EP3318509B1 - Gestell zum aufspannen eines gebindes sowie verfahren zum mischen in einem flexiblen gebinde sowie gebinde zum aufspannen - Google Patents

Gestell zum aufspannen eines gebindes sowie verfahren zum mischen in einem flexiblen gebinde sowie gebinde zum aufspannen Download PDF

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EP3318509B1
EP3318509B1 EP17199761.2A EP17199761A EP3318509B1 EP 3318509 B1 EP3318509 B1 EP 3318509B1 EP 17199761 A EP17199761 A EP 17199761A EP 3318509 B1 EP3318509 B1 EP 3318509B1
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EP
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flexible package
frame
container
mixing
manner
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Günter Untch
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Andocksysteme G Untch GmbH
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    • A61J1/00—Containers specially adapted for medical or pharmaceutical purposes
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    • B65D2217/00—Details of mixing containers or closures

Definitions

  • Container mixers are known that are specially designed for gentle product mixing and flexible accommodation of various mixing containers, for example in the pharmaceutical sector.
  • a hydraulic clamping system ensures that the mixing containers are accommodated.
  • a PLC and recipe-controlled mixing process enables adaptation to the mixed material.
  • the accommodation of different container sizes or adapters for barrels and small containers can be achieved using a clamping beam system.
  • the handling functions required are lifting, lowering, turning and swiveling a mixer column. Users expect automatic loading and unloading of this type of mixing technology.
  • a chopper should be able to be used in the mixing container.
  • a spray system for applying liquids to the mixed material, upstream and downstream weighing technology, metered emptying, an NIR system, etc. must be used. The overall requirement is: reproducible mixing in a closed system.
  • well-known mixing containers are made of stainless steel, for example.
  • mixing containers in terms of basic dimensions and height, free-standing or floor-ceiling mounted versions.
  • the loading of the mixing container can be carried out using state-of-the-art technology using a trolley, hand pallet truck or fully automatic roller conveyor loading and unloading.
  • Different container clamping systems from manual to fully automatic, are then used to securely clamp the mixing container into the well-known mixing device.
  • a safety enclosure is required depending on the installation location and Process flow is provided.
  • a standard oblique alignment to the mixing axis should be achieved after clamping.
  • the materials to be mixed reproducibly are often supplied in flexible containers to be transferred into mixing containers.
  • Such flexible containers are EP 3 287 376 A1 , WO 2011/144912 A2 , the EN 24 09 125 A1 , the US 5 025 925 A and the US 2009/277 900 A1 disclosed.
  • the flexible container in which the material is delivered for mixing should already have certain prerequisites to get started with the inventive idea. It should be able to be clamped into a frame in such a way that at least sections of the flexible container walls take on a defined shape, which the mixing container should have taken on before mixing begins in order to be able to mix reproducibly.
  • the idea is to use a flexible container, which is already a storage and transport container, for example, as a mixing container itself, to clamp it in a frame for mixing so that at least almost solid walls and floors are created and mixing in this now at least no longer completely flexible container is a reproducible process.
  • This mixing process in solid containers has already been validated several times and this process reliability is retained as a result if, according to the invention, it no longer has to be transferred to a mixing container, but the flexible transport container itself becomes the mixing container.
  • the invention proposes, for example, a frame with four identical side parts made of stainless steel sheet.
  • the preferably designed flexible container is mounted into the frame from above and firmly clamped in the lower area. This ensures that the mixing process is carried out under similar conditions to the known stainless steel container used as a mixing container.
  • a method according to the invention for mixing a bulk material in a flexible container advantageously uses a flexible container and frame according to the invention in order to save overall costs and effort, for example, without sacrificing requirements for reproducibility.
  • the inventive embodiment of a frame for receiving the single-use container has roughly triangular-shaped side wall elements which can be rotated around a lower base in the frame are stored.
  • the upper free end of the respective side wall element is shaped congruently to accommodate an upper end of the container. It is particularly preferred that four upper free ends be connected as a ring around a flange, which at the same time "holds the container walls taut" by means of the side wall elements designed as clamping surfaces.
  • FIG. 1 to 3 An embodiment of a frame 10 according to the invention is shown in the Figures 1 to 3
  • the flexible container 20 is shown in two versions, but one version is shown in each of the figures, in the Figures 4 to 6 separately without frame.
  • the invention is based on the idea of using such a flexible container 20 as a mixing container for a validated mixing process. Since the flexible container 20 cannot be available in this rigid form on its own and also not after filling, the invention proposes designing points or surfaces on the flexible container 20 in such a way that it can be stretched out at least partially. In this respect, the representations are misleading because when looking at them, one might get the impression that the container 20 is standing in this form without any help. This is not the case.
  • the flexible container 20 is clamped into a frame 10.
  • At least wall areas are stretched in such a way that, according to the illustrations, flat wall surfaces are assumed by the flexible container 20.
  • various tabs can be arranged on the base (see Figure 8), only one in Figure 8 for a better overview. Tabs are preferably attached hanging down to the lower side edges, which have a hole in the middle, for example. These tabs, shown hanging down, could therefore be hung in struts of the frame, not shown.
  • the container 20 has at least one docking connection for filling and emptying.
  • a coupling element 22 is shown, which in a simple form can simply be a ring. However, such an opening can also be provided not only at the top but also at the bottom.
  • the container 20 must be able to be ventilated in a metered manner in order to achieve its desired shape.
  • the container 20 preferably has a valve opening or a compressed gas connection. For example, the metering of inert gas is provided.
  • the flexible containers 20 according to the invention are to be disposed of. For better control of such waste, targeted vacuuming can be carried out through the above-mentioned openings.
  • both the container 20 and the frame are equipped with earthing lugs.
  • the illustrated embodiment of the container 20 according to the invention has a square base 24 and truncated triangles as side walls 26 on its sides. Together they form a pyramid shape that is open at the top.
  • the invention also includes other shapes, such as spheres or octahedrons, which can be at least partially approximated in their basic shapes by spanning at least partial surfaces of the container 20 according to the invention.
  • the flexible container 20 offers a coupling element 22 opposite the base 24.
  • the flexible container 20 is connected to the coupling element 22 in a standardized, sealable manner at its opening ends 28 of the side walls 26.
  • pockets 25 are formed as longitudinal guides following the connecting lines between the side walls 26.
  • Rods of the frame can be inserted into them, preferably when the container 20 is lowered into the frame 10.
  • the rods, not shown, are preferably mounted at the bottom so that they can rotate around a strut of the frame. After being inserted, they have free ends at the top which are locked into the coupling element.
  • the container 20 is forced into a certain shape solely by means of clamping surfaces of the frame.
  • the invention therefore makes it possible to treat bulk materials without further transfer into standardized steel containers.
  • the invention mentions the mixing of the bulk material in a flexible container 20, whereby the flexible container 20 is clamped in a frame 10 in order to assume at least almost a defined body shape. The frame 10 is then moved in mixers in the same way as the known rigid mixing containers were clamped.
  • Advantageous methods according to the invention provide for a nestling or otherwise stretching of the side walls and/or the bottom of the flexible container 20 to form flat partial surfaces.

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Package Specialized In Special Use (AREA)
  • Packages (AREA)

Description

  • Es sind Container-Mischer bekannt, die speziell für ein produktschonendes Mischen und ein flexibles Aufnehmen von verschiedenen Mischbehältern konzipiert sind, beispielsweise im Pharmabereich. Ein hydraulisches Spannsystem gewährleistet eine Aufnahme der Mischbehälter. Ein SPS- und rezeptgesteuerter Mischvorgang ermöglicht eine Anpassung an das Mischgut. Die Aufnahme von unterschiedlichen Behältergrößen oder Adapter für Fässer und Kleinbehälter lassen sich durch ein Spannbalkensystem realisieren. Als Handlingsfunktionen sind Heben, Senken, Drehen, Schwenken einer Mischersäule erforderlich. Nutzer erwarten ein automatisches Beschicken und Entladen von solcher Mischtechnik. Ein Zerhacker soll im Mischbehälter einsetzbar sein. Ein Sprühsystem zum Aufbringen von Flüssigkeiten auf das Mischgut, vor- und nachgeschaltete Wägetechnik, eine dosierte Entleerung, ein NIR-System, usw. sind einzusetzen. Die Anforderung heißt insgesamt: reproduzierbares Mischen im geschlossenen System.
  • Dazu bestehen bekannte Mischbehälter beispielsweise aus Edelstahl. Es gibt unterschiedliche Mischcontainer im Grundmaß und der Höhe, freistehende oder Boden-Decken-gelagerte Ausführungen. Die Beladung des Mischbehälters kann nach dem Stand der Technik mittels Trolley, Handhubwagen bis hin zur vollautomatischen Rollenbahnbeschickung und Entladung geschehen. Unterschiedliche Behälterspannsysteme von manueller bis hin zur vollautomatischen Ausführung dienen dann zum sicheren Einspannen der Mischcontainer in die bekannte Mischvorrichtung. Eine Sicherheitsumhausung ist in Abhängigkeit zum Aufstellort und Prozessablauf vorgesehen. Eine standardmäßige Schrägausrichtung zur Mischachse soll nach dem Einspannen erreicht sein.
  • In einem Kopfraum des Containers sollen sich keine Einbauten befinden. Eine Integration von vor- bzw. nachgeschalteten Prozessen sowie Handlingsfunktionen (Heben, Kippen, Schwenken, Absetzen, Andocken usw.) sind erforderlich, ebenso eine hohe Verfügbarkeit, da die Reinigung des bekannten Mischbehälters außerhalb des Mischers erfolgt. Oft ist eine explosionsgeschützte Ausführung gefordert.
  • Die reproduzierbar zu mischenden Materialien werden oft in flexiblen Gebinden angedient, um dann in Mischbehälter umgefüllt zu werden. Derartige flexible Gebinde sind in der EP 3 287 376 A1 , WO 2011/144912 A2 , der DE 24 09 125 A1 , der US 5 025 925 A und der US 2009/277 900 A1 offenbart.
  • Mischbehälter müssen bisher nach dem Mischen in weitere Gebinde entleert werden, danach gereinigt. Es ist Aufgabe der Erfindung diese Prozesse zu vereinfachen, ohne die Reproduzierbarkeit zu gefährden.
  • Dazu wird vorgeschlagen, ein Mischen in einem "Single-use bag" zu ermöglichen, wobei das vergleichbar mit oben beschriebenen bekannten Kleinchargenmischern geschehen soll. Das flexible Gebinde, in dem das Material zum Mischen angeliefert ist, sollte zum Einstieg in den Erfindungsgedanken schon gewisse Voraussetzungen mitbringen. Es sollte nämlich in ein Gestell einspannbar sein, derart, dass zumindest Abschnitte der flexiblen Gebindewände eine definierte Form annehmen, die der Mischbehälter vor Beginn des Mischens angenommen haben soll, um reproduzierbar mischen zu können.
  • Die Idee ist es also, einen ein flexibles Gebinde, das beispielsweise schon Lager- und Transportgebinde ist, selbst als Mischbehälter zu verwenden, es zum Mischen in einem Gestell zu spannen, so dass zumindest beinahe feste Wände und Böden entstehen und das Mischen in diesem nun zumindest nicht mehr vollständig flexiblen Gebinde einen reproduzierbaren Prozess darstellt. Dieser Mischprozess in festen Containern, ist nämlich schon mehrfach validiert und diese Prozesssicherheit bleibt als Ergebnis erhalten, wenn erfindungsgemäß nicht mehr in einen Mischbehälter umgefüllt werden muss, sondern der flexible Transportbehälter selbst zum Mischbehälter wird.
  • Der Vorteil liegt auf der Hand: nie mehr Transportbehälter oder Mischcontainer waschen, keine Containerwaschmaschinen mehr usw.
  • Die Erfindung schlägt dazu beispielsweise ein Gestell mit vier gleichen Seitenteilen aus einem Edelstahlblech vor. Beim Konfektionieren wird das bevorzugt ausgestaltete flexible Gebinde, von oben in das Gestell montiert und im unteren Bereich fest gespannt. Damit ist für den Mischprozess für ähnliche Verhältnisse wie bei dem bekannten Edelstahlcontainer als Mischbehälter gesorgt.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren, zum Mischen eines Schüttgutes in einem flexiblen Gebinde nutzt ein erfindungsgemäßes flexibles Gebinde und Gestell vorteilhaft, um insgesamt beispielsweise Kosten und Aufwand zu sparen, ohne auf Anforderungen an Reproduzierbarkeit zu verzichten.
  • Die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Gestells zur Aufnahme des Singe-Use Gebindes weist grob dreieckförmige Seitenwandelemente auf, die um eine untere Basis drehbar im Gestell gelagert sind. Das obere freie Ende des jeweiligen Seitenwandelements ist zur Aufnahme eines oberen Endes des Gebindes kongruent ausgeformt. Besonders bevorzugt lassen sich vier obere freie Enden als ein Ring um einen Flansch verbinden, was gleichzeitig ein "Gestraffthalten" von Gebindewandungen mittels der als Spannflächen ausgebildeten Seitenwandelemente bewirkt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines flexiblen Gebindes, bereitstehend oberhalb eines Gestells mit geöffneten Spannflächen zum Aufspannen des flexiblen Gebindes, wobei das Gestell oberhalb eines Fahrwagens dargestellt ist,
    • Fig. 2 das Gestell mit Fahrwagen aus Figur 1 mit um das flexible Gebinde geschlossenen Spannflächen,
    • Fig. 3A eine Seitenansicht auf ein in das Gestell aus Figur 1 eingesetztes flexibles Gebinde (verdeckende Gestellseite ausgeblendet) mit Detailansichten 3B und 3C,
    • Fig. 4A +B eine Seitenansicht und eine perspektivische Darstellung eines flexiblen Gebindes ohne Gestell,
    • Fig. 5A +B zwei 90° zueinander gedrehte Seitenansichten auf ein weiteres Beispiel eines flexiblen Gebindes und
    • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des flexiblen Gebindes aus den Figuren 5 von schräg unten mit angedeutetem Nahverlauf im Boden.
  • Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Gestells 10 ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Das flexible Gebinde 20 ist in zwei Ausführungsvarianten aber jeweils eine Variante in allen Figuren dargestellt, in den Figuren 4 bis 6 separat ohne Gestell.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein solches flexibles Gebindes 20 als Mischbehälter eines validierten Mischverfahrens zu verwenden. Da das flexible Gebinde 20 nicht aus sich alleine und auch nicht nach Befüllen in dieser rigiden Form bereitstehen kann, schlägt die Erfindung vor, an dem flexiblen Gebinde 20 Angriffsstellen oder -flächen derart auszugestalten, dass man es zumindest teilflächig aufspannen kann. Insofern führen die Darstellungen in die Irre, weil man beim Betrachten den Eindruck haben könnte, das Gebinde 20 steht in dieser Form ohne Hilfe. Das ist nicht so.
  • Das flexible Gebinde 20 wird erfindungsgemäß dazu in ein Gestell 10 eingespannt.
  • Zumindest Wandbereiche, bevorzugt aber seitlich umlaufend die vollständige Wandung und der Boden 24, werden derart aufgespannt, dass gemäß den Darstellungen ebene Wandflächen von dem flexiblen Gebinde 20 angenommen sind. Dazu können am Boden, vgl. Figur 8, diverse Laschen angeordnet sein, in Figur 8 zur besseren Übersicht nur eine einzige. Es sind bevorzugt an den unteren Seitenkanten Laschen herabhängend befestigt, die beispielsweise mittig ein Loch aufweisen. Man könnte diese herabhängend dargestellten Laschen mithin in Streben des Gestells einhängen, nicht dargestellt.
  • Außer diesen in Gebindeinnere hinein materialundurchlässigen Anschlüssen zum Aufspannen von zumindest Wandbereichen entsprechend einer definierten Form weist das Gebinde 20 zumindest einen Andockanschluss zum Befüllen und Entleeren auf. Dazu ist ein Kupplungselement 22 dargestellt, das in einer einfachen Form schlicht ein Ring sein kann. Es kann aber auch nicht nur oben sondern auch unten eine solche Öffnung vorgesehen sein. Man muss das Gebinde 20 zum Erreichen seiner gewollten Form ggf. dosiert belüften können. Dazu weist das Gebinde 20 bevorzugt eine Ventilöffnung oder einen Druckgasanschluss auf. So ist beispielsweise das Dosieren von Inertgas vorgesehen. Nach einem Entleeren sind die erfindungsgemäßen flexiblen Gebinde 20 zu entsorgen. Zur besseren Kontrollierbarkeit eines solchen Abfalls kann durch die oben erwähnten Öffnungen gezielt vakuumiert werden.
  • Zum weiteren Explosionsschutz sind erfindungsgemäß sowohl das Gebinde 20 wie auch das Gestell mit Erdungslaschen ausgerüstet.
  • Das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gebindes 20 hat einen quadratischen Boden 24 und an dessen Seiten anschließend Dreieckstümpfe als Seitenwände 26. Gemeinsam bilden sie eine nach oben offene Pyramidenform aus. Die Erfindung umfasst auch andere Formen, wie Kugeln oder Oktaeder, die in ihren Grundformen zumindest teilweise angenähert werden können, indem erfindungsgemäß zumindest Teilflächen des Gebindes 20 aufgespannt werden.
  • Dem Boden 24 gegenüber bietet das flexible Gebinde 20 nach den Darstellungen ein Kupplungselement 22 das flexible Gebinde 20 standardisiert abdichtbar an seinen öffnungsseitige Enden 28 der Seitenwände 26 angeschlossen das Kupplungselement 22 an.
  • Zum Aufspannen von Teilflächen nach außen sind nach nicht zur Erfindung gehörigen Ausführungsformen des Gebindes 20 den Verbindungslinien zwischen den Seitenwänden 26 folgend Taschen 25 als Längsführungen ausgebildet. In sie können Stäbe des Gestells eingeführt werden, bevorzugt beim Ablassen des Gebindes 20 in das Gestell 10. Die Stäbe, nicht dargestellt sind bevorzugt unten drehbar um eine Strebe des Gestells gelagert. Oben haben Sie nach dem Aufführen freie Enden, die in das Kupplungselement eingerastet werden.
  • Das Gebinde 20 wird erfindungsgemäß alleine mit Spannflächen des Gestells in eine bestimmte Form gezwungen.
  • Die Erfindung ermöglicht es demnach Schüttgüter ohne weiteres Umfüllen in genormte Stahlbehälter zu behandeln. Beispielhaft nennt die Erfindung das Mischen des Schüttgutes in einem flexiblen Gebinde 20, wobei das flexible Gebinde 20 in einem Gestell 10 aufgespannt wird, um zumindest beinahe eine definierte Körperform zwangsweise anzunehmen. Das Gestell 10 wird dann in Mischern bewegt, wie sonst die bekannten Starren Mischbehälter einzuspannen waren.
  • Vorteilhafte Verfahren nach der Erfindung sorgen für ein Anschmiegen oder anderweitiges Aufspannen der Seitenwände und / oder des Bodens des flexiblen Gebindes 20 zu flachen Teilflächen.

Claims (6)

  1. Verwendung eines flexiblen Gebindes (20) als Mischbehälter eines validierten Mischverfahrens, wobei dazu das flexible Gebinde (20) in ein Gestell (10) mit Spannflächen (12) eingespannt wird und das Gebinde (20) allein mittels Spannflächen in eine bestimmte Form gezwungen wird, wobei
    - die Spannflächen von grob dreieckförmigen Seitenwandelementen des Gestells (10) gebildet werden, welche um eine untere Basis drehbar im Gestell gelagert sind, und
    - die Seitenwandelemente ein oberes freies Ende (14) aufweisen, welches zur Aufnahme eines oberen Endes des Gebindes (20) hierzu kongruent ausgeformt ist, wobei das obere Ende des Gebindes (20) eine Angriffsfläche zum zumindest teilweisen Aufspannen des Gebindes bildet.
  2. Verwendung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Wandbereiche, bevorzugt aber seitlich umlaufend die vollständige Wandung und der Boden (24), derart aufgespannt werden, sodass ebene Wandflächen oder Wandflächen mit bekannten Rundungen von dem flexiblen Gebinde (20) angenommen sind.
  3. Gestell zur Aufnahme eines flexiblen Gebindes (20), wobei das Gebinde (20) materialundurchlässige Anschlüsse zum Aufspannen von Wandbereichen entsprechend einer definierten Form und zumindest einen Andockanschluss zum Befüllen und Entleeren aufweist und das obere Ende (28) des Gebindes (20) eine Angriffsfläche zum zumindest teilweisen Aufspannen des Gebindes (20) bildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell Spannflächen (12) aufweist, mit denen allein das flexible Gebinde (20) in eine bestimmte Form gezwungen ist, zumindest im Umfang von Teilflächen einer gewünschten Körperform, wobei
    - die Spannflächen von grob dreieckförmigen Seitenwandelementen des Gestells (10) gebildet werden, welche um eine untere Basis drehbar im Gestell gelagert sind, und
    - die Seitenwandelemente ein oberes freies Ende (14) aufweisen, welches zur Aufnahme des oberen Endes (28) des Gebindes (20) hierzu kongruent ausgeformt ist.
  4. Gestell nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gebinde (20) einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Boden (24) und an dessen Seiten anschließend Dreieckstümpfe als Seitenwände (26) aufweist, sodass sie gemeinsam eine nach oben offene Pyramidenform bilden, und dass dem Boden (24) gegenüber ein Kupplungselement (22) das flexible Gebinde (20) standardisiert abdichtbar anbietend an öffnungsseitige Enden (28) der Seitenwände (26) angeschlossen ist.
  5. Verfahren zum Mischen des Schüttgutes in einem flexiblen Gebinde (20), wobei das flexible Gebinde (20) in einem Gestell (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 aufgespannt wird, um mittels Spannflächen (12) des Gestells (10) zumindest beinahe eine definierte Körperform zwangsweise anzunehmen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Seitenwände (26) und / oder ein Boden (24) des flexiblen Gebindes (20) zu flachen Teilflächen gespannt werden und/oder an feste Wände anschmiegend angelegt werden.
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