CN115214182A - 用于连续加工粉末状产品的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续加工粉末状产品的系统，包括：用于粉末状产品的系统入口；连续混合粉末状产品的混合器，它具有与系统入口连接的混合器入口和用于由粉末状产品产生的产品混合物的混合器出口；连续加工产品混合物的生产机器，它具有与混合器出口连接的机器入口和用于由生产机器制造的制品的机器出口，在混合器出口和机器入口之间设置输送装置，在生产机器的填充装置上设置测量其中的粉末填充高度的第一填充高度传感器，在输送装置的在混合器出口与输送装置之间的输送贮存器上设置测量其中的粉末填充高度的第二填充高度传感器，设有控制装置，它接收由第一和第二填充高度传感器确定的测量数据并且基于测量数据操控生产机器的生产参数。

Description

用于连续加工粉末状产品的系统
技术领域
本发明涉及一种用于连续加工粉末状产品的系统，所述系统包括至少两个用于粉末状产品的系统入口、用于连续混合所述粉末状产品的混合器，所述混合器具有至少一个与所述至少两个系统入口连接的混合器入口，并且所述混合器具有用于由所述粉末状的产品制成的产品混合物的混合器出口，此外，所述系统还包括用于连续地加工产品混合物的生产机器、特别是旋转式压力机或胶囊充填机，所述生产机器具有与混合器出口连接的机器入口和用于通过生产机器由产品混合物制造的制品的机器出口，并且在混合器出口和机器入口之间设置用于从混合器出口向机器入口输送产品混合物的输送装置。
背景技术
在这种系统中，例如加工口服固体剂型(Oral Solid Dosages OSD)的制药产品，如例如片剂和胶囊。为此，作为生产机器例如设置旋转式压力机或胶囊充填机。通过多个系统入口连续地供应不同的粉末状产品，例如至少一种活性药物成分(ActivePharmaceutical Ingredient API)和至少一种赋形剂。这些通过系统入口供应的粉末状产品通常通过计量装置以定量的形式供应给混合器，所述混合器由粉末状的产品制造要在生产机器中加工的产品混合物。可以将所述粉末状产品连续地供应给混合器的一个或多个入口并且在混合器中对其进行混合。在混合器的出口处提供所制造的产品混合物，以便供应给生产机器。通过生产机器的入口供应的产品混合物在生产机器中加工成相应的产品并在生产机器的出口处提供所制造的产品，在这里将所述产品供应给另外的加工，例如包装步骤。
这种系统例如由EP 3 013 571 A1已知。所述系统的部件、特别是入口、计量装置、混合器和压片机竖直地相叠设置，从而粉末状产品由于重力从入口和计量装置流动到混合器和压片机。这种布置形式的缺点是，所述系统要求5m和更大的大高度。这要求特殊的生产车间并且使得操作人员的接近变得复杂。
在WO 2020/260600 A1中提出一种用于连续加工粉末状产品的系统，在这种系统中，供应模块、计量模块和混合模块沿侧向设置在生产机器、例如旋转式压力机旁边。系统部件的这种在共同的地面上并排的布置形式的优点是，所述系统具有明显更小的高度并且能够在普通生产车间中使用。同时便于操作人员接近。由于系统部件并排的布置形式，混合器的出口位于沿竖直方向比生产机器的入口低的水平上。必须相应将通过混合器提供的产品混合物从较低的水平带到生产机器入口的较高的水平。为此，在WO 2020/260600 A1中优选提出了一种气动的真空输送装置。所述真空输送装置有效地防止产品混合物的成分发生不希望的分离。
例如在旋转式压力机中，通过上冲头和下冲头将填充在型腔中的粉末材料压制成压制品，特别是片剂。所述粉末材料通过旋转式压力机的填充装置填充到型腔中。这种填充装置通常包括填充管，通过所述填充管粉末材料通常利用重力落入填充腔，所述粉末材料通常又利用重力进入型腔中。这里希望的是，监视填充装置中、特别是填充管中的填充高度，以便随时确保存在足够的粉末可获得性。同样的情况例如也适用于胶囊充填机。已经提出，为此在填充管内部设置传感器。但在粉末材料流中设置传感器导致对粉末流的干扰，如例如导致形成桥结构。这可能以不希望的方式影响粉末可获得性。
由DE 10 2017 207 162 A1已知一种旋转式压片机，所述旋转式压片机具有用于测量上升管中的粉末高度的电容式填充高度传感器，所述上升管通入填充靴。在EP 2 400275 A1中也记载了一种用于对容器中的散装料进行非侵入式、无接触的电容式填充高度测量的装置。填充高度传感器与应确定其填充高度的填充介质不发生接触。相反，设有电极，所述电极类似于可翻开的板式电容器设置并且在所述电极之间产生高频交变电场，所述交变电场非破坏性地穿过要测量的材料。这样构成的电容器的电容取决于填充材料的介电常数。这里，要测量的填充材料具有不同于空气的介电常数。以这种方式，要测量的材料对传感器表面不同程度的覆盖导致电容器的不同电容。由此可以得出材料在容器中的填充高度。
这里，外部的干扰性影响因素，如例如外部电磁场或外部的物体，例如操作人员在测量电极附近的手可能带来问题。为了降低对于外部影响的易受干扰性，EP 2 400 275 A1提出，在不同的水平面中设置多个测量电极，这些测量电极定义一个具有竖直延展的测量面，并且设有至少一个基准电极，所述基准电极定义一个具有竖直延展的基准面。所述多个测量电极中的每个测量电极分别与基准电极形成一个电容器。这里，测量至少两个电容器并将测量值相互关联。通过可信度检查，应利用计算消除干扰源的外部影响。但这种已知的装置在结构和评估技术上的耗费都很高。这种可信度考察也不总是能提供可靠的结果。
此外，为了在电容式填充高度测量中针对外部干扰源提供保护，由实践中还已知一种所谓的主动屏蔽，在这种主动屏蔽中，用作屏蔽的电极在测量时被控制到与测量电极相同的电压电势。通过主动屏蔽可以降低外部干扰源的影响，但在这种电容式填充高度测量中仍存在相对于干扰实现改进的保护的需求。
在上面所述类型的具有用于将在混合器出口提供的产品混合物输送到生产机器的机器入口的输送装置的系统中，通过输送装置在机器入口提供的产品量可能出现波动。例如上面说明的气动真空输送装置将产品混合物循环地或间歇地输送到机器入口。这里，首先在输送路段的出口处产生真空，并且通过真空输送一定产品量通过输送线。接下来打开输送线的出口阀，以便将所输送的产品量提供给机器入口。接下来关闭出口阀并重复这个循环。就是说，在这种输送装置中，所提供的产品量的波动是系统固有的。
已知的是，特别是在连续工作的这里讨论类型的系统长时间运行时，在系统部件的质量流中的误差发生累积，从而为了获得正常的生产运行必须补偿这些误差，例如通过操控生产机器适当的产品参数来补偿。这可以例如基于设置在生产机器的填充装置上的填充高度传感器来进行。但只有当基本上连续的产品流从混合器进入生产机器的填充装置中时，基于在生产机器的填充装置上进行的填充高度测量进行的控制或调节才能以令人满意的方式实现。但在实践中，并且与所使用的输送装置相关地，恰好不是这样。这种波动实际上使得无法例如通过控制或调节生产机器的生产参数保持填充装置中的填充高度恒定。
发明内容
从所述现有技术出发，本发明的目的因此是，提供一种前面所述类型的系统，利用所述系统克服了上面所述的问题。本发明的目的特别是，在通过输送装置在机器入口处提供的产品量发生波动时实现对生产机器的至少一个生产参数的可靠控制。
本发明通过权利要求1的主体来实现所述目的。有利的设计方案在从属权利要求、说明书和附图中得出。
对于前面所述类型的系统，本发明这样来实现所述目的，即，在生产机器的填充装置上设置用于测量粉末在填充装置中的填充高度的第一填充高度传感器，并且在输送装置的设置在混合器出口与输送装置之间的输送贮存器上设置用于测量输送贮存器中的粉末填充高度的第二填充高度传感器，并且设有控制装置，所述控制装置接收由第一填充高度传感器和第二填充高度传感器确定的测量数据，并且所述控制装置构造成用于，基于接收到的测量数据操控生产机器的至少一个生产参数。
根据本发明的系统用于连续地加工粉末状产品、特别是干燥的粉末状产品。如上所述，这例如涉及制药产品。这样，所述粉末状产品例如包括至少一种活性药物成分(API)和至少一种赋形剂。所述粉末状产品经由至少两个、例如多于两个系统入口供应给所述系统。所述系统入口可以分别包括计量器，利用所述计量器可以对产品的供应进行计量。通过连接管道将通过系统入口供应的粉末状产品连续地供应给所述至少一个混合器入口。所述混合器由所供应的粉末状的产品连续地产生产品混合物，用以在生产机器中进行进一步加工。在混合器出口提供所述产品混合物并且通过输送装置将其连续地供应给生产机器的机器入口。要指出的是，与本身已知的分批处理相反，连续的供应特别是涉及连续的加工。通过输送装置进行的连续供应特别是也包括间歇式的供应，如例如通过气动输送装置进行的供应。所述生产机器例如可以是旋转式压力机、特别是旋转式压片机，这种旋转式压力机按本身已知的方式将所供应的产品混合物压制成压制品、特别是片剂。但所述生产机器例如也可以是胶囊充填机，所述胶囊充填机将产品混合物按本身已知的方式充填到胶囊中。在生产机器的机器出口处提供通过生产机器由产品混合物制成的制品、例如压制品、特别是片剂，或胶囊。可以进行进一步加工，例如除尘和/或包装。
所述系统是一种连续工作的系统，就是说，不同于按分批原理工作的系统，所述系统连续地混合所供应的粉末状产品并将其加工成制品，例如压制品、特别是片剂，或者胶囊。所述系统可以是密闭的，例如具有例如按SMEPAC测试(设备微粒空气浓度标准化测试)测量OEB3的密闭等级。
根据本发明，在生产机器的填充装置上设置用于测量填充装置中的粉末填充高度的第一填充高度传感器。在设置在混合器出口和输送装置之间的输送贮存器上设置用于测量输送贮存器中的粉末填充高度的第二填充高度传感器。由第一填充高度传感器和第二填充高度传感器确定的测量数据由所述系统的控制装置接收并且所述控制装置基于所接收的两个填充高度传感器的测量数据操控生产机器的至少一个生产参数。
通过其上设置填充高度传感器的填充装置，将产品混合物供应给生产机器，以便进行加工，特别是制造成制品。这里，所述填充装置包括原则上所有设置在生产机器的入口与生产机器的加工所供应的产品混合物的部分、例如旋转式压力机的模具盘之间的部件。所述填充装置特别是可以包括竖直设置的填充管，通过所述填充管利用重力输送产品混合物。输送装置的输送贮存器在最简单的情况下由管状的部段组成，所述部段设置在混合器出口的下游，例如连接在混合器出口上。所述输送贮存器也可以例如构造成漏斗形的，例如漏斗形的送料斗的形式，所述送料斗的入口与混合器出口连接，并且所述送料斗的出口与输送装置的输送管道连接。在通过输送装置将产品混合物输送到生产机器之前，所述输送贮存器形成用于容纳和提供产品混合物的缓冲器。输送装置由所述输送贮存器中将产品混合物输送出来。所述输送装置可以包括输送管道，例如输送软管，所述产品混合物被输送通过所述输送管道或输送软管。
本发明以这样的构思为基础，如前面说明的那样，基于通过输送装置对产品混合物的输送，在生产机器的填充装置中测得的填充高度可能出现波动。这使得基于在输送装置下游唯一的填充高度测量对生产机器的生产参数的控制变得困难，或者使得这种控制实际上不可能。因此根据本发明在输送装置上游设有第二填充高度传感器，所述第二填充高度传感器测量输送贮存器中的填充高度。基于所测得的两个填充高度的关系，可以识别到通过输送装置出于一些原因总还是产生的输送波动，并且为了进行控制而对其进行补偿。这样，例如短时间地通过输送装置用产品混合物过度填充所述填充装置由此导致填充装置中测得的填充高度短时间升高，并导致输送贮存器中的填充高度相应短时间降低。共同考察两个填充高度可以识别输送量的这种波动，并且允许独立于这种波动可靠地控制生产机器。在使用间歇式工作的气动输送装置时，也随时可以可靠地确保系统中的质量流得到希望的平衡，并且由此在理论上可以确保所述系统不断地连续运行。
第一和第二填充高度传感器原则上按相同测量原理工作。所述第一和第二填充高度传感器在技术上可以相同地构成。这改进了测量结果的可比性。所述控制装置也可以是例如通过基于接收到的测量数据将生产机器的所述至少一个生产参数操控到希望的特别是恒定值来调节通过所述系统的质量流的调节装置。
根据一个设计方案，所述混合器出口可以设置在比机器入口低的水平上。在这个设计方案中，例如可以将包括系统入口、必要时计量装置和混合器的供应、计量及混合模块设置生产机器旁边，特别是设置在与生产机器相同的地面上。如前面所述，这种布置形式有利地实现了小的结构高度，由此实现了在常规生产车间中的可使用性和系统部件对于操作人员良好的可接近性。同时这种布置形式需要将在混合器出口处提供的产品混合物从混合器出口的较低水平输送到生产机器的机器入口的较高水平的输送装置。
根据另一个设计方案，所述输送装置可以是气动输送装置，所述气动输送装置间歇式地从混合器出口朝机器入口输送产品混合物。例如气动输送装置可以是密封流抽吸输送装置。这种气动输送装置特别好地适用于输送产品混合物，因为这使得产品混合物的成分发生不希望的分离的风险最小化。这样，例如也可以可靠地输送相应产品混合物形式的、具有不同粒度的粉末状产品，而不会出现不希望的分离。如前面所述，例如在气动的真空输送装置中循环地首先在输送管道、如例如输送软管或输送管的出口处产生真空，并且通过所述真空将第一产品量输送通过输送管道。接下来，打开输送管道的开口阀，以便将所输送的产品量朝机器入口排出。接下来，重新关闭出口阀并且重新开始这个循环。就是说，在这种气动真空输送装置中，所供应的产品量的波动是系统固有的，因为所述产品可以说是分包式的并且由此间歇式地从混合器出口输送到机器入口。
根据另一个设计方案，所述控制装置可以构造成，基于接收到的测量数据操控生产机器的至少一个生产参数，使得通过第一填充高度传感器和第二填充高度传感器测量的粉末填充高度的和(尽可能)恒定。特别是通过此时可以是调节装置的控制装置进行的调节进行到通过填充高度传感器测得的粉末填充高度的和是恒定的。这设计方案利用上面的认知，即，生产机器的填充装置中的产品量的提高特别是在使用间歇式工作的输送装置时引起输送装置的输送贮存器中的产品量发生相应的回落，并且反之亦然。就是说，在系统的稳定状态下，填充装置中和输送贮存器中的粉末填充高度的和是恒定的。如果这个和发生变化，这意味着通过系统的质量流发生了不希望的变化，例如混合器输送了过多的产品量。在这种情况下，在输送贮存器中的填充高度升高的程度大于充填这种中的填充高度降低的程度。就是说，填充高度的和增大，并且可以抵消质量流的这种变化。因此，可以基于通过所述填充高度传感器测得的填充高度的和来控制或调节生产机器的生产参数。为了在例如气动输送装置的输送循环期间避免出现错误的测量数据并且由此出现错误的控制或调节，可以设定，在输送装置的输送循环期间，控制装置中断控制。输送装置的这个输送循环与输送装置的在循环之间的停止时间相比时间较短。所述停止时间特别是适于进行根据本发明的控制或调节。但也可以不中断的情况下实施控制或调节，并且此时分别以当前测得的填充高度为基础。在输送装置的输送循环期间输送的产品量此时可以用计算机估算。
根据另一个设计方案可以设定，生产机器是旋转式压力机，所述旋转式压力机包括能通过转动驱动器转动的转子，所述转子具有用于旋转式压力机的上冲头的上冲头导向结构和用于下冲头的下冲头导向结构以及设置在所述冲头导向结构之间的模具盘，所述冲头与模具盘的型腔配合作用，此外所述旋转式压力机还包括填充装置和至少一个压力装置，通过所述填充装置将要压制的粉末材料填充到模具盘的型腔中，并且所述第一填充高度传感器设置在所述填充装置上，所述压力装置在运行中与上冲头以及与下冲头配合作用，以便挤压模具盘的型腔中的粉末材料，此外所述旋转式压力机还包括顶出装置，在所述顶出装置中将在型腔中制成的压制品顶出。
所述旋转式压力机特别是可以是旋转式压片机。在旋转式压力机中，要加工的产品混合物通过填充管供应给模具盘。产品混合物可以在重力作用下被输送通过填充装置和填充管。就是说，所述填充管可以构造成下落管。所述填充管可以设置成适用于此。例如填充管的纵轴线相对于水平方向充分倾斜地延伸，特别是例如竖直地延伸。此外，所述填充装置具有至少一个填充腔，产品混合物从填充管进入所述填充腔。产品混合物从填充腔供应给模具盘的型腔，特别是也是在重力作用下供应，在这里产品混合物按本身已知的方式通过上冲头和下冲头压制成压制品、特别是片剂。所述型腔可以直接通过模具盘中的孔形成。但在模具盘中也可以设置能拆卸地固定的模具套筒，在所述模具套筒中构成所述型腔。
根据一个特别实用的设计方案，所述控制装置可以构造成，基于接收到的测量数据作为生产参数至少操控所述旋转式压力机的转子的转速。通过操控转子的转速可以以简单和快速的方式对通过系统的质量流施加影响。这样，提高的转子速度可以使得单位时间加工更多的产品混合物。
所述混合器优选可以具有水平定向的混合管，在所述混合管中设置用于连续地混合粉末状产品的混合装置。所述混合装置可以例如包括螺旋混合器，所述螺旋混合器通过混合器的转动驱动器转动。
所述第一填充高度传感器和/或第二填充高度传感器可以是电容式的填充高度传感器。如已经提及的那样，这种电容式的填充高度传感器允许精确且非接触式地测量填充高度，而不会干扰粉末流。
根据另一个设计方案可以设定，所述填充装置具有填充管，在所述填充管上设置第一填充高度传感器的第一测量电极，所述第一测量电极与第一填充高度传感器的第一基准电极构成第一电容器，这样第一测量电极和第二基准电极之间能形成电场，并且第一电极在其背向填充管的侧面上通过导电的包含屏蔽结构覆盖，所述保护屏蔽结构处于地电势。
相应地根据另一个设计方案可以设定，在输送贮存器上设置第二填充高度传感器的第二测量电极上，所述第二测量电极与第二填充高度传感器的第二基准电极构成第二电容器，从而在第二测量电极与第二基准电极之间能形成电场，并且第二测量电极在其背向输送贮存器的侧面上通过导电的保护屏蔽结构覆盖，所述保护屏蔽结构处于地电势。
设置在填充管或输送贮存器上的第一和第二测量电极分别与第一或第二基准电极配合作用。所述测量和基准电极分别共同形成电容器，类似于板式电容器。第一或第二测量电极这里沿填充管或输送贮存器的轴向方向分别在确定的测量区域上延伸。所述基准电极也可以分别在这个区域上延伸。分别在测量电极和基准电极之间构成的电场穿过填充管或输送贮存器的内部并且由此非破坏式地穿过要测量的粉末状产品。相应地构成的电容器的电容取决于电场穿过的介质的介电常数。这样，空气具有不同于产品混合物的介电常数。由此可以根据对相应电容器的电容测量得出电极被粉末状产品混合物覆盖的程度。由此又可以得出填充高度。当然也可以设置多个第一测量电极或多个第二测量电极。所述基准电极同样可以分别包括多个(分)基准电极或由多个(分)基准电极形成。
在前面所述的设计方案中，第一或第二测量电极在其背向填充管或输送贮存器的侧面上分别通过导电且接地的保护屏蔽结构覆盖、特别是完整地覆盖。所述填充管或输送贮存器可以例如由金属、如不锈钢制成。所述保护屏蔽结构也可以由金属、例如铝或者也由不锈钢制成。基于这样的认知，即，上面所述的主动屏蔽对于粉末状产品的填充高度测量特别是在当前应用场合中不足以实现，尽管存在可能的外部干扰源仍获得可靠的测量结果，前面所述的设计方案还基于这样的认知，即，输送粉末状产品通过填充装置或输送贮存器会导致产品混合物带静电，所述静电会影响测量结果。由于需要特别高的测量精度，必须可靠地实现避免外部的干扰，例如由于外部的电磁场或处于填充高度传感器附近的人员导致的干扰。这通过导电的并且置于地电势保护屏蔽结构实现。所述保护屏蔽结构可靠地针对外部电磁干扰源屏蔽测量电极。由此能够可靠地确定填充管或输送贮存器中产品混合物的填充高度。同时，避免了复杂地设置多个测量电极，并且不必进行复杂且不可靠的可信度考察。填充管或输送贮存器内部的几何形状保持不受干扰并且粉末流不会受到测量传感器的干扰或影响。与现有技术中不同，不是利用计算机从测量结果中消除外部干扰、例如旋转式压力机中的电气设备或由于操作者接触造成的干扰，而是事先有效地抑制这些干扰。
根据另一个设计方案，所述第一测量电极可以设置在不导电的、设置在填充管上的保持部段中，和/或所述第二测量电极设置在不导电的、设置在输送贮存器上的保持部段中。以这种方式实现了进一步改进屏蔽。例如可以使用不导电的塑料、如POM。所述保持部段可以作为整体向外覆盖由所述保护屏蔽结构。在所述保持部段中可以设置外周袋，以用于第一或第二测量电极以及必要时用于另外的测量电极。
根据另一个设计方案，所述保持部段可以设置在填充管和/或输送贮存器的凹口中。所述填充管或输送贮存器此时具有切口，在这个切口中设置带有第一或第二测量电极的保持部段。以这种方式，可以实现对产品混合物特别好的测量接近口并且由此实现特别精确的测量，而没有干扰粉末流的风险。
根据另一个设计方案，在设有第一测量电极的填充管之前和/或之后的导电的管部段可以同样处于地电势上和/或在设有第二测量电极的输送贮存器之前和/或之后的导电的管部段同样处于地电势上。发明人认识到，在输送产品混合物通过填充装置、特别是填充管或者输送贮存器的过程中，会使得产品混合物的粉末材料带静电。根据发明人的认知，这是由于粉末材料与填充装置或输送贮存器的引导粉末材料的部件之间的摩擦造成的。通过将位于设有第一或第二测量电极的填充管或输送贮存器上游的导电的管部段接地，可以在电容式的填充高度测量之前消除这种静电，从而接下来的测量不会失真。在填充高度测量之后的进一步的粉末材料输送过程中，可能会进一步/再次出现粉末材料的不希望的静电荷。这种静电荷可能对生产机器中的加工结果产生不利影响。为了防止出现这种情况，将位于设有第一测量电极的填充管或设有第二测量电极的输送贮存器下游的导电的管部段接地也可能是合理的。所述管部段可以例如由金属、如不锈钢制成。
第一或第二基准电极同样可以设置在设有第一测量电极的填充管或输送贮存器上。所述基准电极此时也可以在其背向填充管或输送贮存器的侧面上通过导电的保护屏蔽结构覆盖。
设有第一测量电极的填充管和/或设有第二测量电极的输送贮存器、特别是其壁部同样可以处于地电势。以这种方式，除了特别可靠的测量和附加的电磁屏蔽以外，还可以防止或消除设有第一或第二测量电极的填充管或输送贮存器中的粉末状产品混合物的静电荷。
根据另一个设计方案，所述第一基准电极由设有第一测量电极的填充管形成和/或第二基准电极由设有第二测量电极的输送贮存器、特别是其壁部形成。以这种方式，第一或第二测量电极直接与作为基准电极的填充管或输送贮存器形成电容器。由此，与将第一或第二基准电极设置在填充管或输送贮存器上相比，可以将扩大的基准电极用作用于电容测量的基础。特别是当填充管或输送贮存器以及必要时还有相应的保护屏蔽结构同样处于地电势时，可以由此实现特别精确且可靠的电容测量。
根据另一个设计方案可以设定，在填充管上还设有第三测量电极，所述第三测量电极与第一基准电极构成第三电容器，从而在第三测量电极与第一基准电极之间能够形成电场，并且第三测量电极的测量范围选择成，使得所述测量范围在旋转式压力机的运行中随时都完整地由处于填充管中的产品混合物覆盖。第三测量电极沿填充管的纵向方向的延伸尺寸以及由此还有测量范围这里小于第一测量电极沿填充管的纵向方向的延伸尺寸并且由此小于第一测量电极的测量范围。例如第三测量电极的延伸尺寸可以不大于第一测量电极的15％、优选不大于10％。第三测量电极可以特别是平行于第一测量电极并且基本上与其下端部平齐地结束或者突出于第一测量电极的下端部。设置这种在旋转式压力机的运行中完整地由处于填充管中的产品混合物覆盖的第三测量电极，即使对于不同的粉末材料或在粉末材料的组成发生改变时，也能够进行填充高度测量。由此，在第三测量电极被粉末材料完全覆盖时可以认定，在所述第三测量电极与第一基准电极之间构成的电场是完全在粉末材料内部形成的。在第三测量电极沿填充管的纵向方向的延伸尺寸已知时，对于不同的粉末材料并且在没有附加的校准措施的情况下，也可以通过计算由针对第一测量电极测得的电容得出产品混合物的填充高度。由此，可以独立于粉末材料或粉末材料的组成的可能的变化进行测量。已经证实，以这种方式可以进一步改进测量的精度。
根据另一个设计方案可以设定，在填充管上还设置第四测量电极，所述第四测量电极和第一基准电极构成第四电容器，从而在第四测量电极与第一基准电极之间能够形成电场，并且第四测量电极的测量范围选择成，使得所述测量范围在旋转式压力机的运行中随时都处于填充管中的产品混合物的填充高度上方。第四测量电极沿填充管的纵向方向的延伸尺寸以及由此还有测量范围这里也小于第一测量电极沿填充管的纵向方向的延伸尺寸并且由此小于第一测量电极的测量范围。例如第四测量电极的延伸尺寸也可以不大于第一测量电极的15％、优选不大于10％。第四测量电极可以特别是平行于第一测量电极并且基本上与其上端部平齐地结束或者突出于第一测量电极的上端部。设置这种在旋转式压力机的运行中没有、也可以部分地没有由处于填充管中的产品混合物覆盖的第四测量电极，在第四测量电极沿填充管的轴向方向的延伸尺寸已知时，可以在考虑填充装置、特别是填充管可能的特性的情况下进行测量。特别是可以识别在运行中出现的测量环境的改变，而不会对产品混合物产生影响，并且在通过第一测量电极进行填充高度测量时对这种改变加以考虑。
以相应的方式，还可以在输送贮存器上设置第五测量电极，所述第五测量电极和第二基准电极构成第五电容器，从而在第五测量电极和第二基准电极之间能够形成电场，所述第五测量电极的测量范围选择成，使得所述测量范围在所述系统的运行中完整地由处于输送贮存器中的产品混合物覆盖。相应地还可以在输送贮存器上设置第六测量电极，所述第六测量电极和第二基准电极构成第六电容器，从而在第六测量电极和第二基准电极之间能够形成电场，并且所述第六测量电极的测量范围选择成，使得所述测量范围在旋转式压力机的运行中随时都处于输送贮存器中的产品混合物的填充高度上方。关于输送贮存器的这个设计方案以相应的方式适用上面参考填充管说明的内容。
所述第三和/或第四和/或第五和/或第六测量电极可以在其背向填充管和/或输送贮存器的侧面上通过导电的保护屏蔽结构覆盖。
附图说明
下面参考附图详细说明本发明的一个实施例。其中示意性地：
图1用透视图示出根据本发明的系统；
图2用转子展开的视图示出在图1中示出的系统的旋转式压力机；
图3用测试图示出在图1中示出的系统的第一填充高度传感器；
图4示出图3中线A-A上的剖视图；
图5用部分剖开的视图示出图1中的局部A的放大的部分图；以及
图6示出用于说明根据本发明的控制或调节的图表。
具体实施方式
只要没有另行说明，在图中相同的附图标记表示相同的内容。
在图1中示出用于连续加工粉末状产品的系统，所述系统包括生产机器10，在当前情况下是旋转式压片机10。所述旋转式压片机10设置在壳体12中。在旋转式压片机10旁边在相同的地面上设置模块壳体14。在图1中为了显示的原因模块壳体14以打开的门16示出。旋转式压片机10的壳体12具有窗口18，所述窗口为了接近旋转式压片机10也是能够打开的。
模块壳体14在其上侧上具有三个系统入口20、22、24，经由所述系统入口可以供应粉末状的产品，例如活性药物成分和/或赋形剂。每个入口20、22、24都具有一个计量装置26、28、30，通过所述计量装置能够对所供应的粉末状产品进行计量。在具有计量装置26、28、30的入口20、22、24的下游在所示实施例中设有供应漏斗32，将通过所述入口20、22、24和计量装置26、28、30供应的粉末状产品引向所述供应漏斗。供应漏斗32的出口与混合器36的混合器入口34连接。所述混合器36在所示实施例中具有水平的混合管38，在所述混合管中设置混合装置，例如能转动的螺旋混合器。在混合管38中将经由供应漏斗32供应的粉末状产品混合成产品混合物，在混合器的混合器出口40处提供所述产品混合物。所述混合器出口40与在所示示例中与输送装置44的漏斗状的输送贮存器42处于连接。所述粉末状产品输送装置44此外还包括与输送贮存器42的出口连接的输送软管46，所述输送软管的另一个端部经由出口送料斗48与旋转式压片机10的壳体12的上侧上的机器入口50连接。在所示示例中，输送装置44是气动的真空输送装置44。相应地，所述输送装置44具有真空软管52和真空生成单元54。所述真空生成单元54通过真空软管52在输送软管46的出口上产生真空，通过所述真空将处于输送贮存器42的产品混合物通过输送软管46输送到出口送料斗48中并输送到旋转式压力机10的入口50。为此间歇式地打开输送软管46的出口处的出口阀，并且在排出相应输送的产品量之后关闭出口阀。接下来重复这个循环，从而从输送贮存器42中间歇式地将产品混合物从处于竖直较低的水平的混合器出口50输送到旋转式压片机10的设置在竖直较高的水平上的机器入口50。接下来，在旋转式压片机10中以还将详细说明的方式由所供应的产品混合物制造片剂，所述片剂在旋转式压片机10的机器出口56处输出，在这里可以所述片剂供应给进一步的加工，例如除尘和/或包装。
在图1中示出的系统用于连续地在生产机器10中将粉末状产品加工成制品，在所示出的示例中特别是加工成在旋转式压片机10压制的片剂。如上所述，所述系统可以是密闭的。当然，替代旋转式压片机10也可以在所述系统中设置其他生产机器10，例如胶囊充填机。这种系统上面所述的结构和功能原则上由WO 2020/260600 A1已知。
在图1中示出根据本发明的系统与已知的系统的区别特别在于，在旋转式压片机10的填充装置上设置下面还将详细说明的第一填充高度传感器58，在输送装置的输送贮存器42上设置第二填充高度传感器60，所述第二填充高度传感器在图1中仅极为示意性地示出，并且下面参考图5还将详细说明，并且区别还在于根据本发明对填充高度传感器58、60的测量信号的分析评估。
在图2中用转子的展开视图示出例如在图1中示出的系统中适用的旋转式压片机10。在图2中示出的旋转式压片机包括通过这里没有详细示出的转动驱动器驱动转动的转子，所述转子具有模具盘62，所述模具盘具有多个型腔64。所述型腔64可以例如通过模具盘62的孔形成。此外，所述转子还包括多个在上冲头导向结构66中引导的上冲头和多个在下冲头导向结构70中引导的下冲头72，所述上冲头和下冲头与模具盘62同步地回转。分别给每个由上冲头68和下冲头72组成的对配设一个型腔64。在转子的转动过程中，通过上控制曲线元件74和下控制曲线元件76控制所述上冲头68和下冲头72的轴向运动。旋转式压片机此外还包括填充装置78，所述填充装置具有填充腔80。所述填充装置78包括漏斗状的填充材料贮存器82，所述填充材料贮存器通过填充管84与填充腔80处于连接中。以这种方式，在当前示例中，粉末状产品混合物经由填充管84在重力作用下进入填充腔80并从所述填充腔经由设置在填充腔80的下侧上的装填口也利用重力进入模具盘62的型腔64中。此外，旋转式压片机包括压力装置86。所述压力装置86具有预压装置以及主压装置，所述预压装置具有上预压轮88和下预压轮90，所述主压装置具有上主压轮92和下主压轮94。在通过所述压力装置86时，上冲头68和下冲头72被压入型腔中并且此时将填入型腔中的产品混合物压制成片剂100。此外，所述旋转式压片机包括顶出装置96，在当前情况下所述顶出装置具有卸料件98，所述卸料件将在旋转式压片机中制造的并通过下冲头72输送到模具盘62上侧的片剂100供应给片剂出口102。
控制装置104控制旋转式压力机的运行并且通过没有详细示出的线路主要与转子的转动驱动器连接。所述控制装置104同时也可以是调节装置104，此外，还向所述控制装置提供第一填充高度传感器58和第二填充高度传感器60的测量结果。
参考图3和4首先详细说明在设置在填充管84上的第一填充高度传感器58。如图4所示，填充管84具有凹口106，由不导电的材料、例如塑料、如POM制成的保持部段108设置在所述凹口中。所述保持部段108承载沿填充管84的纵向方向延伸的第一测量电极110以及平行于第一测量电极110设置的第三和第四测量电极112、114，第三和第四电极分别平行于第一测量电极并在第一测量电极的长度的约10％上延伸。第三测量电极112设置在第一测量电极110的下端部的区域中，而第四测量电极114设置在第一测量电极110的上端部的区域中。此外，保持部段108以及连同所述保持部段还有所述测量电极110、112、114在其背向填充管84的侧面上由不导电的保护屏蔽结构116覆盖，所述保护屏蔽结构处于地电势。所述填充管84在所示示例中也处于地电势。所述填充管84和保护屏蔽结构116可以例如由金属制成。例如填充管28由不锈钢制成，而保护屏蔽结构116由铝制成。
所述填充管84在图3和4中示出的实施例中形成用于测量电极110、112和114的第一基准电极。所述测量电极110、112和114由此与作为第一基准电极的填充管84形成三个电容器，从而在测量电极110、112和114与第一基准电极84之间分别能形成电场。在旋转式压力机的运行中，第三电极112随时都完整地被位于填充管84中的产品混合物遮盖，而第四电极114可以位于填充管84中的产品混合物的填充高度的上方。第一测量电极110以其纵向延伸尺寸构成用于测量填充管84中的粉末填充高度的测量范围。在运行中，通过控制装置104操控地，分别在测量电极110、112和114与用作基准电极的填充管84之间形成电场，并且也通过控制装置104测量相应形成的电容器的电容。控制装置104由所述电容测量得出填充管84中的粉末填充高度。通过处于地电势的保护屏蔽结构116可以使外部的干扰影响基本上最小化。通过使用同样处于地电势的填充管84作为基准电极，可以实现特别精确和可靠的电容测量。通过第三和第四电极112、114可以消除由于粉末材料的变化或填充管84的特性造成的对测量结果的影响。
根据图5中的图1的局部A的部分的局部视图，应说明在图1中仅示意性地示出的第二填充高度传感器60。在图5的部分剖开的图示中，可以看到设置在混合管38中、能通过转动驱动器117转动的螺旋混合器118。这里要指出的是，在图5中，出于显示的原因，在图1中圈出的局部A中有几个部件没有示出。
在所示示例中，第二填充高度传感器60具有第二测量电极120，所述第二测量电极在所示示例中在凹口的区域中形成漏斗状的输送贮存器42的壁部132的一部分。输送贮存器42的壁部132在所示示例中同时形成第二基准电极。输送贮存器42的壁部132也可以由金属制成，例如由不锈钢制成，并且可以优选处于地电势。第二测量电极120由此与输送贮存器42的构成第二基准电极的壁部132形成电容器，从而在第二测量电极120与第二基准电极132之间分别能形成电场。第二测量电极120在其背向输送贮存器42的侧面上也由保护屏蔽结构122覆盖，所述保护屏蔽结构处于地电势。所述保护屏蔽结构122可以例如由金属制成，例如由铝制成。
在运行中，也在通过控制装置104操控的情况下，在第二测量电极120与输送贮存器42的用作第二基准电极的壁部132之间形成电场，并且也通过控制装置104测量所形成的电容器的电容。控制装置104由这个电容测量得出输送贮存器42中的粉末填充高度。与第一填充高度传感器58相同，对于第二填充高度传感器60，也通过保护屏蔽结构122确保，使得外部的干扰影响最小化。如已经针对第一填充高度传感器58说明的那样，对于第二填充高度传感器60，对应于第一填充高度传感器58的上面说明的第三和第四测量电极112、114，当然也可以以类似的方式设置第五测量电极和第六测量电极。在所示出的示例中，第二测量电极120此外还由保持部段124保持，所述保持部段例如由塑料、POM制成，如在图5中示出的那样。
参考图6应说明对通过两个填充高度传感器58、60提供的测量信号的根据本发明的评估。这里，以任意单位在时间上示出填充高度。用附图标记126标注的曲线示出通过第一填充高度传感器58在旋转式压片机10的填充装置78的填充管84中测得的填充高度，而用附图标记128标注的曲线示出通过第二填充高度传感器60在输送装置44的输送贮存器42中测得的填充高度。在附图标记130处示出另一个曲线，这个曲线对应于填充高度126和128的和。
首先可以看出，填充高度曲线126和128在图6中的理想化图示中基本上相反地形成。曲线较短和较陡的升高和降低分别对应于气动的真空输送装置44的吸入或输送循环。在位于其间的较长的部段中，旋转式压片机10的填充管84中的填充高度126降低，而输送贮存器42中的填充高度升高，这些部段对应于输送装置44的吸入循环之间的时间段，在这些时间段中加工供应给旋转式压片机10的粉末混合物，同时由混合器36重新装填输送贮存器42。在根据本发明的系统的在图6中所示的理想化的稳定状态下，两个填充高度的和是恒定的，如在曲线130中可以看到的那样。这是希望实现的稳定状态，在这种状态下，通过所述系统的质量流是恒定的。
在根据本发明的系统中，控制装置104对通过第一和第二填充高度传感器58、60测得的填充高度、即曲线126和128求和，从而得到曲线130。如果控制装置104确认，所述总和出现升高或降低，即曲线130随时间升高或降低，则这表明通过所述系统的质量流发生变化。为了消除质量流的这种变化，控制装置104以此为基础操控生产机器10的一个生产参数，在所示出的示例中，所述生产参数是旋转式压片机10转子的转子转速。提高转子转速相应地使得更快速地加工供应给旋转式压片机10的产品混合物，并且较小的转子转速使得对产品混合物的加工变慢。以这种方式，可以通过控制装置104对通过所述系统的质量流产生影响。如已经说明的那样，所述控制装置104特别可以是调节装置104，所述调节装置通过根据通过第一和第二填充高度传感器58、60测得的填充高度操控旋转式压片机10的转子转速将测得的填充高度调节到恒定的和，即恒定的质量流。
附图标记列表
10 生产机器/旋转式压片机
12 壳体
14 模块壳体
16 门
18 窗口
20 系统入口
22 系统入口
24 系统入口
26 计量装置
28 计量装置
30 计量装置
32 供应漏斗
34 混合器入口
36 混合器
38 混合管
40 混合器出口
42 输送贮存器
44 输送装置
46 输送软管
48 出口送料斗
50 机器入口
52 真空软管
54 真空生成单元
56 机器出口
58 第一填充高度传感器
60 第二填充高度传感器
62 模具盘
64 型腔
66 上冲头导向结构
68 上冲头
70 下冲头导向结构
72 下冲头
74 上控制曲线元件
76 下控制曲线元件
78 填充装置
80 填充腔
82 填充材料贮存器
84 填充管
86 压力装置
88 上预压轮
90 下预压轮
92 上主压轮
94 下主压轮
96 顶出装置
98 卸料件
100 片剂
102 片剂出口
104 控制装置
106 凹口
108 保持部段
110 第一测量电极
112 第三测量电极
114 第四测量电极
116 保护屏蔽结构
117 转动驱动器
118 螺旋混合器
120 第二测量电极
122 保护屏蔽结构
124 保持部段
126 曲线
128 曲线
130 曲线
132 输送贮存器的壁部

Claims (16)

1.用于连续加工粉末状产品的系统，所述系统包括至少两个用于粉末状产品的系统入口(20、22、24)、用于连续混合所述粉末状产品的混合器(36)，所述混合器(36)具有至少一个与所述至少两个系统入口(20、22、24)连接的混合器入口(34)，并且所述混合器(36)具有用于由所述粉末状的产品制成的产品混合物的混合器出口(40)，此外，所述系统还包括用于连续地加工产品混合物的生产机器(10)、特别是旋转式压力机(10)或胶囊充填机，所述生产机器(10)具有与混合器出口(40)连接的机器入口(50)和用于通过生产机器(10)由产品混合物制造的制品的机器出口(56)，并且在混合器出口(40)和机器入口(50)之间设置用于从混合器出口(40)向机器入口(50)输送产品混合物的输送装置(44)，其特征在于，在生产机器(10)的填充装置(78)上设置用于测量粉末在填充装置(78)中的填充高度的第一填充高度传感器(58)，并且在输送装置(44)的设置在混合器出口(40)与输送装置(44)之间的输送贮存器(42)上设置用于测量输送贮存器(42)中的粉末填充高度的第二填充高度传感器(60)，并且设有控制装置(104)，所述控制装置接收由第一填充高度传感器(58)和第二填充高度传感器(60)确定的测量数据，并且所述控制装置构造成用于，基于接收到的测量数据操控生产机器(10)的至少一个生产参数。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合器出口(40)设置在比机器入口(50)低的水平上。
3.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述输送装置(44)是气动输送装置(44)，所述气动输送装置间歇式地从混合器出口(40)朝机器入口(50)输送所述产品混合物。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气动输送装置(44)是密封流抽吸输送装置(44)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制装置(104)构造成，基于接收到的测量数据操控生产机器(58)的至少一个生产参数，使得通过第一填充高度传感器(58)和第二填充高度传感器(60)测量的粉末填充高度的和尽可能恒定。
6.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，生产机器(10)是旋转式压力机(10)，所述旋转式压力机包括能通过转动驱动器转动的转子，所述转子具有用于旋转式压力机的上冲头(68)的上冲头导向结构(66)和用于下冲头(72)的下冲头导向结构(70)以及设置在所述冲头导向结构(66、70)之间的模具盘(62)，所述冲头(68、72)与模具盘(62)的型腔(64)配合作用，此外所述旋转式压力机还包括填充装置(78)和至少一个压力装置(86)，通过所述填充装置将要压制的粉末材料填充到模具盘(62)的型腔(64)中，并且所述第一填充高度传感器(58)设置在所述填充装置上，所述压力装置在运行中与上冲头(68)以及与下冲头(72)配合作用，以便挤压模具盘(62)的型腔(64)中的粉末材料，此外所述旋转式压力机还包括顶出装置(96)，在所述顶出装置中将在型腔(64)中制成的压制品顶出。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制装置(104)构造成，基于接收到的测量数据作为生产参数至少操控所述旋转式压力机(10)的转子的转速。
8.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述混合器(36)具有优选水平定向的混合管(38)，在所述混合管中设置用于连续混合所述粉末状产品的混合装置(118)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一填充高度传感器(58)和/或第二填充高度传感器(60)是电容式填充高度传感器(58、60)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述填充装置(78)具有填充管(84)，在所述填充管上设置第一填充高度传感器(58)的第一测量电极(110)，所述第一测量电极与第一填充高度传感器(58)的第一基准电极构成第一电容器，从而在第一测量电极(110)和第二基准电极之间能形成电场，并且第一测量电极(110)在其背向填充管(84)的侧面上通过导电的包含屏蔽结构(116)覆盖，所述保护屏蔽结构(116)处于地电势。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的系统，其特征在于，在输送贮存器(42)上设置第二填充高度传感器(60)的第二测量电极(120)，所述第二测量电极与第二填充高度传感器(60)的第二基准电极构成第二电容器，从而在第二测量电极(120)与第二基准电极之间能形成电场，并且第二测量电极(120)在其背向输送贮存器(42)的侧面上通过导电的保护屏蔽结构(122)覆盖，所述保护屏蔽结构(122)处于地电势。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一测量电极(110)设置在不导电的、设置在填充管(84)上的保持部段(108)中，和/或所述第二测量电极(120)设置在不导电的、设置在输送贮存器(42)上的保持部段(124)中。
13.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述保持部段(108、124)设置在填充管(84)的和/或输送贮存器(42)的凹口(106)中。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的系统，其特征在于，位于设有第一测量电极(110)的填充管(84)之前和/或之后的导电的管部段同样处于地电势和/或位于设有第二测量电极(120)的输送贮存器(42)之前和/或之后的导电的管部段同样处于地电势。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的系统，其特征在于，设有第一测量电极(110)的填充管(84)和/或设有第二测量电极(120)的输送贮存器(42)同样处于地电势。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一基准电极由设有第一测量电极(110)的填充管(84)形成和/或所述第二基准电极由设有第二测量电极(120)的输送贮存器(42)形成。
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