DE202022104174U1

DE202022104174U1 - Dosiervorrichtung und Pulveraufbereitungseinheit für eine Dosiervorrichtung

Info

Publication number: DE202022104174U1
Application number: DE202022104174.1U
Authority: DE
Original assignee: Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Current assignee: Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date: 2022-07-22
Filing date: 2022-07-22
Publication date: 2022-08-03
Anticipated expiration: 2032-07-23

Abstract

Dosiervorrichtung für rieselfähiges Material (1), insbesondere für pharmazeutisches Pulver, Granulat und dergleichen, umfassend eine Dosiereinheit (2) und eine die Dosiereinheit (2) mit dem rieselfähigen Material (1) versorgende Pulverkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverkammer (3) eine Pulveraufbereitungseinheit (4) vorangestellt ist, welche einen Pulverbehälter (5) mit einem Siebboden (6) und einen auf den Pulverbehälter (5) einwirkenden Schwingantrieb (7) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine zugehörige Pulveraufbereitungseinheit.
Insbesondere im pharmazeutischen Bereich werden Pulver, Granulate oder anderes rieselfähiges Material verarbeitet, wobei Zielbehälter mit einer bestimmten Dosiermenge zu befüllen sind. Beispielsweise bei der oralen bzw. pulmonalen Verabreichung von pulvrigen Medikamenten werden diese als dosierte Teilmengen in Zielbehälter wie z. B. Hartkapseln, Cartridges, Blister oder dgl. gefüllt.
Die in diesem Zusammenhang verbreiteten Dosierverfahren bauen auf einer volumetrischen Dosierung auf, bei der das Pulver aus einem Vorratsbehälter mit einem festgesetzten Volumen entnommen wird. Unter der Voraussetzung einer reproduzierbaren Dichte ergibt das festgelegte Volumen die gewünschte abgemessene Teilmenge mit einem entsprechenden Zielgewicht. Alternativ kann das Pulver auch zeit- oder gewichtsgesteuert dosiert werden.
In jedem Fall ist es wichtig, dass das Pulver in der Pulverkammer eine gleichmäßige Struktur aufweist. Dies ist j edoch nicht immer gegeben, da sich insbesondere bei feinkörnigen Pulvern Agglomerate bilden können. Diese können die Dosierbarkeit bzw. die Dosiergenauigkeit negativ beeinflussen und zu stark variierenden Dosiergewichten führen.
Um dem Pulver eine gleichmäßige Struktur zu verleihen, wird als bewährtes Verfahren das Sieben eingesetzt. Neben der manuellen Siebung gibt es bereits eine Reihe automatisierter Verfahren, bei denen ein Sieb auf verschiedene Arten zum Schwingen angeregt wird. Derartige Siebverfahren bewirken jedoch keinen ausreichenden Massendurchsatz. Zudem sind sie technisch aufwendig und kostspielig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dosiervorrichtung derart weiterzubilden, dass einfach, kostengünstig und zuverlässig eine Dosierung von rieselfähigem Material vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Pulveraufbereitungseinheit anzugeben, welche in einer Dosiervorrichtung ein rieselfähiges Material mit einer gleichmäßigen Struktur bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch eine Pulveraufbereitungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pulverkammer eine Pulveraufbereitungseinheit vorangestellt ist, welche einen Pulverbehälter mit einem Siebboden und einen auf den Pulverbehälter einwirkenden Schwingantrieb umfasst. Dabei wirkt der Schwingantrieb nicht allein auf das Sieb bzw. auf den Siebboden, sondern auf den Pulverbehälter in seiner Gesamtheit. Im Pulverbehälter befindet sich eine Pulvermenge, die in ihrer Gesamtheit vom Siebboden und den Behälterwänden mit Schwingungsenergie beaufschlagt wird. Möglicherweise vorhandene Agglomerate werden zuverlässig in ihrer Gesamtheit durch Eintrag der Schwingungsenergie aufgelöst, so dass eine große Pulvermenge mit gleichmäßiger Struktur bereitgestellt wird. Die Schwingungsenergie bewirkt zudem eine Fluidisierung der Pulvermenge.
Diese kann mit hohem Durchsatz durch den Siebboden hindurch der Dosiereinheit zugeführt werden. Die Dosiereinheit findet hier auch bei hohen Durchsatzmengen ein vergleichmäßigtes Pulver vor, welches insbesondere im Zusammenhang mit einer volumetrischen Dosierung bei hoher Wiederholgenauigkeit in die gewünschte Zielmasse umgesetzt werden kann.
In bevorzugter Weiterbildung sind der Schwingantrieb und der Pulverbehälter für eine vertikale Schwingbewegung ausgelegt. Eine solche vertikale Schwingbewegung hat sich gleichermaßen für die Auflösung von Agglomeraten und für die Förderung des Pulvers durch den Siebboden hindurch als zweckmäßig herausgestellt. Es können aber auch andere Schwingungsrichtungen für sich alleine genommen oder in Kombination mit der genannten vertikalen Schwingung zweckmäßig sein.
Die Pulverkammer ist zweckmäßig mit einem Füllstandssensor versehen, wobei der Schwingantrieb sowie der Füllstandssensor für ein Zusammenwirken derart ausgelegt sind, dass bei einem durch den Füllstandssensor ermittelten unteren Füllstand des rieselfähigen Materials in der Pulverkammer der Schwingantrieb in Betrieb genommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass sich oberhalb der Dosiereinheit immer eine ausreichende Menge des Pulvers mit geringer Schwankungsbreite befindet, sodass die Dosiereinheit gleichmäßige Verhältnisse bei der Pulverzufuhr vorfindet.
Der Siebboden ist bevorzugt durch ein Siebgewebe insbesondere in Form eines Metalldrahtgewebes gebildet. Dieses ist kostengünstig, langlebig und bei Bedarf leicht zu reinigen. Außerdem erlaubt es bei vergleichsweise geringem Eintrag von Schwingungsenergie einen hohen Pulverdurchsatz. Alternativ können aber auch Kunststoffgeflechte, Lochbleche oder dgl. zum Einsatz kommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem schwingenden Pulverbehälter und der der Dosiereinheit vorgeschalteten Pulverkammer ein Übergabetrichter angeordnet. Es entsteht eine „In-Line“-Anordnung, bei der das Pulver unmittelbar von oben nach unten durch den Siebboden hindurch in die Pulverkammer gelangt. Dies unterstützt eine schnelle, zuverlässige Prozessführung mit hohen Durchsatzmengen. Der Übergabetrichter kann dabei feststehend montiert sein. Bevorzugt ist er jedoch zusammen mit dem Pulverbehälter zu einer gemeinsamen Schwingeinheit verbunden. Auf diese Weise wirkt er auch nach dem Siebdurchgang einer erneuten Agglomeratbildung entgegen, und unterstützt eine zuverlässige Pulverförderung in die der Dosiereinheit vorgeschaltete Pulverkammer.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt

1 in einer schematischen Längsschnittdarstellung eine erfindungsgemäß ausgeführte Dosiervorrichtung mit einer Pulveraufbereitungseinheit, welche einen Pulverbehälter mit einem Siebboden und einen auf den Pulverbehälter einwirkenden Schwingantrieb umfasst.

1 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung eine erfindungsgemäß ausgeführte Dosiervorrichtung, welche eine Dosiereinheit 2, eine in Schwerkraftrichtung unmittelbar oberhalb der Dosiereinheit 2 angeordnete Pulverkammer 3 und eine der Pulverkammer 3 vorangestellte, unmittelbar darüber positionierte Pulveraufbereitungseinheit 4 aufweist. Die gezeigte Dosiervorrichtung dient der Dosierung von rieselfähigem Material 1, insbesondere von pharmazeutischem Pulver, Granulat und dgl. mit dem Ziel, aus einer bereitgestellten Menge des rieselfähigen Materials 1 dosierte Teilmengen von vorgegebener Masse abzumessen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine volumetrische Dosierung des rieselfähigen Materials 1 vorgesehen. Hierzu ist die Dosiereinheit 2 beispielhaft als schematisch angedeutete Dosierwalze 10 ausgebildet, welche um eine zentrische Drehachse 11 drehend antreibbar ist, und welche über den Umfang verteilt Reihen von Dosierkammern 12 mit genau definiertem Volumen aufweist. Derartige Walzendosierer sind ebenso wie ihr Betriebsverfahren aus dem Stand der Technik bekannt. In kurzer Zusammenfassung wird das rieselfähige Material 1 aus der Pulverkammer 3 in die oben liegenden Dosierkammern 12 angesaugt, so dass sich in jeder dieser Dosierkammern 12 eine Teilmenge des Materials 1 von definiertem Volumen befindet. Nach einer halben Drehung der Dosierwalze 10 befinden sich die gefüllten Dosierkammern 12 in einer unteren Überkopf-Position. Dort werden die volumetrisch dosierten Teilmengen des Materials 1 ausgeblasen und in einen hier nicht dargestellten Zielbehälter überführt. Solche Zielbehälter können Hartkapsel, Cartridges, Blister oder dgl. sein. Unter der Voraussetzung von gleichbleibenden, homogenen Pulvereigenschaften führt die volumetrische Dosierung zur Bereitstellung von Teilmengen mit definierter Einzelmasse in den jeweiligen Zielbehältern.
Anstellte des gezeigten Walzendosierers 10 kann auch eine Schieberdosierer oder eine andere Bauform eines volumetrischen Dosierers vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein zeit- oder massegesteuerter Dosierer im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommen.
Sowohl als eigenständige Erfindung, insbesondere aber auch als Teil der Dosiervorrichtung ist die vorstehend bereits erwähnte Pulveraufbereitungseinheit 4 vorgesehen, welche funktional der Pulverkammer 3 vorangestellt und für diesen Zweck in Gewichtskraftrichtung unmittelbar oberhalb derselben positioniert ist. Die Pulveraufbereitungseinheit 4 umfasst einen Pulverbehälter 5 mit Behälterwänden 13 und mit einem von den Behälterwänden 13 eingefassten Siebboden 6, sowie einen hier nur schematisch angedeuteten Schwingantrieb 7. Der Schwingantrieb 7 steht mit dem Pulverbehälter 5 derart in Wirkverbindung, dass im Betrieb der Pulverbehälter 5 in seiner Gesamtheit, also einschließlich der Behälterwände 13 und des Siebbodens 6, in Schwingung versetzt wird. Im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Schwingantrieb 7 und der Pulverbehälter 5 für eine vertikale Schwingbewegung entsprechend einem Doppelpfeil 9 ausgelegt. Der Pulverbehälter 5 ist hierzu in einer geeigneten, nicht näher dargestellten Lagerung aufgehängt. Es können aber auch horizontale Schwingbewegungen sowie eine Kombination aus horizontalen und vertikalen Schwingbewegungen zweckmäßig sein.
Zwischen dem genannten Pulverbehälter 5 und der Pulverkammer 3 ist noch ein Übergabetrichter 8 angeordnet. Der Übergabetrichter 8 kann feststehend montiert und beispielsweise als Teil der Pulverkammer 3 ausgebildet sein. Im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Pulverbehälter 5 und der Übergabetrichter 8 zu einer gemeinsamen Schwingeinheit verbunden, welche angeregt durch den Schwingantrieb 7 eine Schwingbewegung entsprechend dem Doppelpfeil 9 ausführt.
Der Siebboden 6 kann durch ein flexibles Gewebe, durch ein Lochblech oder dgl. gebildet sein. Vorliegend handelt es sich um ein Drahtgewebe. Der Schwingantrieb 7 kann durch einen Pneumatik-, Exzenter- oder Nockenantrieb realisiert werden. Jede andere geeignete Antriebsform, beispielsweise in Form eines Piezoerregers kann im Rahmen der Erfindung ebenfalls in Betracht kommen.
Im Betrieb befindet sich innerhalb des Pulverbehälters 5 eine Vorratsmenge des rieselfähigen Materials 1. Diese wird in Folge der bereits beschriebenen Schwingbewegung des Pulverbehälters 5 über den Siebboden 6 und die Behälterwände 13 in Schwingung versetzt. Diese Schwingung bewirkt im rieselfähigen Material 1 eine Auflösung von möglicherweise vorhandenen Agglomeraten. Außerdem führt sie zu einer Fluidisierung des rieselfähigen Materials 1, dass dieses in Folge der wirkenden Gewichtskraft nach unten durch den Siebboden 6 hindurchtritt. Unterstützt durch den ebenfalls schwingenden Übergabetrichter 8 gelangt das solchermaßen von Agglomeraten befreite Material 1 in die unmittelbar darunter befindliche Pulverkammer 3, von wo aus es im vergleichmäßigten Zustand mittels der Dosiereinheit 2 dosiert wird.
Im gewöhnlichen Dosierbetrieb befindet sich in der Pulverkammer 3, welche der Dosiereinheit 2 unmittelbar vorgeschaltet ist, eine ausreichende Menge des rieselfähigen Materials 1 mit einem ordentlichen Betriebsfüllstand. Die Dosiereinheit 2 entnimmt nach und nach bestimmte Teilmengen des rieselfähigen Materials 1 aus der Pulverkammer 3, sodass dessen Füllstand nach und nach sinkt. Zunächst ist der Schwingantrieb 7 abgeschaltet. Die Pulverkammer 3 ist mit einem Füllstandssensor 14 versehen. Dieser ist zumindest dazu ausgelegt, das in der Pulverkammer 3 befindliche rieselfähige Material 1 hinsichtlich seines Füllstandes dahingehend zu überwachen, dass beim Unterschreiten eines festgelegten unteren Füllstandes ein Steuersignal generiert wird. Der Füllstandssensor 14 und der Schwingantrieb 7 sind für ein Zusammenwirken derart ausgelegt, dass das genannte Steuersignal eine Inbetriebnahme des Schwingantriebes 7 bewirkt. Beispielsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebszeit ist eine ausreichende Menge des rieselfähigen Materials für die gewünschte Überschreitung des unteren Füllstandes und damit für die Wiederherstellung eines ordentlichen Betriebsfüllstandes nachgefüllt. Anstelle der genannten Zeitsteuerung kann auch die Erfassung eines oberen Füllstandes für das Abschalten des Schwingantriebes 7 vorgesehen sein. Jedenfalls wird der Schwingantrieb 7 nach Zeitablauf, nach sensorisch erfasstem Erreichen eines oberen Füllstandes oder dergleichen wieder abgeschaltet, bis das nächste Steuersignal infolge des Unterschreitens des unteren Füllstandes generiert wird. Im Ergebnis wird eine zulässige Bandbreite des Füllstandes in der Pulverkammer 3 erzeugt, innerhalb derer die Dosiereinheit 2 ausreichend gleichbleibende Konditionen des aus der Pulverkammer 3 zu entnehmenden Materials 1 vorfindet.

Claims

Dosiervorrichtung für rieselfähiges Material (1), insbesondere für pharmazeutisches Pulver, Granulat und dergleichen, umfassend eine Dosiereinheit (2) und eine die Dosiereinheit (2) mit dem rieselfähigen Material (1) versorgende Pulverkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverkammer (3) eine Pulveraufbereitungseinheit (4) vorangestellt ist, welche einen Pulverbehälter (5) mit einem Siebboden (6) und einen auf den Pulverbehälter (5) einwirkenden Schwingantrieb (7) umfasst.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingantrieb (7) und der Pulverbehälter (5) für eine vertikale Schwingbewegung ausgelegt sind.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverkammer (3) mit einem Füllstandssensor (14) versehen ist, und dass der Schwingantrieb (7) sowie der Füllstandssensor (14) für ein Zusammenwirken derart ausgelegt sind, dass bei einem durch den Füllstandssensor (14) ermittelten Unterschreiten eines unteren Füllstandes des rieselfähigen Materials (1) in der Pulverkammer (3) der Schwingantrieb (7) in Betrieb genommen wird.
Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebboden (6) durch ein Siebgewebe gebildet ist.
Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pulverbehälter (5) und der Pulverkammer (3) ein Übergabetrichter (8) angeordnet ist.
Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverbehälter (5) und der Übergabetrichter (8) zu einer gemeinsamen Schwingeinheit verbunden sind.
Pulveraufbereitungseinheit (4) umfassend einen Pulverbehälter (5) mit einem Siebboden (6) und einen auf den Pulverbehälter (5) einwirkenden Schwingantrieb (7), ausgelegt zur Verwendung in einer Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.