DE102006049347A1 - Formulation station for dosing and mixing of substances, comprises a platform having a module with a supply container for different substances and another module with a sample container for reception of substances, and a dosing station - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formulierungsstation zur Herstellung von Substanzformulierungen. Die erfindungsgemäße Formulierungsstation umfaßt bevorzugt zumindest eine Dosierstation und zumindest eine Mischeinrichtung. Die Mischeinrichtung dient in einer bevorzugten Ausführungsform zum kontaktlosen Mischen von zumindest zwei Substanzen, wobei zumindest eine dieser zumindest zwei Substanzen eine erhöhte Viskosität aufweist oder fest ist.The The present invention relates to a formulation station for production of substance formulations. The formulation station according to the invention preferably comprises at least one dosing station and at least one mixing device. The mixing device serves in a preferred embodiment for contactless mixing of at least two substances, wherein at least one of these at least two substances has an increased viscosity or is fixed.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Formulieren von zumindest zwei Substanzen, wobei zumindest eine dieser zumindest zwei Substanzen eine erhöhte Viskosität aufweist oder fest ist und der Schritt des Mischens kontaktlos, d.h. ohne Verwendung von Rührwerkzeugen, durchgeführt wird.The The present invention also relates to a method of formulation of at least two substances, at least one of which is at least two Substances an increased viscosity or solid, and the step of mixing is contactless, i. without the use of stirring tools, carried out becomes.
Das Herstellen von neuen Materialien, insbesondere von Substanzformulierungen, sowie das Optimieren bereits bekannter Substanzformulierungen, die sich aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Substanzen zusammensetzen, ist in vielen Bereichen von großer wirtschaftlicher Bedeutung. In vielen Anwendungsbereichen, beispielsweise bei der Herstellung und Kosmetika, Pharmazeutika, Kunststoffen, Farbmischungen, Klebstoffen, Lebensmitteln etc., ist es erforderlich, dass eine gewünschte Substanzformulierung mittels geeigneter Dosier- und Mischverfahren aus einer großen Anzahl an unterschiedlichen flüssigen und gegebenenfalls auch festen Ausgangskomponenten mit hoher Präzision innerhalb sehr kurzer Zeit hergestellt, durchmischt und gegebenenfalls analysiert werden kann. Gerade bei der Verwendung einer Vielzahl von Substanzen und/oder der Herstellung/Analyse einer Vielzahl von Substanzformulierungen ist es besonders vorteilhaft, wenn eine oder alle Einheiten der dazu verwendeten Vorrichtung automatisiert werden können.The Producing new materials, in particular of substance formulations, and the optimization of already known substance formulations, the are composed of a variety of different substances, is great in many areas economic importance. In many applications, for example in the manufacture and cosmetics, pharmaceuticals, plastics, Color mixtures, adhesives, food, etc., it is necessary that a desired Substance formulation by means of suitable metering and mixing methods from a big one Number of different liquid and optionally also solid starting components with high precision within produced, mixed and optionally analyzed can be. Especially when using a variety of substances and / or the production / analysis of a variety of substance formulations It is particularly advantageous if one or all units of the used for this purpose can be automated.
Die unterschiedlichen flüssigen und gegebenenfalls zumindest zum Teil auch festen Substanzen, die zur Herstellung einer (komplexen) Substanzformulierung zu dosieren und gegebenenfalls zu mischen sind, weisen oftmals unterschiedliche Eigenschaften auf, insbesondere bezüglich ihrer Mischbarkeit, Dichte und Viskosität. Damit sind konventionelle Vorrichtungen und Verfahren zur Dosierung und zum Mischen von Flüssigkeiten mit geringer Viskosität, insbesondere mit der Viskosität von Wasser oder wässrigen Lösungen, nicht für das Herstellen solcher Substanzformulierungen angepasst, die zumindest eine Flüssigkeit mit erhöhter Viskosität und/oder zumindest eine feste Komponente aufweisen.The different liquid and optionally at least partially also solid substances which to dose for the preparation of a (complex) substance formulation and possibly to be mixed, often have different Properties, in particular with regard to their miscibility, density and viscosity. Thus, conventional devices and methods of dosing and for mixing liquids with low viscosity, in particular with the viscosity of water or aqueous Solutions, not for adapted the preparation of such substance formulations, the at least one liquid with elevated viscosity and / or at least one solid component.
In der Praxis werden Formulierungen von Flüssigkeiten geringer Viskosität, insbesondere wenn diese gut miteinander mischbar sind, überhaupt keinem separaten Mischvorgang unterzogen, sondern schon beim Dosieren "gemischt". Somit eignen sich insbesondere konventionelle Pipettierautomaten nicht für das Dosieren und insbesondere nicht für das Mischen von Flüssigkeiten erhöhter Viskosität oder von Substanzen fester oder pastöser Konsistenz.In In practice, formulations of low viscosity liquids, especially when these are well miscible with each other, no separate mixing process at all but already "blended" when dosing. Thus, in particular conventional Pipetting machines not for dosing and especially not for mixing liquids increased Viscosity or of substances solid or pasty Consistency.
Formulierungsplattformen
zum Herstellen von Substanzformulierungen sind beispielsweise aus der
Eine
Formulierungsplattform ist auch aus der
In
Bezug auf Mischeinrichtungen für
das Formulieren von Flüssigkeiten
mit erhöhter
Viskosität
ist als repräsentativer
Stand der Technik die
Die vorliegende Erfindung vermeidet oder minimiert die Unzulänglichkeiten des vorstehend genannten Standes der Technik.The The present invention avoids or minimizes the shortcomings of the above-mentioned prior art.
Eine der erfindungsgemäßen Aufgaben ist es, eine Formulierungsstation bereitzustellen, die teilweise beziehungsweise vollständig automatisch oder automatisiert betrieben werden kann. Gleichzeitig soll die Formulierungsstation eine hohe Flexibilität bezüglich der zu formulierenden Substanzen aufweisen.A the tasks of the invention is to provide a formulation station that partially or completely can be operated automatically or automatically. simultaneously the formulation station should have a high degree of flexibility with regard to the have to be formulated substances.
Die Erfindung soll es auch ermöglichen, zumindest zwei verschiedene Substanzen, gegebenenfalls in unterschiedlichen Mengenverhältnissen, so in zwei oder mehr verschiedene Probengefäße einzudosieren und/oder zu mischen, dass zumindest zwei oder mehr unterschiedliche Substanzen oder Substanzformulierungen parallel hergestellt oder verarbeitet werden können. Insbesondere sollen Dosieren und Mischen parallel erfolgen können.The Invention should also make it possible at least two different substances, possibly in different Proportions so in two or more different sample containers to dose and / or to mix that at least two or more different substances or substance formulations prepared in parallel or processed can be. In particular, dosing and mixing should be possible in parallel.
Da aufgabengemäß eine Vielzahl von Substanzformulierungen hergestellt werden sollen, sollen möglichst wenige Reinigungsschritte notwendig sein, sowie ein möglichst schneller und automatisch steuerbarer Austausch von Komponenten, insbesondere von Probengefäßen, möglich sein.There a variety of tasks of substance formulations are to be produced as possible few cleaning steps will be necessary, as well as possible fast and automatically controllable replacement of components, in particular of sample vessels, be possible.
Die erfindungsgemäße Formuliemngsstation beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren sollen sich für die Hochdurchsatzformulierung von Flüssigkeiten mit erhöhter Viskosität eignen, d.h. ein möglichst schnelles Dosieren und Mischen von Flüssigkeiten mit erhöhter Viskosität ermöglichen, wobei die dabei hergestellten Mischungen möglichst homogen sein sollen.The or Formulation according to the invention the inventive method should for the high-throughput formulation of liquids with increased viscosity, i.e. one possible enable fast dosing and mixing of liquids with increased viscosity, wherein the mixtures produced should be as homogeneous as possible.
Die hier genannten und weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgaben werden dadurch gelöst, dass eine Formulierungsstation zum Dosieren und Mischen von zumindest zwei Substanzen bereitgestellt wird, die bevorzugt modular aufgebaut ist und die zumindest die folgenden Einheiten umfaßt:
- (i) zumindest eine Plattform, welche zumindest umfaßt: (a) zumindest ein Modul mit zumindest zwei Vorratsgefäßen für zumindest zwei verschiedene Substanzen, sowie (b) zumindest ein Modul mit zumindest einem Probengefäß zur Aufnahme von zumindest zwei Substanzen,
- (ii) eine Dosierstation zum Dosieren von zumindest zwei Substanzen in zumindest ein Probengefäß,
- (iii) eine Mischeinrichtung zum Mischen der zumindest zwei Substanzen in zumindest einem Probengefäß.
- (i) at least one platform which comprises at least: (a) at least one module with at least two storage vessels for at least two different substances, and (b) at least one module with at least one sample vessel for receiving at least two substances,
- (ii) a dosing station for dosing at least two substances into at least one sample vessel,
- (iii) a mixing device for mixing the at least two substances in at least one sample vessel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die erfindungsgemäße Formulierungsstation weiterhin zumindest eine der folgenden weiteren Einheiten:
- (iv) zumindest eine Prozesskontrolleinheit zum Steuern und/oder Kontrollieren von zumindest einer der Einheiten (i)–(iii) oder (v), (vi) der Formulierungsstation,
- (v) zumindest eine Beschichtungseinheit (
2 ), - (vi) zumindest eine Analyseneinheit (
3 ).
- (iv) at least one process control unit for controlling and / or controlling at least one of the units (i) - (iii) or (v), (vi) of the formulation station,
- (v) at least one coating unit (
2 ) - (vi) at least one analysis unit (
3 ).
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Substanzformulierungen aus zumindest zwei Substanzen, wobei vorzugsweise die erfindungsgemäße Formulierungsstation zum Einsatz kommt. Das Verfahren umfaßt dabei bevorzugt (i) einen Designschritt, in welchem eine virtuelle Anordnung ("Bibliothek") der zu formulierenden Substanzformulierungen erstellt wird, welche dann, vorzugsweise unter Kontrolle einer Prozesskontrolleinheit, in einem (ii) Syntheseschritt umfassend zumindest einen Schritt des Dosierens und zumindest einen Schritt des Mischens physikalisch erzeugt wird. Das erfindungsgemäße Verfabren zeichnet sich dadurch aus, dass der Schritt des Mischens im Syntheseschritt kontaktlos, d.h. ohne Verwendung von Rührwerkzeugen, durchgeführt wird. Vorzugsweise unterliegt dieser Schritt der Kontrolle und/oder Ansteuerung durch eine Prozesskontrolleinheit, die das automatisierte Austauschen von Probengefäßen ermöglicht. Der Begriff Rührwerkzeug, wie er im Sinn der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezieht sich auf körperliche Mittel, die in ein Gefäß oder Behältnis, insbesondere in ein Probengefäß, eingeführt werden und die sich in direktem Kontakt mit der zu durchmischenden Formulierung befinden. Hierbei wird der Mischeffekt dadurch erzielt, dass Bewegungsenergie über körperliche Mittel auf die zu durchmischende Formulierung übertragen wird. Beispiele für derartige körperliche Mittel sind Magnetrührfische, die mittels magnetischem Rührmotor angetrieben werden, Rührspindeln oder Rotoren, die mit einem mechanischem oder elektrischem Antriebsmotor versehen sind.The The present invention also relates to a method of preparation of substance formulations of at least two substances, wherein preferably the formulation station according to the invention is used. The process preferably comprises (i) a Design step, in which a virtual arrangement ("library") of the substance formulations to be formulated is created, which then, preferably under the control of a process control unit, in a (ii) synthesis step comprising at least one step dosing and at least one step of mixing physically is produced. The Verfabren invention is characterized in that the step of mixing in the synthesis step contactless, i. without the use of stirring tools. Preferably, this step is subject to control and / or control through a process control unit that automates the exchange of sample vessels. The term stirring tool, as used in the sense of the present invention relates on physical Means in a vessel or container, in particular in a sample vessel, are introduced and in direct contact with the formulation to be mixed are located. Here, the mixing effect is achieved by the fact that kinetic energy over physical Means is transferred to the formulation to be mixed. Examples of such physical Means are magnetic stirring fish, powered by a magnetic stirring motor be, stirring spindles or rotors with a mechanical or electric drive motor are provided.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden vom Benutzer im Designschritt zunächst bestimmte Parameter vorgeben, die vorzugsweise die Art und/oder Menge der Substanzen betreffen, die in den Substanzformulierungen enthalten sein können oder sollen, oder die Anzahl an insgesamt herzustellenden Substanzformulierungen. Diese Parameter werden vorzugsweise in einer Datei der Prozesskontrolleinheit abgelegt.According to one preferred embodiment of Procedures are initially determined by the user in the design step Specify parameters that preferably the type and / or quantity of Concern substances contained in the substance formulations could be or should, or the number of substance formulations to be prepared in total. These parameters are preferably stored in a file of the process control unit stored.
In einer bevorzugten Ausführung kann die Prozesskontrolleinheit bezüglich der Substanzen auf Informationen zugreifen, die in dieser oder einer vom Benutzer bereitgestellten Datei abgelegt sind und vorzugsweise Angaben über die jeweiligen physikalischen oder chemischen Eigenschaften der ausgewählten Substanzen enthalten.In a preferred embodiment The process control unit can refer to substances for information access that in this or one provided by the user File are stored and preferably information about the respective physical or chemical properties of the selected substances.
Ein solches virtuelles Design im Vorfeld der eigentlichen physikalischen Formulierung ist vorteilhaft, weil die Prozesskontrolleinheit hierdurch automatisch Randbedingungen für den eigentlichen Formulierungsschritt vorbestimmen und nicht praktikable Designs ausschließen kann, beispielsweise solche Formulierungsdesigns, die zu einer Viskosität oder Menge an Substanzformulierung führen würden, für welche die Vorrichtung nicht ausgelegt ist.Such a virtual design in advance of the actual physical formulation is advantageous Because the process control unit thereby automatically predetermines boundary conditions for the actual formulation step and can preclude impractical designs, for example those formulation designs that would result in a viscosity or amount of substance formulation for which the device is not designed.
Die
folgenden Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind bevorzugt:
Bevorzugt ist ein Verfahren zum Herstellen
zumindest einer Substanzformulierung aus zumindest zwei Substanzen,
umfassend zumindest die beiden folgenden Schritte:
- (a) einen Designschritt, in welchem eine virtuelle Anordnung der zu formulierenden Substanzformulierungen erstellt wird sowie hieran anschließend
- (b) einem Syntheseschritt umfassend zumindest einen Schritt des Dosierens in einer Dosierstation und zumindest einen Schritt des Mischens in einer Mischeinrichtung, gemäß welchem die Substanzformulierungen physikalisch erzeugt werden,
Preferred is a method for producing at least one substance formulation from at least two substances, comprising at least the two following steps:
- (A) a design step in which a virtual arrangement of the substance formulations to be formulated is created and then thereafter
- (b) a synthesis step comprising at least one step of dosing in a dosing station and at least one step of mixing in a mixing device according to which the substance formulations are physically generated,
Dabei ist bevorzugt, dass die Schritte (a) und (b) unter Kontrolle oder Ansteuerung durch eine Prozesskontrolleinheit erfolgen, welche die Informationen aus Schritt (a) im Schritt (b) an eine Dosierstation und eine Mischeinrichtung übergibt.there it is preferred that steps (a) and (b) are under control or Triggered by a process control unit, which the Information from step (a) in step (b) to a dosing station and passes a mixing device.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Viskosität zumindest einer zu der dosierenden und zu mischenden Substanz höher ist als 5 mPa·s, vorzugsweise höher als 50 mPa·s.Further it is preferred that the viscosity of at least one of the dosing and substance to be mixed higher is than 5 mPa · s, preferably higher as 50 mPa · s.
Die erfindungsgemäße Formulierungsstation und das erfindungsgemäße Verfahren werden vorzugsweise zum Herstellen einer Vielzahl verschiedener Substanzformulierungen eingesetzt und dienen weiter vorzugsweise der Optimierung von Substanzformulierungen sowie dem Auffinden von neuen Substanzformulierungen mit gewünschten Zieleigenschaften oder mit neuen Eigenschaften. Die Formulierungsstation kann in Verbindung mit einer entsprechenden Software sowohl als Forschungsplattform betrieben werden, als auch als serielle Syntheseplattform.The inventive formulation station and the inventive method are preferably used to make a variety of different Substance formulations used and are preferably used the optimization of substance formulations and the discovery of new substance formulations with desired target properties or with new properties. The formulation station may be in communication operated with appropriate software both as a research platform as well as a serial synthesis platform.
Gemäß der vorliegenden Erfindung soll zumindest eine Substanzformulierung aus zumindest zwei Substanzen erhalten werden. Eine Substanzformulierung wird auch als "Probe" bezeichnet, eine Substanz auch als "Komponente" (der Probe). Bezüglich der Natur der Substanzen bestehen keinerlei Beschränkungen solange das Probengefäß so gewählt ist, dass es die Substanzen aufnehmen und halten kann.According to the present Invention should be at least a substance formulation of at least two Substances are obtained. A substance formulation will too referred to as a "sample", a substance also as a "component" (the sample). Regarding the Nature of the substances are not limited as long as the sample vessel is chosen that it can absorb and hold the substances.
Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:
Bezüglich der
Plattform der Dosierstation bestehen keine Beschränkungen,
außer
dass zumindest ein Modul mit zumindest zwei Vorratsgefäßen auf
bzw. in dieser vorliegen muss sowie zumindest ein Modul mit zumindest
einem Probengefäß, vorzugsweise
mit zumindest zwei Probengefäßen. Bevorzugt
umfaßt
die Plattform auch eine Verschlussvorrichtung (
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dosierstation
(
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Dosierstation (
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dosierstation
(
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Dosierstation (
Vorzugsweise
sind Mittel vorhanden, mit deren Hilfe die Dosiermodule beziehungsweise
der Inhalt der Vorratsbehälter
beheizt und/oder gerührt werden
kann. Diese Beheizungs- und/oder Rührmittel (
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform verfügt die erfindungsgemäße Dosierstation über eine Sensoreinrichtung, mit Hilfe derer die Position und/oder Positionierung der Dosierköpfe bzw. Dosierspitzen absolut und/oder relativ zum Probengefäß und/oder zur Waage und/oder zu einem Abdeckgehäuse bestimmt werden kann. Bevorzugt kommuniziert die Sensoreinrichtung mit der zentralen Prozesskontrolleinheit, d.h. wird von dieser kontrolliert und/oder angesteuert.In a further preferred embodiment has the dosing station according to the invention via a Sensor device by means of which the position and / or positioning the dosing heads or metering tips absolute and / or relative to the sample vessel and / or can be determined to the scale and / or a cover housing. Preferably communicates the sensor device with the central process control unit, i.e. is controlled by this and / or driven.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist es mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
möglich, auch
Feststoffe in die Probengefäße einzudosieren. Diesbezüglich wird
auf den entsprechenden Offenbarungsgehalt der
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eignet sich die Dosierstation auch und gerade zur Dosierung von Substanzen erhöhter Viskosität. Die Viskositäten der zu dosierenden Substanzen liegen in einem Bereich von 0,5 bis 10.000 Pa·s. Es ist hierbei nicht ausgeschlossen, Substanzen zu dosieren, deren Viskoität oberhalb von 10.000 Pa·s liegt. Dabei ist es bevorzugt, dass zumindest eine der dosierten Substanzen eine Flüssigkeit mit erhöhter Viskosität ist. "Flüssigkeiten mit erhöhter Viskosität" im Sinne der vorliegenden Erfindung haben eine Viskosität, die höher ist als die Viskosität von Wasser (bei der jeweiligen Verarbeitungstemperatur), vorzugsweise höher als 5 mPa·s, weiter vorzugsweise höher als 50 mPa·s, weiter vorzugsweise höher als 100 mPa·s, weiter bevorzugt höher als 500 mPa·s, weiter bevorzugt höher als 1 Pa·s. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, Dispersionen, Suspensionen, Öle, Schmierstoffe und Pasten sind dabei auch „Flüssigkeiten" im Sinne der vorliegenden Erfindung.According to one preferred embodiment the dosing station also and especially for the dosage of substances increased Viscosity. The viscosities the substances to be dosed are in a range of 0.5 to 10,000 Pa · s. It is not excluded to dose substances whose Viskoität above 10,000 Pa · s lies. It is preferred that at least one of the dosed substances a liquid with elevated Viscosity is. "Liquids with elevated Viscosity "within the meaning of the present Invention have a viscosity, the higher is the viscosity of water (at the respective processing temperature), preferably higher than 5 mPa.s, more preferably higher than 50 mPa.s, more preferably higher as 100 mPa · s, continue preferably higher than 500 mPa.s, more preferably higher as 1 Pa · s. Non-Newtonian fluids, Dispersions, suspensions, oils, Lubricants and pastes are also "liquids" in the context of the present invention.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung ist die Dosierstation auch und gerade zum Dosieren geringer Substanzmengen geeignet. Als "geringe Substanzmengen" gelten Mengen unter 1 g, vorzugsweise unter 0,5 g, weiter vorzugsweise unter 0,1 g, weiter vorzugsweise unter 0,01 g, weiter bevorzugt unter 1 mg.According to one preferred embodiment of present invention is the dosing also and straight to the Dosing of small amounts of substance suitable. As "small amounts of substance" are quantities below 1 g, preferably less than 0.5 g, more preferably less than 0.1 g, more preferably less than 0.01 g, more preferably less than 1 mg.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Mischeinrichtung
(
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die Mischeinrichtung (
Die Möglichkeit, ohne Rührwerkzeuge zu mischen, ist vorliegend von besonderer Bedeutung, da dies ermöglicht, dass ein weitgehend automatisierter Arbeitsablauf erreicht werden kann, wie er insbesondere im Zusammenhang mit der kombinatorischen Formulierung einer Vielzahl von Substanzen angestrebt wird.The Possibility, without stirring tools is of particular importance in the present case since it allows that a largely automated workflow is achieved can, as he particularly in connection with the combinatorial formulation a variety of substances is sought.
Entsprechend ist das erfindungsgemäße Verfabren insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Mischens von zumindest zwei Substanzen in einem Probengefäß kontaktlos, d.h. ohne Verwendung von Rührwerkzeugen, erfolgt.Corresponding is the Verfabren invention in particular, characterized in that the process of mixing of at least two substances in a sample vessel without contact, i. without use of stirring tools, he follows.
Im Sinne der vorliegenden Formulierungsplattform und im Sinne des vorliegenden Verfahrens ist es bevorzugt, dass durch zumindest eine Rotationsbewegung Fliehkräfte auf die im Probenbehälter befindlichen zu mischenden Substanzen ausgeübt werden, so dass diese Substanzen durchmischt werden, vorzugsweise hin zur Homogenität. Entsprechend ist es in Bezug auf die erfindungsgemäße Formulierungsstation bevorzugt, dass das Probengefäß in der Mischeinrichtung zumindest um eine Rotationsachse rotiert.in the Meaning of the present formulation platform and within the meaning of the present Method, it is preferred that by at least one rotational movement centrifugal forces on the located in the sample container be applied to mixing substances, so that these substances are mixed, preferably towards Homogeneity. Accordingly, it is with respect to the formulation station according to the invention preferred that the sample vessel in the Mixing device rotates at least about a rotation axis.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass hierzu zwei sich überlagernde Rotationsbewegungen um zwei voneinander verschiedene Rotationsmittelpunkte durchgeführt werden.Farther it is preferred that for this purpose two overlapping rotational movements be performed around two different rotation centers.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Oberfläche der fluiden, viskosen oder flüssigen Substanzmischung im Probengefäß während des Mischvorgangs nicht parallel zur Horizontalen angeordnet ist, sondern in einem Winkel zwischen 0° und 90° hierzu, d.h. dass das Probengefäß gekippt ist. Der Winkel reicht dabei vorzugsweise von 20° bis 60°, weiter vorzugsweise von 30° bis 50°.Further it is preferred that the surface of the fluid, viscous or liquid Substance mixture in the sample vessel during the Mixing process is not arranged parallel to the horizontal, but at an angle between 0 ° and 90 ° thereto, i. that the sample vessel is tilted is. The angle is preferably from 20 ° to 60 °, more preferably from 30 ° to 50 °.
Weiter ist es bevorzugt, dass dieser Winkel stufenlos und automatisiert eingestellt und/oder kontrolliert wird, vorzugsweise von einer Prozesskontrolleinheit. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass dieser Winkel zum Zeitpunkt des Dosierens der Substanzen in das Probengefäß und/oder zum Zeitpunkt des Einsetzens und/oder des Herausnehmens des Probengefäßes in die/aus der Mischeinrichtung 0° beträgt oder so nahe an 0° liegt, dass ein automatisiertes Dosieren, Einsetzen oder Herausnehmen möglich oder befördert wird.Further It is preferred that this angle is stepless and automated adjusted and / or controlled, preferably by a process control unit. It is particularly preferred that this angle at the time dosing the substances into the sample vessel and / or at the time of Insertion and / or removal of the sample vessel into / out the mixing device is 0 ° or as close to 0 °, that automated dosing, inserting or removing possible or promoted becomes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Mischeinrichtung ohne Rührwerkzeuge ("kontaktloser Mischer") umfaßt diese ein Ausstellglied, auf welchem sich eine Halterung befindet, welche zumindest ein Probengefäß lösbar und automatisch steuerbar aufnehmen kann. Dabei ist es bevorzugt, dass das Ausstellglied um eine Rotationsachse rotieren kann. Bezüglich der Ausgestaltung des Ausstellgliedes bestehen keine Beschränkungen, solange dieses die Rotation des Probengefäßes um eine Rotationsachse ermöglicht. Vorzugsweise ist das Ausstellglied als Dreharm/Drehkreuz oder als Drehteller realisiert.According to one preferred embodiment of Mixing device without stirring tools ("contactless mixer") includes these a Ausstellglied, on which there is a holder which at least one sample vessel detachable and can record automatically controllable. It is preferred that the Ausstellglied can rotate about a rotation axis. Regarding the Design of the Ausstellgliedes are no restrictions, as long as this the rotation of the sample vessel about an axis of rotation allows. Preferably, the Ausstellglied is as Dreharm / turnstile or as Turntable realized.
Weiter ist es bevorzugt, dass das Ausstellglied so eingerichtet ist, dass es die Halterung mit Probengefäß so kippen kann, dass die Oberfläche der fließfähigen Mischung im Probengefäß einen Winkel von 0° und 90°, vorzugsweise von 20°-60°, weiter bevorzugt von 30°-50° gegen die Horizontale erreicht. Dieser Winkel wird vorzugsweise über die Prozesskontrolleinheit gesteuert, eingestellt und gegebenenfalls kontrolliert. Durch variables Einstellen dieses "Mischungswinkels" können mit der gleichen Formulierungsstation eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzformulierungen in möglichst kurzer Zeit möglichst effektiv homogen gemischt werden. Dabei werden höher viskose, schlecht homogenisierbare Mischungen vorzugsweise bei größeren Winkeln gemischt (also unter dem Auftreten stärkerer Fliehkräfte) als geringviskose, gut mischbare Mischungen. Es ist bevorzugt, dass das Probengefäß während der Rotation um die große Drehachse eine gekippte Position aufweist, da hierdurch u.a. auch ein Austreten oder Anhaften von Substanzformulierung beziehungsweise von Bestandteilen der Substanzformulierung im Bereich des Gefäßverschlusses vermieden wird. Die Auswahl des Kippwinkels richtet sich im Wesentlichen nach der jeweils gewählten Rotationsgeschwindigkeit für die große Drehachse. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kippwinkel bei der jeweils gewählten Rotationsgeschwindigkeit, die in Umdrehungen pro Minute gegeben ist, automatisch von der Prozesskontrolleinheit vorgegeben.Further, it is preferred that the Ausstellglied is set up so that it can tilt the holder with sample vessel so that the surface of the flowable mixture in the sample vessel at an angle of 0 ° and 90 °, preferably from 20 ° -60 °, more preferably from 30 ° -50 ° towards the horizontal. This angle is preferably controlled, adjusted and optionally controlled by the process control unit. By variably setting this "mixing angle", a multiplicity of different substance formulations can be homogeneously mixed as effectively as possible in the shortest possible time using the same formulation station. In this case, higher-viscous, poorly homogenizable mixtures are preferably mixed at relatively large angles (ie with the occurrence of stronger centrifugal forces) than low-viscosity, readily miscible mixtures. It is preferred that the sample vessel has a tilted position during the rotation about the large axis of rotation, as this, inter alia, also prevents the substance formulation or constituents of the substance formulation from escaping or adhering in the region of the vessel closure. The selection of the tilt angle depends essentially on the respectively selected rotational speed for the large axis of rotation. In a preferred embodiment, the tilt angle at the respectively selected rotational speed, which is given in revolutions per minute, automa specified by the process control unit.
Diesbezüglich ist es bevorzugt, dass die Rotationsachse des Ausstellgliedes, also die Achse, um welche das Ausstellglied rotiert, während des Kipp-Vorganges unverändert bleibt. In einer Ausführungsform ist das Ausstellglied ein zumindest zweigeteilter Dreharm, welcher mit einer gelenkartigen Einrichtung, vorzugsweise einem Gelenk, versehen ist, über welche dieser Winkel eingestellt werden kann.In this regard is it is preferred that the axis of rotation of the Ausstellgliedes, ie the axis about which the Ausstellglied rotates, during the tilting process unchanged remains. In one embodiment the Ausstellglied is an at least two-part rotary arm, which with a joint-like device, preferably a joint, is over which of these angles can be adjusted.
Weiter bevorzugt rotiert zum Mischen das Probengefäß (mit den zumindest zwei zu mischenden Substanzen) zusätzlich zur Rotation des Ausstellgliedes um seine eigene Rotationsachse. Dabei ist die eigene Rotationsachse bevorzugt die Symmetrieachse des Probengefäßes, beispielsweise bei einem zylinderförmigen Probengefäß die Zylinderachse. Dies bedeutet vorzugsweise, dass das die zu mischenden Substanzen enthaltende Probengefäß beim Mischvorgang gleichzeitig sowohl um die Mittelachse des Probengefäßes rotiert als auch, vorzugsweise auf einer Kreisbahn oder einem Ellipsoid, um den Mittelpunkt bzw. Auflagepunkt, also die Rotationsachse des Ausstellgliedes ("Doppelrotation"). Ein solcher Mischer wird im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als Doppelrotationsmischer bezeichnet. Die beiden Rotationsrichtungen können gleich oder entgegengesetzt sein.Further Preferably, the sample vessel (with the at least two to mixing substances) in addition for rotation of the Ausstellgliedes about its own axis of rotation. The own rotation axis is preferably the axis of symmetry the sample vessel, for example in a cylindrical Sample vessel the cylinder axis. This means preferably that the substances to be mixed containing sample vessel during the mixing process simultaneously rotated both about the central axis of the sample vessel as well, preferably on a circular path or an ellipsoid, around the center or contact point, ie the axis of rotation of the Ausstellgliedes ("double rotation"). Such a mixer is in the context of the present invention as a double rotary mixer designated. The two directions of rotation can be the same or opposite be.
Dabei ist es bevorzugt, dass die Fläche, welche das Ausstellglied in einer 360° Rotation überstreicht, größer ist als die entsprechende Fläche, welche das rotierende Probengefäß während der gleichen Rotation überstreicht. Dabei liegt die Rotationsachse des Ausstellgliedes vorzugsweise außerhalb der Gefäßachse bzw. Symmetrieachse des Probengefäßes.there it is preferable that the area, which is larger than the Ausstellglied in a 360 ° rotation as the corresponding area, which the rotating sample vessel during the same rotation passes over. In this case, the axis of rotation of the Ausstellgliedes is preferably except for Vessel axis or Symmetry axis of the sample vessel.
Zum Mischen ist es auch möglich, dass das Probengefäß gleichzeitig vor- bzw. nachgeschaltet einer Schüttelbewegung unterzogen wird, also einem in alle drei Raumwirkungen wirkenden Kraftvektor unterliegt.To the It is also possible to mix that the sample vessel at the same time before or after undergoing a shaking movement, thus subject to a force acting in all three spatial effects force vector.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Rotationen unabhängig voneinander eingestellt werden können sowie automatisch und zentral über die Prozesskontrolleinheit erfasst und/oder kontrolliert werden. Somit können mit der gleichen Formulierungsstation eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzformulierungen in möglichst kurzer Zeit möglichst effektiv homogen gemischt werden. Dies trägt zu einer besonders variablen Nutzung des Mischers beiträgt, da ein sehr breites Spektrum an zu durchmischenden Komponenten in flexibler Weise mit dem gleichen Mischer durchmischt werden können. Insbesondere können auch sehr schwer mischbare Komponenten durch die Wahl von geeigneten Mischbedingungen innerhalb von kurzen Mischzeiten zu homogenen Pasten durchmischt beziehungsweise auch durchknetet werden.It is according to the invention preferred that the rotational speeds of the two rotations independently can be adjusted as well automatically and centrally via the process control unit is detected and / or controlled. Thus, you can with the same formulation station a variety of different Substance formulations in as possible as soon as possible effectively mixed homogeneously. This contributes to a particularly variable Use of the mixer contributes, because of a very wide range of components to be mixed in be flexibly mixed with the same mixer. Especially can also very difficult to mix components by choosing suitable ones Mixing conditions mixed into homogeneous pastes within short mixing times or be kneaded.
In einer bevorzugten Ausführung rotiert das Probengefäß ("kleine" Rotationsachse) mit einer Umdrehungszahl von bis zu 5.000 min–1, vorzugsweise von bis zu 3.000 min–1, weiter vorzugsweise von bis zum 1.000 min–1. Für die "große" Rotationsachse (Ausstellglied) sind bis zu 10.000 min–1 bevorzugt, weiter bevorzugt bis 5.000 min–1, besonders bevorzugt bis 2.000 min–1. Die Umdrehungszahl der großen Achse ist bevorzugt größer als die Umdrehungszahl der kleinen.In a preferred embodiment, the sample container is rotated ( "minor" axis of rotation) at a speed of up to 5000 min -1, preferably of up to 3000 min -1, more preferably of up to 1000 min -1. For the "large" rotation axis (Ausstellglied) are up to 10,000 min -1 preferred, more preferably to 5,000 min -1 , more preferably to 2,000 min -1 . The number of revolutions of the major axis is preferably greater than the number of revolutions of the small one.
Weiterhin vorteilhaft bei der Verwendung eines kontaktfreien Doppelrotationsmischers ist es auch, dass geringe Mengen an zu durchmischenden Komponenten äußerst effektiv miteinander durchmischt werden können.Farther advantageous in the use of a non-contact double rotary mixer It is also that small amounts of components to be mixed extremely effective can be mixed with each other.
Die Anordnung Ausstellglied – Halterung – Probengefäß entspricht dabei vorzugsweise einer Anordnung, wie man sie in einer Zentrifuge findet. Entsprechend ist es weiter bevorzugt, dass Mittel bereitstellt, welche die während der Rotation eines Probengefäßes gegebenenfalls am Ausstellglied angreifende Unwucht vermindern oder verhindern. Hierzu kann auf der Gegenseite zum Probengefäß symmetrisch ein zweites Probengefäß vorgesehen sein. Es ist dabei bevorzugt, dass die Unwucht mit Hilfe eines über die Prozesskontrolleinheit zu steuernden bzw. einstellbaren Gegengewichtes ausgeglichen wird bzw. dass das gegenüberliegende Probengefäß genau so befüllt ist, dass keine Unwucht auftritt, bzw. dass diese minimiert wird. Die Einstellung des Gegengewichtes kann bevorzugt über einen Servomotor oder einen Schrittmotor vorgenommen werden, wobei diese direkt oder über Sensoren in Verbindung mit der Prozesskontrolleinheit stehen.The Arrangement Ausstellglied - holder - sample vessel corresponds preferably an arrangement such as that in a centrifuge place. Accordingly, it is further preferred that means provide which during the the rotation of a sample vessel, if appropriate reduce or prevent the unbalance on the actuator. For this purpose, a second sample vessel may be provided symmetrically on the opposite side to the sample vessel be. It is preferred that the imbalance with the help of a on the Process control unit to be controlled or adjustable counterweight is balanced or that the opposite sample vessel exactly so filled is that no imbalance occurs, or that this is minimized. The adjustment of the counterweight may preferably via a Servomotor or a stepper motor are made, these directly or via Sensors in connection with the process control unit stand.
Es ist weiter bevorzugt, dass der Mischer zumindest zwei Ausstellglieder (vorzugsweise Dreharme) umfaßt, welche unabhängig nebeneinander um die gleiche Rotationsachse rotieren und jeweils zumindest ein Probengefäß mit Halterung umfassen.It is further preferred that the mixer at least two Ausstellglieder (preferably rotating arms), which independently rotate next to each other about the same axis of rotation and in each case at least one sample vessel with holder include.
In
einer bevorzugten Ausführungsform,
die in den
Hierdurch
wird bewirkt, dass bei Stillstand des Drehtellers (siehe
In
einer hierzu bevorzugten Ausführungsform
wird das Probengefäß (
Die
folgenden Ausgestaltungen der Mischeinrichtung (
Eine
Formulierungsstation ist bevorzugt, in welcher die Mischeinrichtung
zumindest ein Ausstellglied (
Weiter
vorzugsweise ist das Ausstellglied (
Weiter
vorzugsweise sind das Ausstellglied (
Weiter
ist es bevorzugt, dass der Antrieb für eine Rotation um die Achse
des Probengefäßes (
Zum Antrieb des Rotors der Zentrifuge, der Kippvorrichtung oder des Greifers können bevorzugt folgende Mittel eingesetzt werden: Pneumatikmotor, der je nach Auslegung mit und ohne Zahnriemen ausgestattet ist; Servomotoren, wobei der Servomotor mit Zahnriemen ausgelegt sein kann oder direkt angetrieben werden kann, d.h. einen Torquemotor darstellen kann.To the Driving the rotor of the centrifuge, the tilting device or the Gripper can preferably the following means are used: pneumatic motor, the Depending on the design, it is equipped with and without a toothed belt; Servomotors, wherein the servomotor can be designed with a toothed belt or driven directly can be, i. can represent a torque motor.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Formulierungsstation beziehungsweise sind einzelne funktionelle Baugruppen der Formulierungsstation mit Sensoren ausgestattet, die eine genaue Positionserkennung des Drehtellers beziehungsweise des Ausstellglieds ermöglichen, die eine mögliche Unwucht des Gegengewichts zur Halterung auf dem Drehteller erkennen, die dann von der Prozesssteuerung automatisch korrigiert wird und/oder die die einzelnen Greifer überwachen.In a further preferred embodiment is the formulation station or is single functional Assembly units of the formulation station equipped with sensors that a precise position detection of the turntable or the Enable exhibitor to the one possible Detect imbalance of the counterweight to the holder on the turntable, which is then automatically corrected by the process control and / or the monitor the individual grippers.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Transport eines jeden Objektes, insbesondere aber der Transport von Proben gefäßen und/oder von Probenarrays von einer Einheit zum Positionieren bewirkt. Eine Einheit zum Positionieren ist vorzugsweise dazu geeignet, ein Objekt von einem Punkt im Raum zu einem anderen Punkt im Raum zu bewegen. Die Einheit zum Positionieren kann auch dazu geeignet sein, zwei oder mehr Positionier-Schritte gleichzeitig oder nacheinander durchzuführen.In a preferred embodiment the present invention, the transport of each object, but in particular the transport of sample vessels and / or sample arrays caused by a unit for positioning. A unit for positioning is preferably adapted to an object from a point in space to move to another point in the room. The unit for positioning may also be suitable for two or more positioning steps simultaneously or in succession.
Eine Einheit zum Positionieren kann für Verschiebungen in zwei ("x-y-Positioniereinheit") oder in drei ("x-y-z-Positioniereinheit") Raumrichtungen geeignet sein. Die Bewegungen der Einheit zum Positionieren können linear oder kreisförmig sein, oder aus Sequenzen solcher Bewegungen zusammengesetzt sein.A Unit for positioning can for Displacements in two ("x-y positioning unit") or in three ("x-y-z positioning unit") spatial directions be suitable. The movements of the unit for positioning can be linear or circular be composed of sequences of such movements.
Eine
bevorzugte Einheit zum Positionieren ist eine Greifvorrichtung ("Greifer"), vorzugsweise ein Positionier-Roboter
mit Greifarm (
Mit Hilfe der Greifvorrichtung können gleiche, aber auch unterschiedliche Probengefäße von deren Standplätzen, beispielsweise einer Waage oder einem Modul mit zumindest einem Probengefäß, bewegt werden. Die Greifvorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform auch dazu geeignet, Probengefäße in die Halterung der Mischeinrichtung einzuführen bzw. dort einzusetzen.With the help of the gripping device, the same but also different sample vessels can be moved from their stands, for example a balance or a module with at least one sample vessel. The gripping device is also suitable in a preferred embodiment, sample containers in the holder of the mixing device introduce or use there.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Greifvorrichtung so ausgestaltet, dass diese sowohl bezüglich ihrer Form als auch bezüglich ihrer Größe unterschiedliche Objekte, insbesondere unterschiedliche Dosiermodule und/oder unterschiedliche Probengefäße, handhaben kann. Gegebenenfalls kann es notwendig und/oder sinnvoll sein, den Greifer einer Greifvorrichtung zwischen zwei Operationen auszutauschen, beispielsweise beim Übergang von der Operation „Einsetzen eines besonders großen Dosiermoduls" auf einen vorbestimmten Platz zu „Austausch eines besonders kleinen Probengefäßes in der Mischeinrichtung".In a preferred embodiment the gripping device is designed so that this both in terms of their Form as well as re different in size Objects, in particular different dosing modules and / or different Sample containers, handle can. If necessary, it may be necessary and / or useful to Gripper of a gripping device to exchange between two operations, for example, during the transition from the operation "insert a particularly large one Dosing module "on a predetermined place to "exchange a particularly small sample vessel in the mixing device ".
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verfügt der Greifer über einer Positionserkennung, um feststellen zu können, wo sich ein bestimmtes Objekt, welches gegriffen werden soll, befindet, beispielsweise wo sich das auszutauschende Probengefäß befindet.According to one preferred embodiment, the gripper has a Position detection to determine where a particular object, which is to be gripped, for example, where is the sample vessel to be replaced is located.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient eine Greifvorrichtung (Greifer) auch als Halterung für das Probengefäß in der Mischeinrichtung. Dabei ist dieser Greifer vorzugsweise auf dem äußeren Ende, d.h. dem von der Rotationsachse entfernten Ende, des Ausstellgliedes (Dreharm oder Drehteller) angebracht und dient dazu, das Probengefäß während des Mischvorganges so zu fixieren, dass dieses um seine Achse und/oder um die Rotationsachse des Ausstellgliedes rotieren kann, sowie auch gekippt werden kann, gegebenenfalls in Winkeln 90°-45° gegen die Horizontale (entsprechend einem Winkel von 0°-45° der Flüssigkeitsoberfläche gegen die Horizontale) ein. Dieser Greifer (Halterung) ist vorzugsweise fest mit dem Ausstellglied verbunden und dient dazu, Probengefäße festzuhalten und dient vorzugsweise nicht dazu, Probengefäße (oder andere Objekte) durch den Raum zu bewegen.In a further preferred embodiment The present invention is a gripping device (gripper) also as a holder for the sample vessel in the Mixing device. In this case, this gripper is preferably on the outer end, i.e. the end remote from the axis of rotation, the Ausstellgliedes (Rotary arm or turntable) attached and serves to the sample vessel during the mixing process so fix it around its axis and / or around the axis of rotation of the Ausstellgliedes can rotate, as well as can be tilted, optionally at angles of 90 ° -45 ° to the horizontal (corresponding to an angle of 0 ° -45 ° of the liquid surface against the horizontal). This gripper (holder) is preferably firmly connected to the Ausstellglied and serves to hold sample containers and preferably does not serve to sample containers (or other objects) through the Room to move.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Grundfunktionalität eines Greifers (egal ob dieser zur Bewegung von Objekten durch den Raum dient oder zum Festhalten eines Probengefäßes) durch zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei oder vier vertikal positionierte Haltemittel bestimmt, die vorzugsweise durch pneumatische Krafteinwirkung ein Objekt einspannen. Als "Haltemittel" kann jedes Mittel eingesetzt werden, welches eine Kraftwirkung auf das Objekt ausübt oder überträgt, so dass das Objekt so fest gegriffen wird, dass es in alle drei Raumrichtungen bewegt bzw. fest in einer vorbestimmten Stellung gehalten werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Haltemittel als Stift oder Backe ausgebildet. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Greifervorrichtung vier Haltemittel aufweist, wobei jeweils zwei Haltemittel diametral gegenüberliegen und die Haltemittel konzentrisch aufeinander zu und/oder voneinander weg bewegbar sind.In a preferred embodiment becomes the basic functionality a gripper (regardless of whether it is used to move objects through the gripper) Space or for holding a sample vessel) by at least two, preferably at least three or four vertically positioned holding means determined, preferably by pneumatic force Clamp object. As "holding means" can be any means be used, which exerts or transmits a force on the object, so that the object is grasped so firmly that it is in all three spatial directions be moved or held firmly in a predetermined position can. In a preferred embodiment the holding means is designed as a pin or jaw. Farther it is preferred that the gripper device has four holding means, wherein two holding means are diametrically opposed and the holding means are concentric with each other and / or away from each other.
Die Haltemittel werden vorzugsweise über zwei linear ausgerichtete Gleitschienenpaare konzentrisch geführt und mittels zwei Verstellspindeln und Gewindebuchsen über einen elektrischen oder pneumatischen Antrieb verstellt. Dabei sind die beiden Paare von Gleitschienen vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet. Durch die Verstellung der Spindeln kann der Greiferradius der Stifte in einer bevorzugten Ausführungsform beliebig verstellt werden. Damit ist es möglich, auch unterschiedliche Probengefäße, auch während ein und desselben Arbeitsablaufes, in das System zu integrieren. Damit wird der übergeordneten Forderung nach größtmöglicher Flexibilität Genüge getan.The Holding means are preferably over two linearly aligned slide rail pairs concentrically guided and by means of two adjusting spindles and threaded bushes over one adjusted electrical or pneumatic drive. Here are the two pairs of slides preferably at right angles to each other arranged. By adjusting the spindles, the gripper radius the pins are arbitrarily adjusted in a preferred embodiment. This makes it possible also different sample vessels, too while one and the same workflow to integrate into the system. This will become the parent Demand for the greatest possible flexibility enough done.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine pneumatische Einspannung gewählt, wodurch Gefäßgrößentoleranzen und/oder -asymmetrien kompensiert und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Objekt und den Haltemitteln hergestellt wird. Für den (bevorzugten) Fall, dass die Haltemittel als Stifte oder Backen realisiert sind, sind die Stifte oder Backen mit einzelnen oder auch mit mehreren Nuten versehen, um eine formschlüssige Verbindung zu unterstützen.In a preferred embodiment a pneumatic clamping is chosen, whereby vessel size tolerances and / or asymmetries compensated and a non-positive connection between Object and the holding means is produced. For the (preferred) case that the holding means are realized as pins or jaws, are the Pins or jaws provided with single or with several grooves, a form-fitting Support connection.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Haltemittel so angeordnet, dass sie ein formkomplementäres Einspannen mit der Geometrie des einzuspannenden Objekts, insbesondere des Probengeffäßes, gestatten.In a preferred embodiment The holding means are arranged so that they form a complementary clamping with the geometry of the object to be clamped, in particular the Sample jar, allow.
Die Haltemittel sind vorzugsweise zumindest in dem Bereich, der zumindest teilweise mit einem Objekt, insbesondere dem Probengefäß, in Kontakt treten kann, mit einem die Haftreibung vergrößerndem Material ummantelt, um dadurch die Haltekraft zu verstärken.The Holding means are preferably at least in the area which at least partially with an object, in particular the sample vessel in contact can, coated with a material that increases the static friction, to thereby strengthen the holding power.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Greifervorrichtung über einen Sensor, welcher den Einspannvorgang überwacht. Als ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Näherungsschalter eingesetzt werden. Aufgabe der Sensoren ist es, bei Annäherung an ein Objekt auf einen bestimmten, vordefinierten Wert, ein Signal auszusenden, welches es ermöglicht, den Bewegungsvorgang abzubrechen, zu verlangsamen oder umzukehren. Mechanische, elektrische, magnetische, akustische, auf Ultraschall basierende, optische, IR-optische sowie weitere Sensoren sind zur Detektion einer Annäherung möglich.In a preferred embodiment has the gripper device over a sensor which monitors the clamping process. As such a sensor For example, a proximity switch be used. The task of the sensors is, when approaching an object to a specific, predefined value, a signal to send out, which makes it possible abort, slow down or reverse the movement process. mechanical, electrical, magnetic, acoustic, ultrasound-based, optical, IR-optical and other sensors are for detection an approach possible.
Die Tatsache, dass die Mischeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung aufgrund ihrer modularen Ausgestaltung weitgehend oder vollständig automatisiert werden und in eine computergesteuerte Formulierungsstation eingebunden werden kann, ermöglicht es, auch Substanzformulierungen nach komplexen Rezepturvorgaben anzufertigen. Diese komplexen Rezepturen enthalten beispielsweise Zwischenmischschritte, denen weitere Dosierschritte und Mischschritte nachgeschaltet sind. Insbesondere ist es auch möglich, Dosier- und Mischvorgänge parallel durchzuführen.The fact that the mixing device according to the present invention due to their modular design largely or completely auto can be integrated and integrated into a computer-controlled formulation station, it is also possible to prepare substance formulations according to complex recipe specifications. These complex formulations contain, for example, intermediate mixing steps, which are followed by further dosing steps and mixing steps. In particular, it is also possible to carry out dosing and mixing operations in parallel.
Während der Herstellung aufeinanderfolgender Substanzformulierungen ist es möglich, dass die Art der Probenbehandlung inklusive der Wahl der Mischparameter zwischen aufeinander folgenden Proben in flexibler Weise innerhalb einer großen Variationsbreite geändert werden kann, wobei die einzelnen Behandlungsschritte von der Prozesskontrolleinheit aufgezeichnet und in strukturierter Form abgelegt beziehungsweise gespeichert werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass die in strukturierter Form abgelegten Informationen als Datensätze in einer Datenbank abgelegt beziehungsweise gespeichert werden.During the Production of successive substance formulations, it is possible that the type of sample treatment including the choice of mixing parameters between successive samples in a flexible manner within a big one Variation width changed can be, with the individual treatment steps of the process control unit recorded and stored in a structured form or get saved. It is preferred that the structured Form stored information stored as records in a database or saved.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Formulierungsstation
eine Beschichtungseinheit (
- • Modul (
62 ) zur Aufnahme von Probengefäßen (63 ) - • Vorrichtung
zum Transfer von Flüssigkeiten
(
06 ) - • Beschichtungsarm
(
07 ) mit Halterung für eine Beschichtungsrakel (71 ) - • Modul
mit unbehandelten Substraten (
72 ) - • Austauschstation
(
73 ) und Reinigungsstation (74 ) für Rakeln - • Substratbeschichtungsvorrichtung
(
75 ) - • Ablageplätze für beschichtete
Substrate (
76 ).
- • module (
62 ) for receiving sample containers (63 ) - • Device for transferring liquids (
06 ) - • coating arm (
07 ) with a holder for a coating blade (71 ) - Module with untreated substrates (
72 ) - • exchange station (
73 ) and cleaning station (74 ) for doctoring - Substrate coating device (
75 ) - • Storage spaces for coated substrates (
76 ).
Gemäß einer
weiteren, bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die Formulierungsstation eine Analyseneinheit (
- • (Farb-)Messanalysator
- • Robotervorrichtung
- • Einrichtung zur Zufuhr von beschichteten Substraten.
- • (color) measurement analyzer
- • robot device
- • Device for feeding coated substrates.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zentrale Prozesskontrolleinheit, den modularen Einheiten übergeordnet und umfaßt zumindest ein Mittel zur Datenverwaltung, zur Datenanalyse sowie zur Visualisierung von Messdaten.According to one preferred embodiment of present invention is the central process control unit, superior to the modular units and includes at least one means of data management, data analysis and for the visualization of measured data.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erstellt die Prozesskontrolleinheit nach Vorgabe durch den Benutzer eine Bibliothek mit Substanzformulierungen unterschiedlicher Zusammensetzung, die aus vorgegebenen Komponenten/Substanzen herzustellen sind. Die Zusammenstellung der Bibliothek kann hierbei auf der zufälligen Auswahl von Komponenten und Mengen bestehen oder auf der Anwendung von systematischen Auswahlmethoden beruhen. Die Anwendung systematischer Auswahlmethoden zur Definition der herzustellenden Substanzformulierungen ist in der Regel bevorzugt, da hierdurch der experimentelle Parameterraum bei einer vorgegebenen Anzahl an herzustellenden Proben besser abgebildet werden kann als mittels zufällig ausgewählter Proben.According to one preferred embodiment of inventive method Creates the process control unit as specified by the user a library of substance formulations of different composition, which are to be made from predetermined components / substances. The Compilation of the library can be done on the random selection consist of components and quantities or on the application of systematic Selection methods are based. The application of systematic selection methods for the definition of the substance formulations to be prepared is in As a rule, this is the experimental parameter space be better represented for a given number of samples to be produced can be considered by accident selected Rehearse.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird in einem Designschritt vor dem tatsächlichen Formulieren eine virtuelle
Bibliothek der gewünschten
Substanzformulierungen erzeugt. Diese sind bevorzugt in einem (virtuellen)
Array angeordnet, welches in der Realisierungsphase einem Substrat,
beispielsweise einer Platte entspricht, auf welchem/welcher die
verschiedenen Substanzformulierungen angeordnet sind (Probenarray).
In
Das im Rahmen des Designschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene virtuelle Bibliotheksdesign wird in einer bevorzugten Ausführungsform im Anschluß an die Designphase von der Prozesskontrolleinheit übernommen und zur physikalischen Herstellung einer Vorlage mit Probenarrays an die Formulierungsstation weitergeleitet. Die Vorlage mit Probenarray stellt hierbei die physikalisch-gegenständliche Abbildung des virtuellen Bibliotheksdesign dar. Die Formulierungsplattform ist in der Lage, das vorgegebene Probenarray teilweise oder vollständig automatisch herzustellen, vorzugsweise gesteuert über die Prozesskontrolleinheit.The obtained in the context of the design step of the inventive method virtual Library design is in a preferred embodiment following the Design phase taken from the process control unit and the physical Preparation of a template with sample arrays to the formulation station forwarded. The template with sample array represents the physical objectively Illustration of virtual library design. The formulation platform is able to partially or fully automatically select the given sample array manufacture, preferably controlled by the process control unit.
Ein Probengefäß gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu geeignet, zumindest eine der zudosierten Flüssigkeiten aufzunehmen. Das Probengefäß ist außerdem dazu geeignet, einen gegebenenfalls zu dosierenden Feststoff aufzunehmen. Bezüglich des Materials und der Ausgestaltung des Probengefäßes bestehen keine Beschränkungen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung müssen die Probengefäße insbesondere nicht alle von der gleichen Form sein, sondern es können vielmehr auch unterschiedlich ausgeformte oder verschieden große Probengefäße eingesetzt werden. Bezüglich des Materials, aus welchem das Probengefäß gefertigt ist, bestehen keine Beschränkungen, solange das Material sowohl mit den zudosierten Substanzen chemisch und physikalisch verträglich ist, als auch insbesondere für die gegebenenfalls beim Mischen von zwei oder mehr Substanzen auftretenden chemischen Reaktionen oder Temperaturänderungen aufgrund freiwerdender Mischungsenthalpie geeignet ist.A sample vessel according to the present invention is adapted to receive at least one of the dosed liquids. The sample vessel is also suitable for receiving an optionally metered solid. With regard to the material and the design of the sample vessel, there are no restrictions. In particular, for the purposes of the present invention, the sample vessels need not all be of the same shape, but rather differently shaped or differently sized sample vessels may be used. With respect to the material from which the sample vessel is made, there are no limitations, as long as the material is chemically and physically compatible with both the dosed substances and, in particular, for the mixing of two if necessary or more substances occurring chemical reactions or temperature changes due to released enthalpy of mixing is suitable.
Bevorzugt sind die Probengefäße auf einem Modul einer Plattform angeordnet. Dabei umfaßt das Modul bevorzugt zwei oder mehr Probengefäße. Liegt eine Vielzahl von Probengefäßen vor, so sind diese bevorzugt in einem Array, weiter bevorzugt in einer Matrix, angeordnet. Ein solches Array kann beispielsweise als Bündelgefäß oder Bündeleinsatz realisiert sein.Prefers are the sample containers on a module a platform arranged. The module preferably comprises two or more sample containers. Lies a variety of sample vessels, so these are preferably in an array, more preferably in one Matrix, arranged. Such an array can be used, for example, as a bundle vessel or bundle insert be realized.
Individuelle Probengefäße – oder auch Probenarrays – werden bevorzugt über ein Identifikationsmittel – beispielsweise mittels Barcode oder Chipmarkierung – von der Prozesskontrolleinheit erfasst, und können somit zu jeder Zeit des Verfahrens identifiziert werden. Auch die Position des Ausstellgliedes und/oder des darauf befindlichen Probengefäßes ist bevorzugt identifizierbar, beispielsweise über eine vorbestimmte Stopp-Position.individual Sample containers - or also Sample arrays - become preferably over an identification means - for example by barcode or chip marking - by the process control unit captured, and can thus be identified at any time of the procedure. Also the Position of the Ausstellgliedes and / or the sample vessel thereon is preferred identifiable, for example via a predetermined stop position.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es möglich,
dass einzelne oder alle Probengefäße mit Verschlüssen verschlossen
werden, um Änderungen
der Zusammensetzung der Mischung auszuschließen, wie diese beispielsweise
durch Verdunsten von leichtflüchtigen
Substanzen oder durch die Aufnahme von Wasser im Falle hygroskopischer
Substanzen auftreten können.
Dies geschieht vorzugsweise in einer zur Formulierungsstation gehörenden Vorrichtung
zum Verschließen
von Gefäßen (
Bei der Auslegung der Gefäßverschlüsse zur Entnahme von Substanzen oder Substanzformulierungen aus geschlossenen Gefäßen besteht – je nach Art der Anwendung – die Möglichkeit einer Verwendung von wiederverschließbaren Gefäßverschlüssen. In einer alternativen Ausführungsform können die Gefäße auch mit Verschlüssen versehen sein, die jeweils ein Septum enthalten oder umfassen, welches mit geeigneten Hohlnadeln zur Probenentnahme oder Probendosierung durchstochen werden kann. Geeignet Septen können beispielsweise aus Silikon, Kautschuk oder anderen Elastomeren bestehen.at the design of the vascular occlusions for removal of substances or substance formulations consisting of closed vessels - depending on Type of application - the possibility a use of resealable vascular occlusions. In an alternative Embodiment, the Vessels too with closures be provided, each containing or include a septum, which pierced with suitable hollow needles for sampling or sample dosing can be. Suitable septa can For example, made of silicone, rubber or other elastomers.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Formulierungsstation über Mittel zur Überwachung des Herstellungsprozesses jeder einzelnen Substanzformulierung. Durch diese bevorzugt auf jede einzelne Substanzformulierung bezogene Überwachung ist es beispielsweise in einem bevorzugten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Mischzeiten zu verändern, falls die Substanzformulierung nach dem Durchlauf eines Mischprozesses nicht die erforderliche Mindesthomogenität aufweisen sollte. Diese Mittel zur Überwachung sind bevorzugt in die Prozesskontrolleinheit eingebunden oder mit dieser verbunden. Als Mittel zur Überwachung kann beispielsweise eine Videokamera dienen.In a preferred embodiment has the formulation station over Means of monitoring the manufacturing process of each individual substance formulation. By this with respect to each individual substance formulation related monitoring For example, it is in a preferred step of the method according to the invention possible, mixing times to change, if the substance formulation does not work after passing through a mixing process should have the required minimum homogeneity. These funds for monitoring are preferably integrated into the process control unit or with this connected. As a means of monitoring, for example to serve a video camera.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung können die Substanzen und/oder die Substanzformulierungen während der Lagerung und/oder während des bzw. nach dem des Mischvorgangs temperiert werden, d.h. es sind Mittel zur Temperaturkontrolle (Erwärmung oder Kühlung) der Probengefäße und/oder der Vorratsgefäße vorhanden.According to one preferred embodiment of present invention the substances and / or the substance formulations during storage and / or during are tempered after or after the mixing operation, i. there are Means for temperature control (heating or cooling) of Sample vessels and / or the storage vessels available.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Temperatur oder die Heiz/Kühlleistung ein Parameter, der von der Prozesskontrolleinheit aufgenommen und in einer Datei in Verbindung mit der behandelten Probe abgelegt werden kann.In a preferred embodiment the method according to the invention the temperature or the heating / cooling capacity is a parameter that taken by the process control unit and stored in a file in Connection with the treated sample can be stored.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere möglich, Substanzformulierungen herzustellen, die eine geringe Probenmenge aufweisen. In der Regel liegt die Gesamtmenge für eine einzelne herzustellende Substanzformulierung, unterhalb von 250 g. Bevorzugt. ist es, wenn die einzelne Substanzformulierung in einer Menge hergestellt wird, die kleiner als 100 g und – weiter bevorzugt – kleiner als 50 g ist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass jede einzelne Substanzformulierung eine Gesamtmenge aufweist, die kleiner als 10 g ist. Die Herstellung dieser nur geringe Probenmengen umfassenden Substanzformulierungen ist dabei gleichzeitig gut reproduzierbar, so dass die einzelnen Substanzformulierungen als repräsentativ für die vorgegebene Zusammensetzung anzusehen sind. Folglich kann die Zahl der Wiederholungsexperimente auf ein Minimum reduziert werden. Einer der wesentlichen Vorteile bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Apparatur ist die hohe Reproduzierbarkeit, mit welcher die Proben hergestellt werden können. Gleichzeitig ist das Herstellungsverfahren der unterschiedlichen Substanzformulierungen zeitsparend.through the device according to the invention and the method according to the invention is it possible in particular Produce substance formulations that a small amount of sample exhibit. In general, the total amount for a single produced Substance formulation, below 250 g. Prefers. is it, if the single substance formulation is prepared in an amount the smaller than 100 g and - continue preferred - smaller than 50g. About that In addition, it is preferred that each individual substance formulation has a total amount smaller than 10 g. The production this only small amounts of samples comprehensive substance formulations is at the same time well reproducible, so that the individual Substance formulations as representative for the given composition are to be considered. Consequently, the number the repetition experiments are kept to a minimum. one the significant advantages of using the device according to the invention and the apparatus of the invention is the high reproducibility with which the samples are produced can. At the same time, the manufacturing process is different Substance formulations save time.
In
einer weiter bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung werden die Substanzformulierungen, die
mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
dosiert und abgemischt werden, nach der Formulierung einer Analyse
unterzogen. Die Analyse kann beispielsweise darin bestehen, dass
die Substanzformulierung zunächst
für die
analytische Charakterisierung vorbereitet wird und anschließend einer
Charakterisierung unterzogen wird. Vorzugsweise besteht die Vorbereitung
der analytischen Charakterisierung im Falle von Farbmischungen darin,
dass ein Substrat mit der Probe beziehungsweise einem Teil der Probe
beschichtet wird und diese beschichtete Probe in der Beschichtungseinheit
(
In
einer weiter bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung werden die Probengefäße automatisch von einer mit
Greifarm versehenen Einheit zum Positionieren zu den jeweiligen
Manipulationspunkten der jeweiligen Einheit befördert. Im Fall, dass die Formulierungsstation
aus mehreren Einheiten – beispielsweise
Dosier- und Mischeinheit (
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Formulierungsstation insbesondere auch dafür eingesetzt werden, die Substanzformulierungen mit hoher Geschwindigkeit herzustellen, um so einen besonders hohen Durchsatz an Proben zu erzielen, was auch einen wesentlichen Vorteil für die Durchführung von kombinatorischer Materialforschung darstellt.In In a preferred embodiment, the formulation station can in particular also for that can be used, the substance formulations at high speed to produce a particularly high throughput of samples achieve, which is also a significant advantage for the implementation of combinatorial material research represents.
Falls die Formulierungsstation mit einer Analyseneinheit ausgestattet ist, dann werden die bei der Analyse erhaltenen Messdaten in Verbindung mit der jeweiligen Probe vorzugsweise in einer Datei abgespeichert. Die abgespeicherten Messdaten werden in der Regel weiteren Analyse und Auswerteschritten unterzogen, wobei die Ergebnisse der Messdaten sowie die Ergebnisse der Analyse und Auswerteschritte vorzugsweise auf einem Monitor graphisch sichtbar gemacht werden. Falls sich die durchgeführte Analyse auf Zieleigenschaften der Substanzformulierungen bezieht, dann sucht das Programm nach den relativen und/oder absoluten Werten, welche die verbesserten Eigenschaften zeigen. Hierdurch ist das Programm in der Lage, die Informationen über verbesserte Eigenschaften in Verbindung mit spezifischen Formulierungsparametern und/oder Prozessparametern in die Designphase beim Entwurf der nachfolgenden Bibliotheksgeneration zu übernehmen, so dass der gesamte Formulierungsprozess in einem iterativem Optimierungsprozess vorgenommen werden kann. In der Datei werden die erzielten Messwerte und Eigenschaften der Proben abgelegt, wobei die Prozesskontrolleinheit in der Lage ist, derartige Probeninformationen für die Designphase von neuen (insbesondere von optimierten) Bibliotheken zu verwerten.If the formulation station equipped with an analysis unit is, then the measured data obtained in the analysis in connection preferably stored in a file with the respective sample. The stored measurement data are usually further analysis and evaluation steps, wherein the results of the measured data as well as the results of the analysis and evaluation steps preferably be graphically visualized on a monitor. If it is the performed Relates analysis to target properties of the substance formulations, then the program looks for the relative and / or absolute values, which show the improved properties. This is the program able to get the information over improved properties in conjunction with specific formulation parameters and / or process parameters into the design phase in the design of subsequent ones To take over library generation, so that the entire formulation process in an iterative optimization process can be made. In the file, the obtained measured values and properties of the samples filed, the process control unit is able to provide such sample information for the design phase of new (especially from optimized) libraries.
In Verbindung mit jeder real hergestellten Probe ist vorzugsweise eine Datei vorhanden, anhand derer die real hergestellte Probe vollumfänglich beschrieben werden kann. Eventuelle Wiederholungen von Messungen an bereits zuvor hergestellten Proben können dabei in Verbindung mit einer Charakterisierung der Standzeiten der Proben verwendet werden.In Bonding with any real sample is preferably one File exists, on the basis of which the real sample prepared in full can be. Possible repetitions of measurements already previously prepared samples can in connection with a characterization of the service life the samples are used.
Beispielexample
Im folgenden wird ein möglicher Arbeitsablauf, der zur Herstellung von Substanzformulierungen gewählt wird, näher beschrieben. Das hier dargestellte Beispiel betrifft das Auffinden einer Substanzformulierung zur Beschichtung von Oberflächen. Die Substanzformulierung soll acht unterschiedliche Einzelkomponenten enthalten, wobei diejenige Formulierung aufgefunden werden soll, die bestimmte Eigenschaften aufweist, wobei unter anderem auch die optischen Eigenschaften einen Zielparameter darstellen, der bestimmte bevorzugte Eigenschaften aufweisen soll. Das Verfahren des Auffindens kann auch iterativ durchgeführt werden, wobei zunächst ein Durchlauf erfolgt, bei dem eine bestimmte Serie von Substanzformulierungen hergestellt und untersucht wird. Anhand des Untersuchungsergebnisses wird dann im Anschluss eine zweite Serie von Substanzformulierungen entworfen und erzeugt, die zur Untersuchung derjenigen Formulierungsbereiche genutzt wird, in denen verbesserte Eigenschaften im ersten Durchlauf aufgefunden wurden.in the the following becomes a possible Workflow chosen for the preparation of substance formulations described in more detail. The example presented here relates to finding a substance formulation for coating surfaces. The substance formulation is intended to have eight different individual components containing that formulation, which has certain properties, among others, the optical properties represent a target parameter that determines certain should have preferred properties. The method of finding can also be performed iteratively be, first a run takes place during which a particular series of substance formulations produced and examined. Based on the examination result is then followed by a second series of substance formulations designed and produced to study those formulation areas is used, in which improved properties in the first pass were found.
Die
Gesamtzahl an Substanzformulierungen, die in einem Verfahrensdurchlauf
herzustellen sind, kann vom Benutzer vorgegeben werden, wobei jedoch
auch in der Programmsteuerung Auswahlmöglichkeiten vorgegeben sind,
durch die Auswahl unterstützt
wird beziehungsweise auch vollständig vom
Programm getroffen wird. Die Anzahl der herzustellenden Proben hängt von
der Zahl der Komponenten ab, die die Substanzformulierung enthalten soll.
In einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens wird ein bestimmtes experimentelles Design vom Benutzer
oder durch das Programm vorgegeben, das dann in eine Rezeptdatei übersetzt
wird, die wiederum als Auftragsbibliothek – in Aufträge umgewandelt – an die
einzelnen Systemkomponenten der Formulierungsplattform weitergeleitet
wird. Ein Schema des Verfahrensablaufs ist in
Die Abarbeitung des Auftrages erfolgt durch die einzelnen Systemkomponenten – bevorzugter Weise vollautomatisch. d.h. ohne Eingriffe von außen. Die einzelnen Probengefäße werden vom Vorratsständer ausgehend einer Registrierung unterzogen und anschließend zur Waage transferiert, wo diese mittels den in der jeweiligen Rezeptdatei vorgesehenen Mengen an Substanzkomponenten befüllt werden. Das mit den Substanzkomponenten befüllte Probengefäß Befüllung wird mit einem Verschluss verschlossen und von der Greifvorrichtung in die Halterung der Zentrifuge eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Halterung der Zentrifuge, die der Aufnahme des Probengefäßes dient, immer an der gleichen Position.The Processing of the order is carried out by the individual system components - preferably fully automatic. i.e. without intervention from outside. The individual sample vessels are from the storage rack subject to registration and then to Balance is transferred where this by means of the respective recipe file provided amounts of substance components are filled. That with the substance components filled sample vessel filling is closed with a lock and by the gripping device in used the holder of the centrifuge. In a preferred embodiment is the holder of the centrifuge, which is the receptacle of the Sample vessel serves, always in the same position.
Anschließend wird das in der Halterung der Zentrifuge fixierte Probengefäß einem Mischprozess unterzogen, der durch die Programmsteuerung vorgegeben wird. Im Fall des vorliegenden Beispiels besteht der Mischprozess darin, dass das Probengefäß mit Umdrehungszahlen von 2000 min–1 bezüglich der großen Drehachse und mit 1000 min–1 bezüglich der kleinen Umdrehungsachse für eine Zeitdauer von 90 Sekunden gedreht wird. Die Zeitdauer zum Erreichen der Rotationsgeschwindigkeit beziehungsweise Umdrehungszahl von 2000 min–1 und zum Abbremsen beträgt für die große Achse jeweils 30 Sekunden. Die Gesamtdauer des verwendeten Mischprozesses beträgt daher 150 Sekunden.Subsequently, the sample vessel fixed in the holder of the centrifuge is subjected to a mixing process which is predetermined by the program control. In the case of the present example, the mixing process is that the sample vessel with numbers of revolutions of 2000 min -1 with respect to the major axis of rotation and with respect to 1000 min -1, the small axis of revolution for a period of 90 seconds rotated. The time period for reaching the rotational speed or number of revolutions of 2000 min -1 and for braking is 30 seconds for the major axis. The total duration of the mixing process used is therefore 150 seconds.
Während ein einzelnes Probengefäß in der Zentrifuge einem Mischprozess unterzogen wird, werden gleichzeitig andere Probengefäße an anderen Stellen der Arbeitsstation der Registrierung unterzogen oder mit Substanzformulierungen befüllt, wodurch es möglich ist, mehrere Probengefäße gleichzeitig zu handhaben.While a single sample vessel in the centrifuge is subjected to a mixing process, at the same time other sample vessels at other Make the workstation subject to registration or with Substance formulations filled, causing it possible is, several sample vessels at the same time to handle.
In dem vorliegenden Beispiel ist die Formulierungsstation mit einem Doppelrotationsmischer ausgestattet der eine Halterung für jeweils ein Probengefäß aufweist, so dass innerhalb des Betriebszeit von 12,5 Stunden insgesamt 256 unterschiedliche Substanzformulierungen eindosiert, abgemischt und einem optischen Charakterisierungstest unterzogen werden konnten.In In the present example, the formulation station is with a Double rotary mixer equipped with a holder for each has a sample vessel, so that within the operating time of 12.5 hours a total of 256 dosed, blended and different substance formulations could be subjected to an optical characterization test.
- 11
- Formulierungsstationformulation station
- 22
- Beschichtungseinheitcoating unit
- 33
- Analyseneinheitanalysis unit
- 44
- Dosierkopfdosing
- 0101
- Dosierstationdosing
- 1111
- Vorratsgefäß des DosiermodulsStorage vessel of the dosing module
- 1212
- Beheizungs- und/oder RührmittelBeheizungs- and / or stirring means
- 1313
- WaageLibra
- 0202
- Einheit zum Positionierenunit for positioning
- 2121
- Greifarmclaw arm
- 0303
- Vorrichtung zum Verschließen von Gefäßencontraption to close of vessels
- 3131
- Probenschlitten mit Gefäßensample slide with vessels
- 0404
- Mischeinrichtungmixing device
- 0505
- Modul mit zumindest einem Probenaufnahmegefäßmodule with at least one sample receiving vessel
- 0606
- Vorrichtung zum Transfer von Flüssigkeitencontraption for the transfer of liquids
- 4141
- Drehtellerturntable
- 4242
- verstellbares Ausgleichsgewichtadjustable counterweight
- 42'42 '
- Schienerail
- 4343
- Halterung für das Probengefäßbracket for the sample vessel
- 4444
- Kipphalterungtilt bracket
- 4545
- Druckluftrotor (zur Rotation um die Gefäßachse)Compressed air rotor (for rotation around the vessel axis)
- 4646
- Pendelgewichtbob
- 4848
- DrehdurchführungRotary union
- 4949
- DruckluftleitungCompressed air line
- 5050
- Bodenplattebaseplate
- 5151
- Antriebswelle für Drehtellerdrive shaft for turntable
- 5252
- Zahnriementoothed belt
- 6161
- Ansaugspitzen zum Transfer von Flüssigkeitenaspirate for the transfer of liquids
- 6262
- Modul zur Aufnahme von Probengefäßenmodule for holding sample containers
- 6363
-
Probengefäße (bzw.
63' : einzelnes Probengefäß)Sample containers (resp.63 ' : single sample vessel) - 0707
- Beschichtungsarmcoating arm
- 7171
- Beschichtungsrakelcoating knife
- 7272
- (unbehandelte) Substrate(Untreated) substrates
- 7373
- Austauschstationexchange station
- 7474
- Reinigungsstationcleaning station
- 7575
- SubstratbeschichtungsvorrichtungSubstrate coating device
- 7676
- Ablagefeld für beschichtete Substratestorage box for coated substrates
- 8181
- DrucklufteingangCompressed air inlet
- 8282
- Auslass für zu dosierende Substanzoutlet for too dosing substance
- 8383
- Regel- bzw. Stellglied zur Einstellung des LeitungsquerschnittsRule- or actuator for setting the cable cross-section
- 8484
- Verschlusskolbenclosure piston
- 8585
- Einlass für zu dosierende Substanzkomponenteinlet for too dosing substance component
- 8686
- Druckluftbetriebener KolbenCompressed air operated piston
- 3A3A
- DoppelrotationsmischerDouble rotary mixer
- 3B3B
- DoppelrotationsmischerDouble rotary mixer
- 3C3C
- DoppelrotationsmischerDouble rotary mixer
Claims (13)
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Publications (1)
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ID=39244173
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