已知的,并且可用于考虑混合。如果混合装置例如将两个产品相同地以50%对50%的比例混合,新的质量单元分别包含一半的第一产品和一半的第二产品。相应地,在其它的通过混合装置实现的混合比例下,以不同的方式划分成新的质量单元。在所述混合装置中,质量单元根据已知的混合比例彼此混合。例如这能以如下方式被考虑,即,通过将相继的质量单元求移动平均值并且从相应求出的平均值中形成新的质量单元。以这种方式可计算,确定的质量单元以怎样的程度具有来自不同产品入口的不同产品批次的组成部分。

除了混合装置之外,也可在设备的其它组件(在这些组件中搅拌器混合产品批次)中,或者例如在压片机的填充装置中进行混合或分散。为了跟踪质量单元在设备中的行进,相应地也可考虑不同的质量单元在设备的其它组件中,例如在计量输送装置中或者压片机中或胶囊填充机中混合成新的质量单元。为了考虑该混合,可再次考虑通过相应的组件实现的混合比例。由到达相应的组件中的质量单元再次形成新的质量单元,这些质量单元包含混合的产品。在此,对于相应的过程,组件的混合比例通常是已知的,并且可用于考虑混合,这例如已经对于混合装置进行了解释。

根据另一设计方案,为了跟踪质量单元在设备中的行进,可考虑不同质量单元的返混。这种返混可以是有意的或无意的,在所述返混中,产品在不同质量单元之间交换,例如从一个质量单元进入之前的质量单元中。无论如何,对于相应的设备,返混通常是特定的。由此,可事先根据经验确定并且随后在用于产品跟踪的算法中考虑该返混。例如,为了根据经验确定该返混,可进行基于频谱分析的试验。也可设想使用所谓的示踪剂,例如由于确定的着色可明确地反跟踪该示踪剂。

根据另一设计方案,为了跟踪质量单元的行进,也可考虑在设备中用于产品的死区。稍后可能从设备中离开的产品可能聚集在这种类型的死区或盲区中。例如,在设备中在用于继续输送产品的螺旋输送机中出现这种死区。可再次根据经验获得这种死区,因为该死区同样通常对于相应的设备来说是特定的,并且随后在用于产品跟踪的算法中考虑。

根据另一设计方案,为了跟踪质量单元在设备中的行进,可考虑在设备中的产品损失,例如通过设备的抽吸装置产生的产品损失。尤其是在设备的长的运行时间的情况下,这种产品损失很显著并且必须通过更多的材料补给来补偿。在基于时间的停留时间模型中,为此必须复杂地改变该模型的参数。根据本发明,这是不需要的。产品损失可通过如下方式确定,即,对于预定的产品量比较进入到设备中以及从设备中离开的质量流、例如单位时间从设备(例如片剂或胶囊填充机)中离开的成品的数量以及重量。当除了空气之外也稍微抽出产品时,在通常为了维持在压片机中的负压而为例如压片机抽气时,可出现产品损失。该产品损失通常再次对于相应的设备是特定的,并且相应地可根据经验确定,例如以以上解释的方式。

根据一种优选的设计方案,质量单元的质量可以是相同的。如果所有质量单元具有相同的质量,则这简化了反跟踪,尤其是用于产品跟踪的算法。

如开头解释的那样,为了可靠的且精确的产品跟踪,质量单元具有充分小的质量。根据与此相关的设计方案,质量单元的质量可在1g至20g的范围中,优选地在1g至10g的范围中。尤其是在此,所有质量单元可具有相同的质量,于是对于所有质量单元,相同的质量是在所述范围中的质量。因此,为了精确的产品跟踪以及必要时在避免更大量的报废的情况下有目的地挑出有缺陷的质量单元的成品,质量单元充分地小。

根据另一设计方案,可根据设备的多个测量传感器的测量数据进行对质量单元在设备中的行进的跟踪的可信性评估。在评估用于确定质量单元的质量的多个测量装置时,可识别有缺陷的质量确定,例如当跟踪质量单元时发现了漂移时。

设备的至少一个产品入口可包括至少一个计量输送装置,尤其是重量损失计量输送装置。这种类型的计量输送装置用于计量地输送产品。所谓的重量损失计量输送装置(LIW给料器)具有称重装置,并且通过测量位于计量输送装置中的产品的重量来计量待输送的产品。以尤其实际的方式,可将称重装置用作入口质量传感器。

如已经解释的那样,本发明尤其是适合用于连续地将粉末状产品加工成成品所用的、例如连续的片剂制造或胶囊填充所用的设备。如已知的那样,在用于连续制造的设备中,与成批过程相反地,连续地将产品输送到设备中,并且在设备中连续地将其加工成成品,必要时在事先连续地混合产品之后。这种设备理论上可连续地工作,其中,仅仅必须确保在产品入口处充分的产品补给。相对于成批设备,这种设备具有多种对于本领域技术人员已知的优点。恰好在这种用于连续地制造的设备中,例如根据本发明所确保的精确的且高分辨率的产品跟踪是重要的。

此外,所述设备可以是所谓的密闭设备(Containment-Anlage),由于特别的密封措施,该密闭设备基本上防止产品粉尘从设备中离开。例如,根据所谓的SMEPAC测试(设备微粒空气浓度的标准化测量)获得设备的密闭等级。例如,在根据本发明的方法中使用的设备可具有根据SMEPAC测试10-100μg/m3或小于10μg/m3的密闭等级。

附图说明

接下来根据附图详细解释本发明的实施例。

其中示意性地示出:

图1以转子的展开图示出了在根据本发明的方法中使用的用于利用压片机制造片剂的设备,以及

图2示出了用于说明根据本发明的方法的图表。

具体实施方式

如果未另外说明,在图中相同的附图标记表示相同的对象。

在图1中示出的设备是用于制造片剂的设备,在该设备中将粉末状产品压制成片剂。相应地,所述设备包括布置在壳体11中的旋转式压机,尤其是旋转式压片机,其具有通过旋转驱动器旋转地驱动的转子,转子具有凹模盘10,凹模盘具有多个容纳部12。所述容纳部12例如可通过凹模盘10的孔构成。此外,转子包括多个与凹模盘10一起同步环绕的上冲头14和下冲头16。上冲头14在上冲头引导部18中轴向地被引导,并且下冲头16在下冲头引导部20中轴向地被引导。在转子旋转过程中上冲头14和下冲头16的轴向运动通过上控制曲线元件22和下控制曲线元件24控制。旋转式压机此外包括填充装置26,填充装置具有通过填充管32相连接的填充贮存部28和填充腔30。以这种方式,在该示例中,粉末状的填充材料从填充贮存部28中通过填充管32由于重力到达填充腔30中,并且从填充腔中通过设置在填充腔30下侧上的填充开口再次由于重力到达凹模盘10的容纳部12中。

此外,旋转式压机包括压力装置34。压力装置34包括具有上预压辊36和下预压辊38的预压装置,以及具有上主压辊40和下主压辊42的主压装置。此外,旋转式压机包括排出装置44和具有卸料元件的卸料装置46,卸料元件将在旋转式压机中制成的片剂48输送给用于从旋转式压机中导出的输出装置50。卸料装置46例如可包括优选地镰刀形的卸料元件,卸料元件在排出装置44的区域中将通过下冲头16输送到凹模盘10的上侧上的片剂48从凹模盘10中卸除并且输送给输出装置50。

壳体11相对于壳体11的周围环境处于过压或负压下。此外,壳体11相对于环境密封地封闭。旋转式压机可以是所谓的密闭压机。

显然,应指出的是,在图1中示出的具有其所解释的性能的旋转式压机仅仅是示例性的。对于本发明来说,原则上任意其它类型的压片机也是合适的。对于本发明来说,原则上任意其它类型的将粉末状产品加工成成品的生产机器也是合适的,例如胶囊填充机,在其中将粉末状产品填充到胶囊中。

此外,在所示出的示例中,设备包括用于两种不同的、待输送给用于压制成片剂48的压片机的产品的两个产品入口52、54,例如一方面药物活性成分并且另一方面赋形剂。产品入口52、54例如可包括计量输送装置,尤其是重量损失计量输送装置。被输送的产品从产品入口52、54到达设备的混合装置56,在混合装置中,将产品混合成待压制的产品混合物。例如,混合装置可包括混合蜗杆。通过输送管路58将从混合装置56中离开的混合产品输送给填充装置26的填充贮存部28。设备此外包括评估和控制装置60,以用于控制设备的运行并且用于基于评估和控制装置60中储存的评估算法进行根据本发明的产品跟踪。产品入口52、54,混合装置56,填充装置26,压片机,尤其是压片机的片剂出口可分别包括至少一个质量传感器,通过质量传感器可直接或间接确定被引导通过设备的产品、确切的说从设备中被输出的片剂的质量或重量。评估和控制装置60与质量传感器并且必要时与设备的其它传感器相连接。尤其是,设备接收传感器的测量数据并且将测量数据用于控制和评估的基础。为此,评估和控制装置60通过相应的连接线路与设备的所有组件相连接。

根据图2,详细解释用于在图1中示出的设备中跟踪产品的根据本发明的方法。在此高度示意性地示出了产品入口52、54,混合装置56和以附图标记62表示的压片机。根据布置在产品入口52、54上的入口质量传感器的测量数据,将通过产品入口52、54输入到设备中的产品划分成一样大的质量单元64、66。在此,以数字01表示第一产品批次的质量单元64、66并且以数字10表示第二产品批次的质量单元64、66。在通过混合装置56形成的分散区的起点上,由两个产品入口52、54的质量单元64、66形成新的质量单元68,在新的质量单元中,相应于已知的输送比例在混合装置56中包含来自两个产品入口52、54的相应两个质量单元64、66的产品份额。在图2中,例如对于两个产品入口52、54假设输送比例是相同的。例如对于在图2中在位于产品入口52、54下方的质量单元链上布置在最下方的质量单元64、66,这意味着,从这两个质量单元64、66中形成两个新的质量单元68,这两个新的质量单元分别一半由初始质量单元64、66形成。相应于其成分,以数字表示如此形成的质量单元68。即,其质量分别一半由来自第一产品入口52的第一产品批次01的产品并且一半由来自第二产品入口54的第二产品批次10的产品组成。

相应于同样已知的,例如根据经验确定的混合装置56的混合比例,考虑质量单元的组成部分在通过混合装置56形成的分散区中的混合,直至达到在图2中可在附图标记70中看出的质量单元。在此,在分散区中也将相继的质量单元68相互混合。由此,也可发生在产品入口52、54处来自不同的初始产品批次的产品的混合。在数学上,例如通过从相继的质量单元68形成的移动平均值将分散区中的混合描述为移位寄存器。由此,通过数字偶对给出的质量单元68的组成部分的比例发生变化。在分散区的末端,在所示出的示例中,以数字表示所形成的质量单元70。这意味着,在所示出的示例中,质量单元70具有40%的来自第一产品入口52的第二产品批次(10)的质量和60%的来自第一产品入口52的第一产品批次(01)的质量。此外,这意味着,质量单元70具有60%的来自第二产品入口54的第二产品批次(10)的质量和40%的第二产品入口52的第一产品批次(01)的质量。可理解的是,该比例根据不同批次的产品在混合装置56中的份额多少而变化。

尤其是根据例如布置在压片机的填充装置26中的质量传感器的测量数据,在质量单元70通过设备尤其是到达压片机62的行进中继续跟踪质量单元70。通过例如布置在压片机的出口处另外的质量传感器(所述另外的质量传感器为排出的片剂计数并且必要时附加地测量片剂的重量),可将被排出的片剂48与确定的、之前通过产品入口52、54输入到设备中的质量单元64、66并且因此该质量单元64、66的相应的产品批次相配。如果例如在质量单元通过设备的行进过程中由设备的传感器将一个或多个质量单元识别成有缺陷的,则以这种方式实现,可靠地识别出由所述一个或多个质量单元制成的片剂,从而可从制成的片剂中挑出所述片剂。

在跟踪质量单元在设备中的行进时,也可考虑通常对于设备特定的、在不同质量单元之间产品的返混。相同的适用于通常对于设备特定的对于产品的死区,或者又通常对于设备特定的在设备中的产品损失。

可理解的是,通过评估和控制装置60基于相应的、以算法的形式储存的模型,进行以上解释的产品到质量单元的划分和相应的质量单元在设备中的跟踪以及制成的片剂与确定的质量单元的相配。

质量单元64、66、68、70全都可具有相同的质量。优选地,质量单元的质量可小于20g,更为优选地小于10g,例如约为1g。所述设备尤其是用于连续制造片剂的设备。所述设备可以是密闭设备。

附图标记列表

10 凹模盘

11 壳体

12 容纳部

14 上冲头

16 下冲头

18 上冲头引导部

20 下冲头引导部

22 上控制曲线元件

24 下控制曲线元件

26 填充装置

28 填充贮存部

30 填充腔

32 填充管

34 压力装置

36 上预压辊

38 下预压辊

40 上主压辊

42 下主压辊

44 排出装置

46 卸料装置

48 片剂

50 输出装置

52 产品入口

54 产品入口

56 混合装置

58 输送管路

60 评估和控制装置

62 压片机

64 质量单元

66 质量单元

68 质量单元

70 质量单元

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