MULTIVAC Tray Carrier als Lösung für das Verpacken von kleinen Serien

In der Pharmabranche geht der Trend zur Herstellung von immer kleineren Serien. Dies bedingt Verpackungslösungen, die eine hohe Flexibilität aufweisen, um die häufigen Chargenwechsel wirtschaftlich darstellen zu können. Eine Lösung sind Systeme, die einen schnellen und unkomplizierten Werkzeugwechsel gewährleisten – verbunden mit einer sicheren Line Clearance zur Sicherstellung eines zuverlässigen Verpackungsprozesses. Für das Verpacken von kleinen Serien in Trays bietet ­­­MULTIVAC unter anderem ein Tray-Carrier-Konzept, das genau diese Anforderungen erfüllt.

Bei diesem Konzept handelt es sich um ein zirkulierendes Trägersystem für das Beladen von meist mehreren, unterschiedlichen Produkten in vorgeformte Blister bzw. Trays mit mehreren Kavitäten. Hinsichtlich seiner Flexibilität ist der Tray Carrier so gestaltet, dass er für die individuelle Fertigung in sehr kleinen Losgrößen (auch ab Losgröße 1) bis hin zur Produktion von höheren Stückzahlen nutzbar ist. Bei kleineren Stückzahlen kann das Beladen manuell, bei hohem Durchsatz auch automatisiert erfolgen.

Inspektionssysteme prüfen dabei die Vollständigkeit der Packungen sowie die korrekte Positionierung der eingelegten Produkte. Schlecht- und Leerpackungen werden zuverlässig ausgeschleust, Gutpackungen einem Traysealer zugeführt. In der Verpackungsmaschine erfolgt das Versiegeln der korrekt gefüllten Trays mit einer Deckelfolie, wobei verschiedene Materialien wie beispielsweise Mehrlagenverbunde, Tyvek®, Papier oder Aluminiumverbunde verwendet werden können. Nach dem Siegelprozess erfolgt die Kontrolle der fertig versiegelten Trays hinsichtlich Vollständigkeit und Qualität. Die Gutpackungen werden dann an eine nachgeschaltete Maschine, z. B. zur Kartonierung, übergeben, mit der Möglichkeit der sogenannten „in process control“ (IPC). Schlecht- bzw. Leerpackungen werden aus dem Prozess ausgeschleust.

Die Anforderungen

Die Packungen beinhalten in der Regel mehrere Komponenten wie beispielsweise vorgefüllte Spritzen, Nadeln, Vials, Beipackzettel sowie Kleinteile wie Kappen oder Hülsen. Für die sensiblen Produkte kommen dabei häufig Trays zum Einsatz, deren Kavitäten so ausgeformt sind, dass die Produkte in dem Tray fixiert werden, sodass sie weder verrutschen noch mechanisch beschädigt werden können, mit der Konsequenz, dass die Wirkstoffe aktiviert werden. Die Trays können aus verschiedenen Materialien bestehen – ein gängiges Beispiel sind APET-Blister, die mit Deckelfolien aus Papier oder Tyvek® verschlossen werden.

Solch komplex ausgeformte Blister sind allerdings oftmals nicht selbststehend. Da das Beladen der Packungen jedoch grundsätzlich eine hohe Positioniergenauigkeit erfordert, ist es zielführend, hierfür spezielle Zuführsysteme in Form von Trägersystemen zu nutzen und die Trays mithilfe dieser Trägersysteme zu den einzelnen Prozessschritten des Verpackungsprozesses zu transportieren. Eine solche Lösung ist der ­­­MULTIVAC Tray Carrier, der optimal geeignet ist für das automatische Zuführen und Beladen der Produkte sowie für das Abführen von fertigen Kombinationspackungen. Er bietet dabei eine hohe Flexibilität hinsichtlich der zu verarbeitenden Losgröße.

Der ­­­MULTIVAC Tray Carrier wird in der Regel mit einem automatisierten ­­­MULTIVAC Traysealer kombiniert. Für das automatisierte Einlegen der leeren Trays in den Träger kommt ein ­­­MULTIVAC Tray Denester zum Einsatz.

⇒ Der Traysealer T 700 kann mit einem Tray-Carrier-System ausgerüstet werden.

Zuführen und Verpacken ganz konkret

Die Lösung lässt sich je nach Anforderung hinsichtlich Größe und Stückzahl der Trays passend konfigurieren. Für das Fertigen von Kleinstserien kann das Rundläufersystem zum Beispiel mit nur einem Tray Carrier, für höhere Taktraten mit mehreren Tray Carriern bestückt werden.

Das Beladesystem kontrolliert in einem ersten Schritt mittels eines Überwachungssystems, ob tatsächlich alle Kavitäten des Tray Carriers mit den leeren Trays beladen sind. In einem zweiten Schritt werden die Träger über ein Bandsystem zum nächsten Prozessabschnitt transportiert. Dort erfolgt die automatische Bestückung der Trays mit den einzelnen Produkten.

Die oftmals automatisierte Zuführung der unterschiedlichen Produktkomponenten übernehmen verschiedene, individuell auf das jeweilige Produkt ausgelegte Systeme. So werden zum Beispiel vorgefüllte Spritzen auf sogenannten Werkstückträgern für den Pick-and-Place-Vorgang zugeführt. Kleine Komponenten wie Kappen, Hülsen oder Nadeln gelangen oftmals als Bulkware zu einem Vibrationstopf, wo sie separiert und ausgerichtet werden. Produkte, die von einem vorgeschalteten Prozessschritt wie beispielsweise einer Kennzeichnungslösung kommen, lassen sich über eine Rollenbahn oder ein Bandsystem zuführen.

Jedes Tray wird mit den entsprechenden Produkten per Pick-and-Place bestückt. Hierfür werden die modularen Handhabungsmodule von ­­­MULTIVAC in Abhängigkeit von Produkt und erforderlicher Taktzahl mit einem oder mehreren Robotern ausgestattet. Sie nehmen mit passenden Greifern die jeweiligen Produkte auf und legen sie zuverlässig in der entsprechenden Kavität des Trays ab.
Zur Packungsvollständigkeitsüberwachung der fertig beladenen Trays kommen Kamerasysteme zum Einsatz. Sind die Packungen in Ordnung, werden sie im Traysealer mit der Oberfolie versiegelt. Die versiegelten Packungen werden schließlich im Tray Carrier zur Entnahmestation weitertransportiert. Dort entnimmt ein weiteres Handhabungsmodul die Trays aus dem Tray Carrier. Je nach Anforderung erfolgt dies einzeln oder zu mehreren Trays gleichzeitig. Die Gutpackungen werden schließlich auf einem Transportband weiter zum nächsten Verpackungsschritt, beispielsweise einer Kartonierung, befördert.

Umfassende Qualitätskontrolle

Während des Entnahmeprozesses findet – immer auf Einzelpackungsebene – auch das Ausschleusen der Schlechtpackungen statt. Hierbei handelt es sich um Leerpackungen sowie um unvollständige Packungen, die wieder in den Prozess zurückgeführt werden dürfen. Auch Schlechtpackungen werden komplett aus dem Prozess ausgeschleust. Eine Stichprobenentnahme zur sogenannten „in process control“ (IPC) ist jederzeit möglich. Zur Erfüllung der „good philosophy“ ist der Entnahmeprozess so gestaltet, dass der Roboter erst die Schlechtpackungen ausschleust und anschließend die Gutpackungen auf dem Transportband ablegt. Dies trägt wiederum zur Prozesssicherheit bei.

Kurz zusammengefasst …

Die sichere und zugleich effiziente Verpackungslösung setzt sich aus einfachen Einzelmodulen zusammen, die perfekt aufeinander abgestimmt sind. Durch den modularen Aufbau kann das System optimal auf die jeweiligen Anforderungen ausgelegt werden, wobei die Bandbreite von Losgröße 1 bis hin zu hohen Fertigungsstückzahlen reicht.

Tyvek® ist ein registriertes Markenzeichen von E. I. du Pont de Nemours and Company.