Automatisiertes Zuführen, Beladen und Entladen von Medizingütern im Verpackungsprozess

Ein weitgehend automatisierter Verpackungsprozess erhöht die Prozesssicherheit, steigert die Effizienz und gewährleistet einen optimalen Produktschutz. Doch wann ist es sinnvoll, den Verpackungsprozess zu automatisieren? Und welche Ansätze gibt es hierzu?

Medizingüter kommen üblicherweise als Einzelpackungen oder als Kombinationspackungen auf den Markt. Häufig müssen Faltblatt, Etikett oder Trockenmittelbeutel bzw. Sachet zusammen mit dem Produkt in die Packung eingelegt werden. Verpackt werden auch Medical Devices mit aktiven Produktkomponenten sowie empfindliche Produkte, die zuverlässig vor äußeren Einflüssen wie Sauerstoff, Vibration oder Strahlung geschützt werden müssen. Aufgrund einer hohen Individualisierung der Produkte werden die Losgrößen immer kleiner und die Häufigkeit der Umrüstung der Verpackungsmaschinen steigt. Die Branche ist also geprägt von einem breiten Spektrum an Produkten sowie hohen Anforderungen an die Packungsqualität und den Verpackungsprozess.

Durch die Automatisierung können Packungsqualität, Prozesssicherheit und Effizienz erhöht werden. Hinsichtlich der Packungsqualität gewährleistet ein Roboter zum Beispiel, dass das Packgut exakt und vollständig in die Packungsmulden eingelegt wird. Die Fehlerquote reduziert sich dadurch erheblich. Nicht minder positiv wirkt sich ein automatisierter Prozess auf die Hygiene aus, denn je weniger ein Mensch in den Verpackungsprozess eingreift, umso höher ist die Hygiene. Zudem sorgen Track and Trace, Detektieren und Ausschleusen von Schlechtpackungen, eine sichere Line Clearance und damit die Vermeidung von Kreuzkontamination für eine hohe Prozesssicherheit. Und auch die Effizienz kann infolge höherer Taktleistungen sowie der Verringerung oder Vermeidung von Pausen- bzw. Fehlzeiten gesteigert werden. Die Umstellung auf einen automatisierten Verpackungsprozess lohnt sich also, sobald sich der Blick auf diese Faktoren richtet.

Der Automatisierungsgrad hängt auch vom Produkt ab

Jedoch erfordert ein höherer Automatisierungsgrad hinsichtlich der Verpackungsmaschine und der Automatisierungskomponenten eine sehr hohe Flexibilität. Generell lassen sich praktisch alle Prozessschritte inklusive der vor- und nachgelagerten Teilprozesse automatisieren. Dies schließt unter anderem die Orientierung, Separierung sowie die automatische Übergabe der Produkte an die Verpackungsmaschine sowie das Beladen der Packungskavitäten bis hin zum Separieren der Packungen und deren Weitergabe an nachgelagerte Prozessschritte wie beispielsweise das Kartonieren ein. Bei der Auswahl der einzelnen Automatisierungskomponenten hat die Beschaffenheit des zu verpackenden Produktes einen hohen Einfluss.

Zuführsysteme

Der Blick auf die zu verpackenden Produkte zeigt, dass diese in Abhängigkeit ihrer Beschaffenheit unterschiedlicher Zuführsysteme bedürfen. So werden beispielsweise Nadeln, Plunger und kleinere Produkte als Bulkware bereitgestellt. Diese können mittels Vibrationstöpfen oder Zentrifugen separiert und in einer oder mehreren Reihen angeordnet der Verpackungsmaschine zugeführt werden. Spritzen und Beutel gelangen oftmals über eine Vereinzelungseinheit und dann lose über ein Transportband zur Verpackungsmaschine, wobei ihre Orientierung durch ein Vision System geprüft wird. Für die Zuführung von höherwertigeren, sensiblen oder mit einem Wirkstoff gefüllte Spritzen, Devices oder Inhalers kommen oftmals Trägersysteme zum Einsatz. Ampullen oder Vials können über eine spezifisch an das jeweilige Produkt angepasste Vereinzelungseinheit an die Verpackungsmaschine übergegeben werden.

Beladen der Packungskavitäten 

Die oben genannten Beispiele zeigen, wie die einzelnen Produkte in der Zuführung so ausgerichtet werden, dass sie sich schließlich exakt positioniert von einem Roboter aufnehmen und in die Packungsmulden einlegen lassen. Dabei muss der Greifer jeweils präzise auf das entsprechende, häufig sehr leichte oder auch empfindliche Produkt abgestimmt sein. Eine individuelle Anwesenheitskontrolle erhöht zusätzlich die Prozesssicherheit. Beim Beladen hat der Greifer das Produkt wie vorgesehen genau in die jeweilige Kavität einzulegen und darf es keineswegs fallenlassen. Ebenso müssen mechanische Beschädigungen wie beispielsweise Kratzer vermieden werden. Um die Flexibilität der Verpackungslinie hinsichtlich unterschiedlicher Produkte zu gewährleisten, empfiehlt es sich, Greifersysteme einzusetzen, die einfach und schnell gewechselt werden können. Ähnliche Anforderungen existieren auch beim Entladen der fertigen Packungen, die nachgelagerten Prozessschritten wie beispielsweise Umverpacken und Kartonieren zugeführt werden müssen.

Anforderungen an Automatisierungskomponenten 

Grundsätzlich sind alle Anforderungen der Medizingüterindustrie an die Verpackungsmaschine auch auf die jeweiligen Automatisierungskomponenten übertragbar. Neben der bereits beschriebenen Flexibilität sei hier auch die Positioniergenauigkeit der Handhabungsmodule genannt. Darüber hinaus zählen hierzu auch eine einfache Zugänglichkeit und Reinigbarkeit der Module, die dazu beitragen, dass die GMP-Konformität der Anlage gewährleistet wird. Bei der Gestaltung seiner Automatisierungskomponenten, wie beispielsweise den Einhausungen für Greifersysteme, sorgt MULTIVAC deshalb für eine leichte Zugänglichkeit, verwendet weitgehend glatte Oberflächen und reduziert konsequent abstehende Teile und versteckte Ecken. Ebenso zählt hierzu auch die Reinraumtauglichkeit der Komponenten. Diese kann dadurch sichergestellt werden, dass beim Betrieb der Module durch minimale Vibration und Luftströme die Bildung von Partikeln weitestgehend vermieden wird.

MULTIVAC-Lösungen zum Zuführen und Beladen

MULTIVAC bietet ein breites Portfolio an Automatisierungskomponenten für das Verpacken von Medizingütern. Für das Zuführen unterschiedlichster Produkte umfasst das Portfolio Bänder, Trägersysteme sowie spezifische Zuführsysteme. Die Auslegung dieser Module erfolgt individuell in Abhängigkeit der zu verpackenden Produkte sowie der vorgelagerten Fertigungsschritte. Alle Systemkomponenten zeichnen sich aufgrund ihrer Konstruktion und Beschaffenheit durch ihre GMP-Konformität aus und können in die Steuerung der Verpackungsmaschine integriert werden. 

Für das Beladen der Packungskavitäten bietet MULTIVAC unterschiedliche Handhabungsmodule, die individuell mit verschiedenen Kinematiken und Greifersystemen ausgestattet werden können. Um eine hohe Flexibilität der Verpackungslinie sicherzustellen, können die Greifersysteme der Handhabungsmodule einfach umgerüstet werden. Diese Handhabungsmodule kommen auch für das Entladen der fertig verpackten Produkte und deren Weiterführung zu nachgelagerten Prozessschritten zum Einsatz. Diese sorgen auch für ein sicheres Ausschleusen von Schlechtpackungen und tragen dadurch zu einer maximalen Prozesssicherheit bei.