WO2025002868A1 - Vorrichtung zum dosieren von rieselförmigen oder komprimierten produkten - Google Patents

Vorrichtung zum dosieren von rieselförmigen oder komprimierten produkten Download PDF

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compressed air
compressed
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Andreas Lux
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Syntegon Technology GmbH
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    • G01F11/20—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers moved during operation of the valve type, i.e. the separating being effected by fluid-tight or powder-tight movements wherein the measuring chamber rotates or oscillates
    • G01F11/24—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers moved during operation of the valve type, i.e. the separating being effected by fluid-tight or powder-tight movements wherein the measuring chamber rotates or oscillates for fluent solid material

Definitions

  • the device and method described relate to monitoring the dosage of free-flowing or compressed products - in particular products consisting of powder or pellets.
  • Particularly noteworthy here are, for example, medicinal powders/medicinal pellets, or food supplements presented as powders or pellets, which can be dosed using the device described.
  • Such powders or pellets are administered in capsules into which the powder or pellets must be dosed.
  • the accuracy of the dosage is particularly important for medicinal powders/medicinal pellets, so permanent monitoring of each individual dosing process into a capsule or other container is desired. This is the prerequisite for immediately detecting incorrect dosages and immediately sorting out incorrectly filled capsules/containers.
  • the dosage of medicinal powder/medicinal pellets in capsules is preferably carried out by feeding a defined amount of the medicinal powder/medicinal pellets into a capsule through a measuring channel sleeve made of electrically non-conductive material, in particular plastic.
  • a measuring channel sleeve made of electrically non-conductive material, in particular plastic is preferably carried out by feeding a defined amount of the medicinal powder/medicinal pellets into a capsule through a measuring channel sleeve made of electrically non-conductive material, in particular plastic.
  • the defined amount or a certain portion falls under the influence of gravity through the measuring channel sleeve made of electrically non-conductive material, in particular plastic, into the capsule.
  • the portion is monitored, for example, by moving the portion through a capacitor during or before dosing.
  • the pellets fall through the sleeve or through the capacitor surrounding the sleeve under the influence of gravity.
  • the pellets have dielectric properties, so that the pellets cause a change in the electrical properties of the capacitor (in particular a change in the capacitance of the capacitor). This change in the electrical properties of the capacitor can be evaluated to determine the portion or amount of powder / pellets.
  • the capacitor for monitoring the portioning preferably surrounds the measuring channel sleeve made of electrically non-conductive material, particularly plastic. When the portion of powder or pellets is moved or falls through the measuring channel sleeve, the capacitance of the capacitor changes temporarily.
  • a measuring voltage is preferably applied to the capacitor.
  • the change in capacitance causes electrical currents to occur that can be measured as an electrical signal.
  • Suitably configured electronics can use these signals (if necessary taking into account other parameters such as time, humidity, electrical properties of the pellets, etc.) to determine the amount or mass of powder or pellets that have been moved through the capacitor.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems described with reference to the prior art. Measures are to be proposed which reduce the influence of deposits and electrostatic charging and thus increase the accuracy of the determination of dosed products, in particular pharmaceutical powders or pharmaceutical pellets.
  • a device for the monitored dosing of a compressed or free-flowing product into a container comprising a dosing device with which a defined amount of the compressed or free-flowing product can be provided, and with a measuring channel sleeve with an inner surface made of non-electrically conductive material, which encloses a conveying path of the defined amount of the compressed or free-flowing product from the dosing device into the container, so that the compressed or free-flowing product enters an inner volume of the measuring channel sleeve on the way from the dosing device into the container through an inlet area of the measuring channel sleeve and is then guided into the container at an outlet area of the measuring channel sleeve, wherein the measuring channel sleeve is arranged within an electrical measuring device and the electrical measuring device is designed to record electrical properties of the compressed or free-flowing product as it moves along the conveying path, wherein the device has at least one flushing device which is designed to flush the inner volume of the
  • flushing device is connected to an additional compressed air supply which takes air from an interior of the device and pressurizes it in order to operate the flushing device.
  • the device is preferably part of a system with which the compressed or free-flowing product can be filled into containers or, in particular, into capsules. If appropriate, the device as a whole forms this system.
  • a system can also be referred to as a capsule filling system.
  • the dosing device is the part of this device or system with which the amount of product to be filled into a single container or capsule is provided.
  • the dosing device is preferably designed to take the exact amount from a reservoir and make it available for dosing.
  • the measuring channel sleeve is a common component in such systems, which guides the product from the dosing device to the capsule.
  • the product is particularly compressed or free-flowing.
  • compressed in this context means that the product consists of particles that have been pressed together to form an agglomerate, for example by pressure. However, the agglomerate bond is usually not absolutely solid, and particles can break away.
  • free-flowing describes the ability of bulk materials to flow vertically under defined conditions. The free-flowing ability of a bulk material is determined by its composition and the nature of its particles.
  • the measuring channel sleeves separate the externally arranged measuring device from the product, so that an indirect measuring system is formed. Such measuring channel sleeves also ensure a defined guidance of the product or pellets through the measuring device, in particular guidance along a defined path.
  • both capacitive and inductive methods can be used with the measuring device to acquire an electrical signal that allows a conclusion to be drawn about the amount of pellets.
  • Measuring channel sleeves are also used in particular to mask a container into which the product is to be transported (for example a capsule into which pellets are to be filled as a product).
  • the term “masking” here means that such sleeves form a channel through which the product or pellets are fed into the container or capsule and which is adapted to the format of the container or capsules.
  • the measuring channel sleeve and in particular the inner surface of the measuring channel sleeve is preferably made of non-electrically conductive material, in particular of plastic material.
  • the entire measuring channel sleeve is made of non-electrically conductive material.
  • the inner surface of the measuring channel sleeves preferably has surface properties that cause low mechanical friction of the product on the inner surface.
  • the material is not electrically conductive or, in particular, even insulating, electrostatic charges can arise.
  • non-electrically conductive material for the measuring channel sleeve is particularly advantageous for monitoring the dosage using the electrical measuring device.
  • a measuring channel sleeve made of electrically conductive material would act like a Faraday cage around the product. This would make monitoring the dosage using the measuring channel sleeve more difficult.
  • the device described here has a flushing device with which the measuring channel sleeve or the inner volume of the measuring channel sleeve can be flushed with compressed air. This allows product deposits to be removed from the inner volume or removed from the inner surface of the measuring channel sleeve. Product remaining in the measuring channel sleeve can be flushed out of the measuring channel sleeve with compressed air.
  • the flushing device draws compressed air for flushing the measuring channel sleeve from an additional compressed air supply.
  • the additional compressed air supply takes air from the interior of the device, compresses this air and makes it available as compressed air.
  • the additional compressed air supply is therefore not a compressed air supply for such a device or system in the classic sense.
  • the additional compressed air supply By removing the air from the interior of the device, the additional compressed air supply a type of circular conveying of compressed air takes place within the device. In particular, no substances (in this case air) have to be transported from outside the device into the device. This makes it much easier to meet the approval requirements for the device.
  • the additional compressed air supply is preferably arranged within the device (particularly preferably in the interior of the device).
  • the additional compressed air supply is preferably located entirely (ie with all its parts) within the interior of the device.
  • the interior of the device is in particular an at least partially closed space, separated from the environment by walls, in which the product is dosed using the device.
  • the interior of the device can in particular be a clean room and/or a barrier system. Clean room conditions may prevail in a clean room. Such clean room conditions may be necessary or advantageous for processing the product.
  • the clean room conditions of the interior of the device may ensure that no contamination from the outside can reach the product.
  • the interior of the device can also be designed as a barrier system, which ensures that no product gets out into the environment. This can be advantageous or necessary in particular for processing/dosing special drugs (which can be highly toxic, for example).
  • Air is extracted from the interior of the device, preferably in the immediate vicinity of the dosing device and the measuring channel sleeve.
  • the additional compressed air supply does not pump air from the outside into the device.
  • the additional compressed air supply supplies the flushing device with air from the interior of the device. This means that additional filtering of the air is not necessary. Above all, it is not necessary to dehumidify the compressed air.
  • compressed air that is pumped from the outside into devices or systems for handling products such as pharmaceutical products must be dehumidified.
  • Such dry air is generally not electrically conductive and leads to electrostatic charging of the measuring channel sleeves.
  • the compressed air used here which is taken from the interior of the device using the additional compressed air supply, is not completely dry, but rather contains a moisture content. This moisture content makes this compressed air somewhat conductive and does not build up any additional electrostatic charge on the measuring channel sleeves. In particular, it can help to reduce electrostatic charges on product particles and/or the inner surfaces of the measuring channel sleeve.
  • the described flushing device with the additional compressed air supply can achieve significantly improved cleaning of the inner volume of the measuring channel sleeve.
  • the electrical measuring device has at least one electrical component which spans a measuring space, wherein the measuring channel sleeve is arranged within the measuring space in such a way that the conveying path runs through the measuring space.
  • the electrical measuring device is in particular a capacitor and the measuring space is in particular a capacitor volume. Electrical properties of the product that cause a change in the electrical properties in the measuring space can be monitored with the electrical measuring device.
  • the at least one flushing device is designed to flush compressed air into the inlet area of the measuring channel sleeve.
  • the flushing device is in particular designed so that compressed air is flushed into the inlet area and deposits in the measuring channel sleeve or within the inner volume of the measuring channel sleeve are transported along the conveying path to the outlet of the measuring channel sleeve.
  • the at least one flushing device is preferably designed to flush compressed air into the outlet region of the measuring channel sleeve. This corresponds to flushing the measuring channel sleeve or the internal volume of the measuring channel sleeve against the conveying direction back towards the inlet area.
  • the device is also advantageous if the compressed air provided by the additional compressed air supply has a humidity of more than 1.5 g/m 3 (grams per cubic meter), in particular more than 2 g/m 3 .
  • the compressed air provided by the additional compressed air supply is not compressed air as is usually used in systems and devices for dosing products.
  • the compressed air usually used in such systems and devices is dehumidified and therefore dry, or dry in the technical sense.
  • the compressed air provided by the additional compressed air supply is rather room air.
  • the humidity of the air is preferably > 10% of a saturation humidity and particularly preferably less than 20%, particularly preferably up to 15%.
  • the temperature of the air in the interior that is sucked in by the additional compressed air supply is preferably between 18°C and 25°C.
  • Such an additional compressed air supply is in particular a main compressed air supply of the device and/or a system of which the device is a part.
  • the additional compressed air supply supplies, for example, the other components of the device or system with compressed air.
  • Such an additional compressed air supply is regularly supplied with air from outside. "Outside” here means that the compressed air is sucked in from outside the device or system, then filtered and treated and then injected into the device or system.
  • the compressed air provided from the outside with such an additional compressed air supply must be dehumidified or dry. Dry compressed air is not suitable for providing conductivity in the measuring channel sleeve with which deposits on the measuring channel sleeve can be prevented. For this reason, the additional compressed air supply is supplemented by the additional compressed air supply according to the device described here.
  • the at least one flushing device comprises a nozzle with which air flowing into the measuring channel sleeve is accelerated.
  • an inflow angle between an inflow direction with which compressed air exits the flushing device and an axis of the measuring channel sleeve is at least 30°.
  • Such an inflow angle can achieve intensive friction of the compressed air on the inner surface of the measuring channel sleeve. This can improve the dissolving of product deposits on the inner surface.
  • the inflow direction with which compressed air exits the flushing device is aligned tangentially to an axis of the measuring channel sleeve, so that a spiral-shaped compressed air flow is generated in the cylindrical inner volume. It is particularly advantageous if the dosing device has at least one dosing roller with at least one dosing chamber, wherein a quantity of the product to be dosed can be provided in each of the at least one dosing chambers.
  • a dosing roller is a cylindrical body with an outer roller surface and a roller axis.
  • the dosing roller is rotated around its axis in one direction during the dosing process.
  • Dosing chambers are evenly distributed in circumferential ring-shaped areas.
  • the dosing roller uses the dosing chambers to convey defined partial quantities from a product supply into a target container.
  • a receiving position and a delivery position refer to locations relative to the dosing roller.
  • the product is conveyed into the dosing chambers of the dosing roller at the receiving position with a negative pressure and conveyed out of the dosing chambers into the measuring channel sleeve at the delivery position with an overpressure.
  • the size or volume of the dosing chambers in the dosing roller defines the amount of product to be dosed.
  • the amounts to be dosed can be precisely adjusted. For this reason, it is particularly advantageous to use the device described here (which enables precise monitoring of the amounts) with a dosing roller in the dosing device.
  • the dosing device can be designed with at least one dosing slide with at least one movable dosing chamber, wherein a quantity of the product to be dosed can be provided by moving the dosing slide.
  • the product is provided in a storage unit and in a first position of the at least one dosing slide a first passage from the storage unit into the at least one dosing chamber is opened, and the dosing chamber is filled with product from the storage unit and in a second position of the at least one dosing slide a second passage from the Dosing chamber is open into the inlet area of the measuring channel sleeve and the product contained in the dosing chamber can pass into the measuring channel sleeve.
  • the size or volume of the dosing chambers in the dosing slide also defines the amount of product to be dosed.
  • the product is a medicinal product.
  • the device is particularly preferably part of a capsule filling machine for filling drug capsules with a drug product that is compacted and/or free-flowing.
  • expensive drug products and drug products for which the dosage is particularly critical are regularly provided in capsules.
  • the device described here is particularly suitable in connection with such drug products, because monitoring the dosed quantities is particularly critical when dosing such drug products.
  • the product comprises granulate particles and/or pellets.
  • Granulate particles and/or pellets can in particular be pressed from a powdered starting product.
  • dosing granulate particles and/or pellets it is also preferable to dose a large number of individual particles, each of which has an average diameter in the range of micrometers (e.g. between 50 pm and 500 pm).
  • the size distribution of such granulate particles and/or pellets around a mean diameter is preferably narrow.
  • the size and in particular the shape of the granulate particles and/or pellets is particularly preferably uniform. This enables a high degree of dosing accuracy.
  • Pellets and/or granulate particles that are dosed with the device described here can also be wetted with talc or magnesium stearate, for example. It is further preferred if the product comprises a powder.
  • a powder consists in particular of finer particles than granules or pellets.
  • the particle size distribution is preferably broader.
  • a powder also contains very fine (possibly dust-like) particles.
  • the electrical measuring device comprises a capacitor with two electrodes, wherein the measuring channel sleeve is arranged within a capacitor volume between the two electrodes and wherein dielectric properties of the product cause a measurable change in the capacitance of the capacitor. It is also advantageous if the evaluation circuit is designed to record a time integral and/or maximum value and/or difference start/end of the capacity of the electrical measuring device as an electrical signal and to evaluate it for determining the amount of the dosed product.
  • the capacitance of the measuring device which is designed as a capacitor, increases due to the dielectric properties of the product. This increase in capacitance can be measured using a suitable evaluation circuit.
  • the measuring device can also measure other effects, such as inductive effects caused by the permeability of the product.
  • the electrical measuring device can be designed as a coil that surrounds the measuring channel sleeve. The inductance of this coil can be temporarily influenced by the movement of the product through the measuring channel sleeve.
  • Fig. 1 a described system for filling a compacted and/or free-flowing product into capsules
  • Fig. 2 a device according to the prior art with a dosing device with a dosing roller
  • Fig. 3 a device according to the prior art with a dosing device with a dosing slide
  • Fig. 4 shows a first embodiment of a device described here;
  • Fig. 5 shows a second embodiment of a device described here.
  • Fig. 6 shows a third embodiment of a device described here.
  • Fig. 1 shows a system 28 for filling a free-flowing, powdery and/or compacted product 2, which is designed here as an example with a dosing roller 20 as a dosing device 4.
  • the structure of the system 28 is only an example here to clarify the context.
  • the system 28 has a turntable 31 which is rotated in a direction of rotation 34 and in this way travels to various stations 32 at which processing steps of containers 3 (in particular capsules that are to be filled) take place.
  • Shown here as an example are a filling station 29 at which the device 1 described here is implemented, a capsule loading 30 and a capsule removal 33.
  • the filling station 29 or the device 1 is shown here as an example with a dosing roller 20 which fills the product 2 into the containers 3.
  • the filling station 29 or the device 1 can also be designed in any other way, for example with the dosing slide described below.
  • Fig. 2 shows a device 1 of the prior art with a dosing roller 20 as dosing device 4.
  • the dosing roller 20 has dosing chambers 21, which are filled with product 2 from a reservoir 23 at the top and are transferred to the measuring channel sleeve 5 at the bottom for dosing in the container 3.
  • the dosing roller 20 rotates during dosing in a direction of rotation 34 in order to dose one amount of product after the other.
  • the product 2 is sucked into the dosing chamber 21 with a negative pressure from a compressed air system 35.
  • the amount of product 2 is defined by the size of the dosing chamber 21.
  • the product 2 is transferred to the measuring channel sleeve 5 with an overpressure from a compressed air system 35.
  • the compressed air system 35 is supplied with compressed air from a compressed air supply 16, which takes air from outside, from the environment of the device 1 or from outside an interior space 18 of the Device and provides it as dry compressed air.
  • This compressed air supply 16 is independent of the additional compressed air supply 17 described here, which is described further above and below.
  • the measuring channel sleeve 5 is surrounded by an electrical measuring device 11, shown schematically here, which is connected to an evaluation circuit 13 and can be monitored and evaluated with the electrical properties of the product 2 as it moves through the measuring channel sleeve 5 in order to determine the quantity of the product 2 moved through the measuring channel sleeve 5.
  • an electrical measuring device 11 shown schematically here, which is connected to an evaluation circuit 13 and can be monitored and evaluated with the electrical properties of the product 2 as it moves through the measuring channel sleeve 5 in order to determine the quantity of the product 2 moved through the measuring channel sleeve 5.
  • Fig. 3 shows a device 1 of the prior art with a dosing device 4 designed as a dosing slide 22.
  • a first position 24 a first passage 25 for product 2 from a reservoir 23 into a dosing chamber 21 in the dosing slide 22 is opened, so that product 2 passes from the reservoir 23 into the dosing chamber 21.
  • the passage 25 is closed and a defined amount of the product 2, which is defined by the size of the dosing chamber 21, is separated from the reservoir 23.
  • a second passage 27 from the dosing chamber 21 to the measuring channel sleeve 5 is opened, so that the defined amount of the product 2 passes through the measuring channel sleeve 5 into the container 3.
  • Fig. 4, 5 and 6 show different variants of the device 1 described here, which is part of a system 28 for filling free-flowing and possibly compressed products - in particular a capsule filling system.
  • the interior 18 of the device is shown here in each case.
  • the dosing device 4 which is designed according to Figs. 4 and 5 with a dosing roller 20 with dosing chambers 21 and according to Fig. 6 with a dosing slide 22 with dosing chambers 21.
  • Other variants of the dosing device 4 can be used.
  • Dosing takes place along a conveying path 7 from the dosing device 4 into the container 3 through the inner volume 9 of a measuring channel sleeve 5.
  • the product 2 enters the inner volume 9 of the measuring channel sleeve 5 at an inlet area 8 and then exits the measuring channel sleeve 5 again at an outlet area 10 in order to reach the container 3.
  • Deposits of the product 2 can form on the inner surface 6 of the inner volume 9 of the measuring channel sleeve 5.
  • An additional compressed air supply 17 takes air from the interior 18 and makes this air available to flushing devices 12 as compressed air.
  • the compressed air provided by the additional compressed air supply 17 has a certain humidity due to being taken from the interior 18, which in most cases corresponds to the ambient air humidity. This means that this compressed air has a certain electrical conductivity.
  • flushing devices 12 for flushing the inner volume 9 of the measuring channel sleeve 5 and for removing deposits of the product 2 on inner surfaces 6.
  • flushing takes place against the direction of the conveying path 7 with a flushing device 12 aligned in the outlet region 10 of the measuring channel sleeve 5.
  • the flushing device 12 has nozzles 36 with which the compressed air is introduced into the measuring channel sleeve for flushing.
  • flushing takes place along the direction of the conveying path 7 with a flushing device 12 aligned in the inlet region 8 of the measuring channel sleeve 5.
  • Nozzle 36 of the flushing device 12 In Figs. 4 and 5 it is shown that an inflow angle 19 is set between an axis 38 of the measuring channel sleeve 5 and the alignment of the flushing device 12 or an inflow direction 37 of the nozzle 36 with which compressed air exits the flushing device 12. Such an inflow angle 19 can ensure that the compressed air hits the inner surface 6 of the inner volume 9 of the measuring channel sleeve 5 and causes deposits of the product 2 to be removed there. If necessary the flushing device 12 or the nozzle 36 can also be aligned such that the inflow direction 37 is tangential to the axis 38 of the measuring channel sleeve 5. In this way, a spiral-shaped compressed air flow can be generated within the inner volume 9, which removes deposits of the product 2 on the inner surface 6 particularly effectively.
  • Fig. 6 shows a further embodiment in which several flushing devices 12 are present, with at least one first flushing device 12 or nozzle 36 injecting compressed air into the measuring channel sleeve 5 or its internal volume 9 from above, parallel to the axis 38. Further flushing devices 12 or nozzles 36 apply compressed air to the measuring channel sleeve 5 laterally over an upper side 39 of the measuring channel sleeve 5 towards the axis 38. These laterally arranged flushing devices 12 convey deposits of the product 2 on the upper side 39 into the measuring channel sleeve 5 or its internal volume 9. These deposits of the product 2 are then conveyed out of the measuring channel sleeve 5 or its internal volume 9 by the at least one first flushing device 12 from the inlet region 8 to the outlet region 10.
  • the electrical measuring device 11 is also shown with an electrical component 14 (in particular a capacitor) which spans a measuring space 15 in which the measuring channel sleeve 5 is located.
  • the electrical evaluation circuit 13 is used to evaluate electrical signals which are recorded by the electrical measuring device 11 when a quantity of the product 2 to be dosed is conveyed along the conveying path 2 through the measuring channel sleeve 5 or its internal volume 9 and to determine this quantity.

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Abstract

Vorrichtung (1) zur überwachten Dosierung eines komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) in ein Behältnis (3) aufweisend eine Dosiervorrichtung (4), mit der eine definierte Menge des komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) bereitstellbar ist sowie mit einer Messkanalhülse (5) mit einer Innenoberfläche (6) aus nicht elektrisch leitfähigem Material, die einen Förderweg (7) der definierten Menge des rieselfähigen Produktes (2) von der Dosiervorrichtung (4) in das Behältnis (3) umfasst, so dass das komprimierte oder rieselfähige Produkt (2) auf dem Weg von der Dosiervorrichtung (4) in das Behältnis (3) durch einen Eintrittsbereich (8) der Messkanalhülse (4) in ein Innenvolumen (9) der Messkanalhülse (4) eintritt und anschließend an einem Austrittsbereich (10) der Messkanalhülse (5) in das Behältnis (3) geführt wird, wobei die Messkanalhülse (5) innerhalb einer elektrischen Messeinrichtung (11) angeordnet ist und die elektrische Messeinrichtung (11) dazu eingerichtet ist elektrische Eigenschaften des komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) bei dessen Bewegung entlang des Förderwegs (7) zu erfassen, wobei die Vorrichtung (1) mindestens eine Spüleinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist das Innenvolumen (9) der Messkanalhülse (5) mit Druckluft zu spülen, um Ablagerungen des komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) aus dem Innenvolumen (9) der Messkanalhülse (5) zu entfernen, wobei die Spüleinrichtung (12) an eine Zusatzdruckluftversorgung (17) angeschlossen ist, welche zum Betrieb der Spüleinrichtung (12) Luft aus einem Innenraum (18) der Vorrichtung (1) entnimmt und bedrückt.

Description

Vorrichtung zum Dosieren von rieselförmigen oder komprimierten Produkten
Die beschriebene Vorrichtung und das beschriebene Verfahren betreffen die Überwachung der Dosierung von rieselförmigen oder komprimierten Produkten - insbesondere Produkten, die aus Pulver oder Pellets bestehen. Hervorzuheben sind hier bspw. Arzneimittelpulver/ Arzneimittelpellets, oder als Pulver oder Pellets dargereichte Nahrungsergänzungsmittel, die mit der beschriebenen Vorrichtung dosiert werden können. Die Darreichung von solchen Pulvern oder Pellets erfolgt in Kapseln, in welche das Pulver bzw. die Pellets dosiert werden müssen. Die Genauigkeit der Dosierung ist insbesondere bei Arzneimittelpulver/ Arzneimittelpellets sehr wichtig, so dass eine permanente Überwachung jedes einzelnen Dosiervorgangs in eine Kapsel oder ein anderes Gefäß gewünscht ist. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass Fehldosierungen unmittelbar erkannt werden können und falsch befüllte Kapseln/Gefäße unmittelbar aussortiert werden können.
Die Dosierung von Arzneimittelpulver/ Arzneimittelpellets in Kapseln erfolgt bevorzugt dadurch, dass eine definierte Menge der Arzneimittelpulver/ Arzneimittelpellets durch eine Messkanalhülse aus elektrisch nicht leitfähigem Material insbesondere Kunststoff in eine Kapsel geführt wird. Bevorzugt fällt die definierte Menge bzw. eine bestimmte Portion unter Einwirkung der Schwerkraft durch die Messkanalhülse aus elektrisch nicht leitfähigem Material insbesondere Kunststoff hindurch in die Kapsel.
Die Überwachung der Portion erfolgt beispielsweise, indem die Portion bei bzw. vor der Dosierung durch einen Kondensator bewegt wird. Insbesondere fallen die Pellets unter Einwirkung der Schwerkraft durch die Hülse bzw. durch den die Hülse umgebenden Kondensator. Die Pellets haben dielektrische Eigenschaften, so dass die Pellets eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Kondensators (insbesondere eine Veränderung der Kapazität des Kondensators) bewirken. Diese Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Kondensators kann ausgewertet werden, um die Portion bzw. Menge des Pulvers / der Pellets zu bestimmen. Bevorzugt umgibt der Kondensator zur Überwachung der Portionierung die Messkanalhülse aus elektrisch nicht leitfähigem Material insbesondere Kunststoff. Wenn die Portion von Pulver oder Pellets durch die Messkanalhülse bewegt wird bzw. fällt, verändert sich die Kapazität des Kondensators zweitweise. Bevorzugt liegt an dem Kondensator eine Messpannung an. Durch die Veränderung der Kapazität treten elektrische Ströme auf, die als elektrisches Signal messbar sind. Eine geeignet eingerichtete Elektronik kann (ggf. unter Berücksichtigung weiterer Parameter wie Zeit, Luftfeuchtigkeit, elektrische Eigenschaften der Pellets etc.) aus diesen Signalen eine Menge bzw. Masse an Pulver oder Pellets ermitteln, die durch den Kondensator bewegt wurden.
Es hat sich herausgestellt, dass Ablagerungen des Produktes an der Messkanalhülse entstehen. Durch Spülung der Messkanalhülse mit entfeuchteter Druckluft entsteht eine elektrostatische Aufladung der Messkanalhülse. Diese elektrostatische Aufladung fördert die Haftung des Produktes an der Messkanalhülse. Hierdurch verbleiben nicht dosiertes Produkt in der Hülse, welches Effekte auf die elektrischen Eigenschaften des Kondensators hat und durch welches Signale zur Bestimmung der Menge bzw. Masse des Produktes weiter verfälscht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Es sollen Maßnahmen vorgeschlagen werden, die den Einfluss von Ablagerungen und der elektrostatischen Aufladung hier reduzieren und damit die Genauigkeit der Bestimmung von dosierten Produkten, insbesondere Arzneimittelpulver oder Arzneimittelpellets erhöhen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit der Erfindung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und insbesondere auch in der Figurenbeschreibung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann die einzelnen Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert und damit zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gelangt. Hier beschrieben werden soll eine Vorrichtung zur überwachten Dosierung eines komprimierten oder rieselfähigen Produktes in ein Behältnis aufweisend eine Dosiervorrichtung, mit der eine definierte Menge des komprimierten oder rieselfähigen Produktes bereitstellbar ist sowie mit einer Messkanalhülse mit einer Innenoberfläche aus nicht elektrisch leitfähigem Material, die einen Förderweg der definierten Menge des komprimierten oder rieselfähigen Produktes von der Dosiervorrichtung in das Behältnis umschließt, so dass das komprimierte oder rieselfähige Produkt auf dem Weg von der Dosiervorrichtung in das Behältnis durch einen Eintrittsbereich der Messkanalhülse in ein Innenvolumen der Messkanalhülse eintritt und anschließend an einem Austrittsbereich der Messkanalhülse in das Behältnis geführt wird, wobei die Messkanalhülse innerhalb einer elektrischen Messeinrichtung angeordnet ist und die elektrische Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, elektrische Eigenschaften des komprimierten oder rieselfähigen Produktes bei dessen Bewegung entlang des Förderwegs zu erfassen, wobei die Vorrichtung mindestens eine Spüleinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist das Innenvolumen der Messkanalhülse mit Druckluft zu spülen, um Ablagerungen des komprimierten oder rieselfähigen Produktes aus dem Innenvolumen der Messkanalhülse zu entfernen;
- wobei die Spüleinrichtung an eine Zusatzdruckluftversorgung angeschlossen ist, welche zum Betrieb der Spüleinrichtung Luft aus einem Innenraum der Vorrichtung entnimmt und bedrückt.
Die Vorrichtung ist bevorzugt Teil einer Anlage, mit der das komprimierte oder rieselfähige Produkt in Behältnisse bzw. insbesondere in Kapseln gefüllt werden kann. Gegebenenfalls bildet die Vorrichtung insgesamt diese Anlage. Eine solche Anlage kann auch als Kapselfüllanlage bezeichnet werden.
Die Dosiervorrichtung ist der Teil dieser Vorrichtung bzw. dieser Anlage, mit der die in ein einzelnes Behältnis bzw. in eine einzelne Kapsel einzufüllende Menge des Produktes bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist die Dosiervorrichtung dazu eingerichtet die Menge exakt aus einem Reservoir heraus zu entnehmen und für die Dosierung bereitzustellen. Die Messkanalhülse ist ein in solchen Anlagen übliches Bauteil, welches die Führung des Produktes von der Dosiervorrichtung hin zu der Kapsel übernimmt.
Das Produkt ist insbesondere komprimiert oder rieselfähig. Mit dem Begriff „komprimiert“ ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass das Produkt aus Partikel besteht, die bspw. durch Druck zu einem Agglomerat zusammengepresst wurden. Dabei ist der Verbund des Agglomerats allerdings üblicherweise nicht absolut fest, sondern es können sich Partikel lösen. Der Begriff „rieselfähig“ bezeichnet die Fähigkeit von Schüttgütern unter definierten Bedingungen vertikal zu fließen. Die Rieselfähigkeit eines Schüttgutes wird bestimmt durch dessen Zusammensetzung und der Beschaffenheit seiner Partikel.
Die Messkanalhülsen trennen die außen angeordnete Messvorrichtung von dem Produkt, so dass ein indirektes Messsystem gebildet ist. Durch solche Messkanalhülsen findet auch eine definierte Führung des Produktes bzw. der Pellets durch die Messvorrichtung statt, insbesondere eine Führung entlang eines definierten Pfades.
Mit der Messvorrichtung können grundsätzlich sowohl kapazitive als auch induktive Verfahren verwendet werden, um ein elektrisches Signal zu akquirieren, welches einen Rückschluss auf die Menge an Pellets ermöglicht.
Messkanalhülsen dienen insbesondere auch zur Maskierung eines Behältnisses, in welches das Produkt transportiert werden soll (beispielsweise eine Kapsel, in welche Pellets als Produkt eingefüllt werden sollen). Mit dem Begriff „Maskierung“ ist hier gemeint, dass durch solche Hülsen ein Kanal gebildet ist, durch den das Produkt bzw. die Pellets in das Behältnis, bzw. die Kapsel geführt wird und welcher auf das Format des Behältnisses bzw. der Kapseln angepasst ist.
Die Messkanalhülse und insbesondere die Innenoberfläche der Messkanalhülse ist bevorzugt aus nicht elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Kunst- stoff. Bevorzugt besteht die gesamte Messkanalhülsen aus nicht elektrisch leitfähigem Material.
Die Innenoberfläche der Messkanalhülsen hat bevorzugt Oberflächeneigenschaften, die eine geringe mechanische Reibung des Produktes an der Innenoberfläche hervorrufen. Dadurch, dass das Material nicht elektrisch leitfähig bzw. insbesondere sogar isolierend wirkt, können allerdings elektrostatische Aufladung entstehen.
Die Verwendung von nicht elektrisch leitfähigem Material für die Messkanalhülse ist insbesondere auch für die Überwachung der Dosierung mit Hilfe der elektrischen Messeinrichtung vorteilhaft. Eine Messkanalhülse aus elektrisch leitfähigem Material würde wie ein faradayscher Käfig um das Produkt herum wirken. Dies würde die Überwachung der Dosierung mit der Messkanalhülse erschweren. Bevorzugt befindet sich innerhalb eines Messraums der Messeinrichtung (in welchem die Messkanalhülse angeordnet ist) kein elektrisch leitfähiges und insbesondere kein metallisches Material.
Die hier beschriebene Vorrichtung weist eine Spüleinrichtung auf mit welcher die Messkanalhülse bzw. das Innenvolumen der Messkanalhülse mit Druckluft gespült werden kann. Hierdurch können Ablagerungen des Produktes aus dem Innenvolumen heraus gefördert werden bzw. von der Innenoberfläche der Messkanalhülse gelöst werden. In der Messkanalhülse verbliebenes Produkt kann mit Druckluft aus der Messkanalhülse heraus gespült werden.
Die Spüleinrichtung bezieht Druckluft zur Spülung der Messkanalhülse aus einer Zusatzdruckluftversorgung. Die Zusatzdruckluftversorgung entnimmt Luft aus dem Innenraum der Vorrichtung, komprimiert diese Luft und stellt sie als Druckluft zur Verfügung.
Die Zusatzdruckluftversorgung ist damit keine Druckluftversorgung für eine derartige Vorrichtung oder Anlage im klassischen Sinne. Durch die Entnahme der Luft aus dem Innenraum der Vorrichtung findet durch die Zusatzdruckluftversorgung eine Art Kreisförderung von Druckluft innerhalb der Vorrichtung statt. Insbesondere müssen keine Stoffe (in diesem Falle Luft) von außerhalb der Vorrichtung in die Vorrichtung transportiert werden. Dies vereinfacht die Erfüllung von Zulassungsauflagen für die Vorrichtung erheblich. Die Zusatzdruckluftversorgung ist bevorzugt innerhalb der Vorrichtung (besonders bevorzugt im Innenraum der Vorrichtung) angeordnet. Bevorzugt befindet sich die Zusatzdruckluftversorgung vollständig (d.h. mit allen ihren Teilen) innerhalb des Innenraums der Vorrichtung.
Der Innenraum der Vorrichtung ist insbesondere ein zumindest teilweise geschlossener und durch Wandungen von der Umgebung abgegrenzter Raum, in welchem die Dosierung des Produktes mit der Vorrichtung erfolgt. Der Innenraum der Vorrichtung kann insbesondere ein Reinraum und/oder ein Barrieresystem sein. In einem Reinraum herrschen gegebenenfalls Reinraumbedingungen. Solche Reinraumbedingungen sind gegebenenfalls zur Verarbeitung des Produktes erforderlich oder vorteilhaft. Durch die Reinraumbedingungen des Innenraums der Vorrichtung wird gegebenenfalls sichergestellt, dass keine Verunreinigungen von außen zu dem Produkt gelangen können. Gegebenenfalls kann der Innenraum der Vorrichtung auch als Barrieresystem ausgeführt werden, bei welchem sichergestellt ist, dass kein Produkt nach außen in die Umgebung gelangt. Dies kann insbesondere für die Verarbeitung/Dosierung von besonderen Arzneimitteln (die bspw. hochtoxisch sein können) vorteilhaft oder erforderlich sein. Die Entnahme von Luft erfolgt in dem Innenraum der Vorrichtung bevorzugt in unmittelbarer Umgebung der Dosierung und der Messkanalhülse.
Die Zusatzdruckluftversorgung fördert damit keine Luft von außen in die Vorrichtung hinein. Die Zusatzdruckluftversorgung versorgt die Spüleinrichtung mit Luft aus dem Innenraum der Vorrichtung. Damit kann insbesondere eine zusätzliche Filterung der Luft entfallen. Vor allem ist es nicht erforderlich die Druckluft zu entfeuchten. Es existieren Auflagen, dass Druckluft, die von außen in Vorrichtungen bzw. Anlagen zur Handhabung von Produkten wie Arzneimittelprodukten gefördert wird, entfeuchtet sein muss. Solche trockene Luft ist regelmäßig nicht elektrisch leitfähig und führt zur elektrostatischen Aufladung der Messkanalhülsen. Die hier verwendete Druckluft, die mit der Zusatzdruckluftversorgung dem Innenraum der Vorrichtung entnommen wird, ist nicht komplett trocken, sondern sie hat einen Feuchtigkeitsanteil. Durch diesen Feuchtigkeitsanteil ist diese Druckluft etwas leitfähig und baut keine zusätzliche elektrostatischen Aufladung der Messkanalhülsen auf. Sie kann insbesondere helfen elektrostatische Ladungen von Produktpartikeln und/oder Innenoberflächen der Messkanalhülse abzubauen.
Hierdurch kann mit der beschriebenen Spüleinrichtung mit der Zusatzdruckluftversorgung erheblich verbesserte Reinigung des Innenvolumens der Messkanalhülse erreicht werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Messeinrichtung mindestens ein elektrisches Bauteil aufweist, welches einen Messraum aufspannt, wobei die Messkanalhülse derart innerhalb des Messraumes angeordnet ist, dass der Förderweg durch den Messraum verläuft.
Die elektrische Messeinrichtung ist insbesondere ein Kondensator und der Messraum ist insbesondere ein Kondensatorvolumen. Elektrische Eigenschaften des Produktes, die eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften in dem Messraum bewirken, können mit der elektrischen Messeinrichtung überwacht werden.
Besonders vorteilhaft ist die mindestens eine Spüleinrichtung dazu eingerichtet Druckluft in den Eintrittsbereich der Messkanalhülse zu spülen.
Die Spüleinrichtung ist insbesondere so eingerichtet, dass Druckluft in den Eintrittsbereich gespült wird und Ablagerungen in der Messkanalhülse bzw. innerhalb des Innenvolumens der Messkanalhülse entlang des Förderwegs hin zu dem Ausgang der Messkanalhülse transportiert werden.
Außerdem bevorzugt ist die mindestens eine Spüleinrichtung dazu eingerichtet Druckluft in den Austrittsbereich der Messkanalhülse zu spülen. Dies entspricht einer Spülung der Messkanalhülse bzw. des Innenvolumens der Messkanalhülse entgegen der Förderrichtung zurück in Richtung Eintrittsbereich.
Außerdem vorteilhaft ist die Vorrichtung, wenn die mit der Zusatzdruckluftversorgung bereitgestellte Druckluft eine Feuchte von mehr als 1 ,5 g/m3 (Gramm pro Kubikmeter), insbesondere mehr als 2 g/m3 aufweist.
Bei der Druckluft, die mit der Zusatzdruckluftversorgung bereitgestellt wird, handelt es sich insbesondere nicht um Druckluft wie sie in Anlagen und Vorrichtungen zum Dosieren von Produkten üblicherweise verwendet wird. Üblicherweise in solchen Anlagen und Vorrichtungen verwendete Druckluft ist entfeuchtet und damit trocken bzw. im technischen Sinne trocken. Die Druckluft, die mit der Zusatzdruckluftversorgung bereitgestellt wird, ist vielmehr Raumluft. Die Feuchtigkeit der Luft beträgt bevorzugt > 10% einer Sättigungsfeuchte und besonders bevorzugt weniger als 20%, insbesondere bevorzugt bis zu 15%. Die Im Innenraum vorliegende Temperatur der Luft, die von der Zusatzdruckluftversorgung angesaugt wird, beträgt bevorzugt zwischen 18°C und 25°C.
Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Feuchte der Druckluft ausreichend ist, um die weiter oben beschriebene vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit der Druckluft zu realisieren. Luft, die aus dem Innenraum der Vorrichtung entnommen wird, erfüllt im Allgemeinen diese Bedingungen.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn neben der Zusatzdruckluftversorgung eine weitere Druckluftversorgung existiert, mit welcher Druckluft mit einer Feuchte von weniger als 1 ,5 g/m3 (Gramm pro Kubikmeter) bereitgestellt wird
Eine solche weitere Druckluftversorgung ist insbesondere eine Hauptdruckluftversorgung der Vorrichtung und/oder einer Anlage, von der die Vorrichtung ein Teil ist. Die weitere Druckluftversorgung versorgt beispielsweise die weiteren Komponenten der Vorrichtung oder Anlage mit Druckluft. Hierzu zählt beispielsweise eine Dosierwalze, die weiter unten noch im Detail beschrieben wird, und die die Dosiervorrichtung der Vorrichtung bilden kann. Eine solche weitere Druckluftversorgung wird regelmäßig mit Luft von außen versorgt. „Außen“ bedeutet hier, dass die Druckluft außerhalb der Vorrichtung oder Anlage angesaugt wird, dann gefiltert und behandelt wird und anschließend in die Vorrichtung bzw. Anlage eingedüst wird.
Es existieren Auflagen, dass die mit einer solchen weiteren Druckluftversorgung von außen bereitgestellte Druckluft entfeuchtet bzw. trocken sein muss. Trockene Druckluft ist nicht geeignet in der Messkanalhülse eine Leitfähigkeit bereitzustellen mit der Ablagerungen auf der Messkanalhülse verhindert werden können. Aus diesem Grund wird die weitere Druckluftversorgung gemäß der hier beschriebenen Vorrichtung um die Zusatzdruckluftversorgung ergänzt.
Besonders vorteilhafterweise umfasst die mindestens eine Spüleinrichtung eine Düse, mit welcher in die Messkanalhülse einströmende Luft beschleunigt wird.
Mit einer Düse beschleunigte Druckluft trifft bei der Spülung mit einem Impuls auf Ablagerungen des Produktes in der Messkanalhülse bzw. in dem Innenvolumen und an der Oberfläche. Hierdurch werden Ablagerungen des Produktes besser gelöst.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn ein Einströmwinkel zwischen einer Einströmrichtung, mit welcher Druckluft aus der Spüleinrichtung austritt, und einer Achse der Messkanalhülse mindestens 30° beträgt.
Durch einen solchen Einströmwinkel kann eine intensive Reibung der Druckluft an der Innenoberfläche der Messkanalhülse erreicht werden. Hierdurch kann das Lösen der Ablagerungen des Produktes an der Innenoberfläche verbessert werden.
Außerdem bevorzugt ist, wenn Einströmrichtung, mit welcher Druckluft aus der Spüleinrichtung austritt, tangential zu einer Achse der Messkanalhülse ausgerichtet ist, so dass in dem zylinderförmigen Innenvolumen eine spiralförmige Druckluftströmung erzeugt wird. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Dosiervorrichtung mindestens eine Dosierwalze mit mindestens einer Dosierkammer aufweist, wobei in der mindestens einen Dosierkammer jeweils eine zu dosierende Menge des Produktes bereitstellbar ist.
Eine Dosierwalze ist ein zylindrischer Körper mit einer Walzenaußenfläche und einer Walzenachse. Die Dosierwalze wird während des Dosiervorgangs mit einer Drehrichtung um Ihre Achse gedreht. Dosierkammern sind jeweils in umlaufenden ringförmigen Bereichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Dosierwalze fördert mit den Dosierkammern jeweils definierte Teilmengen aus einem Produktvorrat mit dem Produkt in einen Zielbehälter. Eine Aufnahmeposition und eine Abgabeposition bezeichnen Orte, relativ zu der Dosierwalze. Bevorzugt wird das Produkt an der Aufnahmeposition mit einem Unterdrück in die Dosierkammern der Dosierwalze befördert und an der Abgabeposition mit einem Überdruck aus den Dosierkammern heraus in die Messkanalhülse befördert.
Die Größe bzw. das Volumen der Dosierkammern in der Dosierwalze definiert die zu dosierende Menge des Produktes. Mit einer Dosierwalze in der Dosiervorrichtung können die zu dosierenden Mengen präzise eingestellt werden. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft die hier beschriebene Vorrichtung (die eine präzise Überwachung der Mengen ermöglicht) mit einer Dosierwalze in der Dosiervorrichtung einzusetzen.
In Ausführungsvarianten kann die Dosiervorrichtung mit mindestens einem Dosierschieber mit mindestens einer verschieblichen Dosierkammern ausgeführt sein, wobei durch eine Verschiebung des Dosierschiebers eine zu dosierende Menge des Produktes bereitstellbar ist.
Außerdem vorteilhaft ist es, wenn das Produkt in einem Speicher bereitgestellt wird und in einer ersten Position des mindestens einen Dosierschiebers ein erster Durchgang von dem Speicher in die mindestens eine Dosierkammer geöffnet ist, und die Dosierkammer mit Produkt aus dem Speicher befüllt wird und in einer zweiten Position des mindestens einen Dosierschiebers ein zweiter Durchgang von der Dosierkammer in den Eintrittsbereich der Messkanalhülse geöffnet ist und das in der Dosierkammer enthaltene Produkt in die Messkanalhülse übertreten kann.
Auch bei dieser Ausführungsvariante definiert die Größe bzw. das Volumen der Dosierkammern in dem Dosierschieber die zu dosierende Menge des Produktes.
Besonders bevorzugt ist, wenn das Produkt ein Arzneimittelprodukt ist.
Die Vorrichtung ist besonders bevorzugt ein Teil einer Kapselfüllmaschine zum Befüllen von Arzneimittelkapseln mit einem Arzneimittelprodukt, welches kompaktiert und/oder rieselfähig ist. Insbesondere teure Arzneimittelprodukte und Arzneimittelprodukte, bei denen die Dosierung besonders kritisch ist, werden regelmäßig in Kapseln bereitgestellt. Die hier beschriebene Vorrichtung eignet sich insbesondere im Zusammenhang mit solchen Arzneimittelprodukten, denn die Überwachung der dosierten Mengen ist bei der Dosierung solcher Arzneimittelprodukte besonders kritisch.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn das Produkt Granulatpartikel und/oder Pellets umfasst.
Granulatpartikel und/oder Pellets können insbesondere aus einem pulverförmigen Ausgangsprodukt gepresst sein. Bei der Dosierung von Granulatpartikeln und/oder Pellets wird bevorzugt auch eine Vielzahl von Einzelpartikeln dosiert, die beispielsweise jeweils einen mittleren Durchmesser im Bereich von Mikrometern haben (bspw. zwischen 50pm und 500 pm).
Die Größenverteilung derartiger Granulatpartikel und/oder Pellets rund um einen mittleren Durchmesser ist bevorzugt eng. Besonders bevorzugt ist die Größe und insbesondere auch die Form der Granulatpartikel und/oder Pellets einheitlich. Dies ermöglicht eine hohe Dosiergenauigkeit.
Pellets und/oder Granulatpartikel, die mit der hier beschriebenen Vorrichtung dosiert werden, können bspw. auch mit Talkum oder Magnesiumstearat benetzt sein. Weiter bevorzugt ist, wenn das Produkt ein Pulver umfasst.
Ein Pulver besteht insbesondere aus feineren Partikeln als bei einem Granulat oder bei Pellets. Darüber hinaus ist bevorzugt auch die Partikelgrößenverteilung breiter. Insbesondere umfasst ein Pulver auch sehr feine (gegebenenfalls staubförmige) Partikel.
Bei pulverförmigen Produkten besteht ein verstärktes Risiko, dass insbesondere feinere Pulverpartikel auf der Innenoberfläche der Messkanalhülse haften bleiben. Durch die Konzentration des pulverförmigen Produktes im zentralen Bereich der Messkanalhülse kann der Kontakt bzw. die Reibung des Produktes an der Innenoberfläche reduziert werden und es bleibt hier weniger von dem Produkt haften. Darüber hinaus wird eine Kompaktierung des pulverförmigen Produktes erreicht, die ein Anhaften von Pulverpartikeln aneinander bewirkt, so dass die Tendenz der Pulverpartikel sich aus dem zentralen Bereich der Messkanalhülse weg hin zu Oberflächenbereichen zu bewegen, reduziert wird. Sogenanntes „freies“ wird mit der Hauptmenge des Produktes verbunden und zusammen mit der Hauptmenge durch die Messkanalhülse in das Behältnis befördert.
Produkte bzw. Pellets, deren Dosierung ohne die hier beschriebenen Messkanalhülsen aufgrund von elektrostatischer Aufladung nur schwer oder auch nicht dosierbar bzw. messbar waren, werden durch das hier beschriebene Verfahren und die hier beschriebene Vorrichtung sehr viel besser dosierbar. Insbesondere wird die Messbarkeit der dosierten Mengen/Portionen erheblich verbessert.
Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung, wenn die elektrische Messeinrichtung einen Kondensator mit zwei Elektroden umfasst, wobei die Messkanalhülse innerhalb eines Kondensatorvolumens zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist und wobei dielektrische Eigenschaften des Produktes eine messbare Veränderung der Kapazität des Kondensators bewirken. Außerdem vorteilhaft ist, wenn die Auswertschaltung dazu eingerichtet ist ein zeitliches Integral und/oder Maximalwert und/oder Differenz Start/Ende der Kapazität der elektrischen Messeinrichtung als elektrisches Signal zu erfassen und für die Bestimmung der Menge des dosierten Produktes auszuwerten.
Während der Bewegung des Produktes durch die Messkanalhülse ist durch die dielektrischen Eigenschaften des Produktes die Kapazität der als Kondensator ausgeführten Messeinrichtung erhöht. Mit einer geeigneten Auswertschaltung kann diese Erhöhung der Kapazität gemessen werden.
Alternativ oder zusätzlich zu kapazitiven Effekten, die mit einer als Kondensator ausgestalteten Messeinrichtung erkannt werden, kann die Messeinrichtung auch andere Effekte messen, wie beispielsweise induktive Effekte, die durch die Permeabilität des Produktes hervorgerufen werden. Die elektrische Messeinrichtung kann in diesem Zusammenhang als Spule ausgeführt sein, die die Messkanalhülse umgibt. Die Induktivität dieser Spule kann durch die Bewegung des Produktes durch die Messkanalhülse zeitweilig beeinflusst werden.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist. Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
Fig. 1 : eine beschriebene Anlage zum Abfüllen eines kompaktierten und/oder rieselförmigen Produktes in Kapseln;
Fig. 2: eine Vorrichtung gemäß Stand der Technik mit einer Dosiervorrichtung mit einer Dosierwalze
Fig. 3: eine Vorrichtung gemäß Stand der Technik mit einer Dosiervorrichtung mit einem Dosierschieber Fig. 4 eine erste Ausführungsvariante einer hier beschriebenen Vorrichtung;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsvariante einer hier beschriebenen Vorrichtung; und
Fig. 6 eine dritte Ausführungsvariante einer hier beschriebenen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Anlage 28 zum Abfüllen eines rieselförmigen, pulverförmigen und/oder kompaktierten Produktes 2, die hier beispielhaft mit einer Dosierwalze 20 als Dosiervorrichtung 4 ausgeführt ist. Der Aufbau der Anlage 28 ist hier nur beispielhaft, um den Kontext zu verdeutlichen. Die Anlage 28 weist ein Drehscheibe 31 auf, welche mit einer Drehrichtung 34 gedreht wird und auf diese Art und Weise verschiedene Stationen 32 anfährt, an denen jeweils Bearbeitungsschritte von Behältnissen 3 (insbesondere von Kapseln, die befüllt werden sollen) stattfinden. Beispielhaft dargestellt sind hier eine Abfüllstation 29 an der die hier beschriebene Vorrichtung 1 realisiert ist, eine Kapselbestückung 30 und eine Kapselentnahme 33. Die Abfüllstation 29 bzw. die Vorrichtung 1 ist hier beispielhaft mit einer Dosierwalze 20 dargestellt, die das Produkt 2 in die Behältnisse 3 füllt. Die Abfüllstation 29 bzw. die Vorrichtung 1 können aber auch auf beliebige andere Art ausgeführt sein, beispielsweise mit dem im Folgenden beschriebenen Dosierschieber.
Fig. 2 zeigt die eine Vorrichtung 1 des Standes der Technik mit einer Dosierwalze 20 als Dosiervorrichtung 4. Die Dosierwalze 20 weist Dosierkammern 21 auf, die oben aus einem Speicher 23 mit Produkt 2 befüllt werden und unten in die Messkanalhülse 5 zur Dosierung in das Behältnis 3 übergeben werden. Die Dosierwalze 20 dreht sich während der Dosierung mit einer Drehrichtung 34, um eine Produktmenge nach der anderen zu dosieren. An der Position oben wird das Produkt 2 mit einem Unterdrück aus einem Druckluftsystem 35 in die Dosierkammer 21 gesaugt. Durch die Größe der Dosierkammer 21 wird die Menge des Produktes 2 definiert. An der Position unten wird das Produkt 2 mit einem Überdruck aus einem Druckluftsystem 35 in die Messkanalhülse 5 übertragen. Das Druckluftsystem 35 wird von einer Druckluftversorgung 16 mit Druckluft versorgt, die Luft von außen, aus der Umgebung der Vorrichtung 1 bzw. von Außerhalb eines Innenraums 18 der Vorrichtung ansaugt und als trockene Druckluft bereitstellt. Diese Druckluftversorgung 16 ist unabhängig von der hier beschriebenen Zusatzdruckluftversorgung 17, die weiter vorne und nachstehend beschrieben wird.
Die Messkanalhülse 5 ist von einer hier schematisch dargestellten elektrischen Messeinrichtung 11 umgeben, die an eine Auswertschaltung 13 angebunden ist und mit den elektrischen Eigenschaften des Produktes 2 bei dessen Bewegung durch die Messkanalhülse 5 überwacht und ausgewertet werden können, um eine Bestimmung der Menge des durch die Messkanalhülse 5 bewegten Produktes 2 durchzuführen.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 1 des Standes der Technik mit einer als Dosierschieber 22 ausgeführten Dosiervorrichtung 4. In einer ersten Position 24 ist ein erster Durchgang 25 für Produkt 2 aus einem Speicher 23 in eine Dosierkammer 21 in dem Dosierschieber 22 geöffnet, so dass Produkt 2 aus dem Speicher 23 in die Dosierkammer 21 gelangt. Durch eine Verschiebung des Dosierschiebers 22 wird der Durchgang 25 geschlossen und eine definierte Menge des Produktes 2, die durch die Größe der Dosierkammer 21 definiert ist, wird vom dem Speicher 23 abgetrennt. In einer zweiten Position 26 ist ein zweiter Durchgang 27 von der Dosierkammer 21 zu der Messkanalhülse 5 geöffnet, so dass die definierte Menge des Produktes 2 durch die Messkanalhülse 5 in das Behältnis 3 gelangt.
Hier ebenfalls dargestellt sind die elektrische Messeinrichtung 11 und die Auswertschaltung 13, die entsprechend zur Darstellung in Fig. 2 ausgeführt sind.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsvarianten der hier beschriebenen Vorrichtung 1 , die Teil einer Anlage 28 zur Abfüllung von rieselfähigen und ggf. komprimierten Produkten ist - insbesondere einer Kapselfüllanlage. Der Innenraum 18 der Vorrichtung ist hier jeweils dargestellt. Innerhalb des Innenraumes 18 befindet sich die Dosiervorrichtung 4, die gemäß den Fig. 4 und 5 mit einer Dosierwalze 20 mit Dosierkammern 21 und gemäß der Fig. 6 mit einem Dosierschieber 22 mit Dosierkammern 21 ausgeführt ist. Es können weitere Varianten der Dosiervorrichtung 4 verwendet werden. Bezüglich der Details der Dosier- vorrichtung 4 wird auch auf die Fig. 2 und 3 sowie die entsprechenden Erläuterungen hierzu verwiesen.
Die Dosierung erfolgt entlang eines Förderwegs 7 von der Dosiervorrichtung 4 in das Behältnis 3 durch das Innenvolumen 9 einer Messkanalhülse 5. Das Produkt 2 tritt an einem Eintrittsbereich 8 in das Innenvolumen 9 der Messkanalhülse 5 ein und dann an einem Austrittsbereich 10 wieder aus der Messkanalhülse 5 aus, um in das Behältnis 3 zu gelangen. An der Innenoberfläche 6 des Innenvolumens 9 der Messkanalhülse 5 können sich Ablagerungen des Produktes 2 bilden.
Eine Zusatzdruckluftversorgung 17 entnimmt dem Innenraum 18 Luft und stellt diese Luft Spüleinrichtungen 12 als Druckluft zur Verfügung. Die mit der Zusatzdruckluftversorgung 17 bereitgestellte Druckluft hat durch die Entnahme aus dem Innenraum 18 eine gewisse Feuchtigkeit, die in den allermeisten Fällen der Umgebungsluftfeuchtigkeit entspricht. Dadurch hat diese Druckluft eine gewisse elektrische Leitfähigkeit.
Gemäß den Fig. 4, 5 und 6 sind verschiedene Anordnungen von Spüleinrichtungen 12 zur Spülung des Innenvolumens 9 der Messkanalhülse 5 sowie zur Entfernung von Ablagerungen des Produktes 2 auf Innenoberflächen 6 dargestellt. Gemäß Fig. 4 erfolgt eine Spülung entgegen der Richtung des Förderwegs 7 mit einer in den Austrittsbereich 10 der Messkanalhülse 5 ausgerichteten Spüleinrichtung 12. Die Spüleinrichtung 12 weist jeweils Düsen 36 auf, mit denen die Druckluft in die Messkanalhülse zur Spülung eingeleitet wird. Gemäß Fig. 5 erfolgt eine Spülung entlang der Richtung des Förderwegs 7 mit einer in den Eintrittsbereich 8 der Messkanalhülse 5 ausgerichteten Spüleinrichtung 12 bzw.
Düse 36 der Spüleinrichtung 12. In den Fig. 4 und 5 ist jeweils dargestellt, dass ein Einströmwinkel 19 zwischen einer Achse 38 der Messkanalhülse 5 und der Ausrichtung der Spüleinrichtung 12 bzw. einer Einströmrichtung 37 der Düse 36 mit welcher Druckluft aus der Spüleinrichtung 12 austritt, eingestellt ist. Durch einen solchen Einströmwinkel 19 kann erreicht werden, dass die Druckluft auf die Innenoberfläche 6 des Innenvolumens 9 der Messkanalhülse 5 trifft und dort einen Abtransport von Ablagerungen des Produktes 2 bewirkt. Gegebenenfalls kann die Spüleinrichtung 12 bzw. die Düse 36 auch so ausgerichtet sein, dass die Einströmrichtung 37 tangential zu der Achse 38 der Messkanalhülse 5 ausgerichtet ist. So kann eine spiralförmige Druckluftströmung innerhalb des Innenvolumens 9 erzeugt werden, die Ablagerungen des Produktes 2 auf der Innenoberfläche 6 besonders wirkungsvoll abträgt.
In Fig. 6 ist noch eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der mehrere Spüleinrichtungen 12 vorhanden sind, wobei mindestens eine erste Spüleinrichtung 12 bzw. Düse 36 von oben, parallel zur Achse 38 Druckluft in die Messkanalhülse 5 bzw. deren Innenvolumen 9 eindüst. Weitere Spüleinrichtungen 12 bzw. Düsen 36 beaufschlagen die Messkanalhülse 5 seitlich über eine Oberseite 39 der Messkanalhülse 5 hinweg auf die Achse 38 zu mit Druckluft. Durch diese seitlich angeordneten Spüleinrichtungen 12 werden Ablagerungen des Produktes 2 auf der Oberseite 39 in die Messkanalhülse 5 bzw. deren Innenvolumen 9 hinein gefördert. Diese Ablagerungen des Produktes 2 werden dann mit der mindestens einen ersten Spüleinrichtung 12 von dem Eintrittsbereich 8 ausgehend hin zum Austrittsbereich 10 aus der Messkanalhülse 5 bzw. aus deren Innenvolumen 9 heraus gefördert.
Gemäß den Fig. 4, 5 und 6 ist ebenfalls gezeigt, ist die elektrische Messeinrichtung 11 mit einem elektrischen Bauteil 14 (insbesondere einem Kondensator), der einen Messraum 15 aufspannt, in welchem sich die Messkanalhülse 5 befindet. Die elektrische Auswertschaltung 13 dient zur Auswertung von elektrischen Signalen, die von der elektrischen Messeinrichtung 11 erfasst werden, wenn eine zu dosierende Menge des Produktes 2 entlang des Förderwegs 2 durch die Messkanalhülse 5 bzw. deren Innenvolumen 9 gefördert wird und zur Bestimmung dieser Menge. Bezugszeichenliste Vorrichtung Produkt Behältnis Dosiervorrichtung Messkanalhülse Innenoberfläche Förderweg Eintrittsbereich Innenvolumen Austrittsbereich elektrische Messeinrichtung Spüleinrichtung Auswertschaltung elektrisches Bauteil Messraum Druckluftversorgung Zusatzdruckluftversorgung Innenraum Einströmwinkel Dosierwalze Dosierkammer Dosierschieber Speicher erster Position erster Durchgang zweite Position zweiter Durchgang Anlage Abfüllstation Kapselbestückung Drehscheibe Station Kapselentnahme Drehrichtung Druckluftsystem Düse Einströmrichtung Achse Oberseite

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zur überwachten Dosierung eines komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) in ein Behältnis (3) aufweisend eine Dosiervorrichtung (4), mit der eine definierte Menge des komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) bereitstellbar ist sowie mit einer Messkanalhülse (5) mit einer Innenoberfläche (6) aus nicht elektrisch leitfähigem Material, die einen Förderweg (7) der definierten Menge des rieselfähigen Produktes (2) von der Dosiervorrichtung (4) in das Behältnis (3) umfasst, so dass das komprimierte oder rieselfähige Produkt (2) auf dem Weg von der Dosiervorrichtung (4) in das Behältnis (3) durch einen Eintrittsbereich (8) der Messkanalhülse (4) in ein Innenvolumen (9) der Messkanalhülse (4) eintritt und anschließend an einem Austrittsbereich (10) der Messkanalhülse (5) in das Behältnis (3) geführt wird, wobei die Messkanalhülse (5) innerhalb einer elektrischen Messeinrichtung (11 ) angeordnet ist und die elektrische Messeinrichtung (11 ) dazu eingerichtet ist elektrische Eigenschaften des komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) bei dessen Bewegung entlang des Förderwegs (7) zu erfassen,
- wobei die Vorrichtung (1 ) mindestens eine Spüleinrichtung (12) aufweist, welche dazu eingerichtet ist das Innenvolumen (9) der Messkanalhülse (5) mit Druckluft zu spülen, um Ablagerungen des komprimierten oder rieselfähigen Produktes (2) aus dem Innenvolumen (9) der Messkanalhülse (5) zu entfernen; wobei die Spüleinrichtung (12) an eine Zusatzdruckluftversorgung (17) angeschlossen ist, welche zum Betrieb der Spüleinrichtung (12) Luft aus einem Innenraum (18) der Vorrichtung (1 ) entnimmt und bedrückt.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die elektrische Messeinrichtung (11 ) mindestens ein elektrisches Bauteil (14) aufweist, welches einen Messraum (15) aufspannt, wobei die Messkanalhülse (5) derart innerhalb des Messraumes (15) angeordnet ist, dass der Förderweg (7) durch den Messraum (15) verläuft.
3. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Spüleinrichtung (12) dazu eingerichtet ist Druckluft in den Eintrittsbereich (8) der Messkanalhülse (5) zu spülen.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Spüleinrichtung (12) dazu eingerichtet ist Druckluft in den Austrittsbereich (10) der Messkanalhülse (5) zu spülen.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die mit der Zusatzdruckluftversorgung (17) bereitgestellte Druckluft eine Feuchte von mehr als 1 ,5 g/m3 (Gramm pro Kubikmeter) aufweist.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei neben der Zusatzdruckluftversorgung (17) eine weitere Druckluftversorgung (16) existiert, mit welcher Druckluft mit einer Feuchte von weniger als 1 ,5 g/m3 (Gramm pro Kubikmeter) bereitgestellt wird
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Spüleinrichtung (12) eine Düse (36) umfasst, mit welcher in die Messkanalhülse einströmende Luft beschleunigt wird.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Einströmwinkel (19) zwischen einer Einströmrichtung (37), mit welcher Druckluft aus der Spüleinrichtung (12) austritt, und einer Achse (38) der Messkanalhülse (5) mindestens 30° beträgt.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einströmrichtung (37), mit welcher Druckluft aus der Spüleinrichtung (12) austritt, tangential zu einer Achse (38) der Messkanalhülse (5) ausgerichtet ist, so dass in dem zylinderförmigen Innenvolumen (9) eine spiralförmige Druckluftströmung erzeugt wird.
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dosiervorrichtung (4) mindestens eine Dosierwalze (20) mit mindestens einer Dosierkammer (21 ) aufweist, wobei in der mindestens einen Dosierkammer (21 ) jeweils eine zu dosierende Menge des rieselfähigen Produktes (2) bereitstellbar ist.
11 . Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dosiervorrichtung (4) mindestens einen Dosierschieber (22) mit mindestens einer verschieblichen Dosierkammern (21 ) aufweist, wobei durch eine Verschiebung des Dosierschiebers (22) eine zu dosierende Menge des rieselfähigen Produktes (2) bereitstellbar ist.
12. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 11 , wobei das komprimierte oder rieselfähige Produkt (2) in einem Speicher (23) bereitgestellt wird und in einer ersten Position (24) des mindestens einen Dosierschiebers (22) ein erster Durchgang (25) von dem Speicher(23) in die mindestens eine Dosierkammer (21 ) geöffnet ist, und die Dosierkammer (21 ) mit rieselförmigen Produkt (2) aus dem Speicher (23) befüllt wird und in einer zweiten Position (26) des mindestens einen Dosierschiebers (22) ein zweiter Durchgang (27) von der Dosierkammer (21 ) in den Eintrittsbereich (8) der Messkanalhülse (5) geöffnet ist und das in der Dosierkammer (21 ) enthaltene komprimierte oder rieselförmige Produkt (2) in die Messkanalhülse (5) übertreten kann.
13. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das komprimierte oder rieselfähige Produkt (2) ein Arzneimittelprodukt ist.
14. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das komprimierte oder rieselförmige Produkt (2) Granulatpartikel und/oder Pellets umfasst.
15. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das komprimierte oder rieselförmige Produkt (2) ein Pulver umfasst.
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