IT201800020860A1 - Sistema automatizzato ad elaboratore per il controllo della qualita' asettica in un impianto di trattamento di contenitori e relativo metodo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“SISTEMA AUTOMATIZZATO AD ELABORATORE PER IL CONTROLLO DELLA QUALITA' ASETTICA IN UN IMPIANTO DI TRATTAMENTO DI CONTENITORI E RELATIVO METODO”
La presente invenzione è relativa ad un sistema automatizzato ad elaboratore per il controllo della qualità asettica in un impianto di trattamento di contenitori e ad un relativo metodo di controllo.
In generale, la presente soluzione può essere utilizzata in impianti di trattamento di qualsiasi tipo di contenitori, come bottiglie (o altro genere di involucri) di vetro, plastica (PET), alluminio, acciaio e materiali compositi, e con qualsiasi tipo di prodotti versabili per il riempimento degli stessi contenitori, compresi liquidi gasati, quali acqua gasata, bevande analcoliche, birra; liquidi non gasati, come acqua naturale, succhi, tè, integratori sportivi, vino; detergenti liquidi, emulsioni, sospensioni o liquidi ad alta viscosità.
La seguente trattazione farà particolare riferimento, ma senza perdere generalità ad un impianto di riempimento di contenitori, in particolare bottiglie, con un liquido versabile, in particolare per uso alimentare.
Come noto, un impianto di riempimento di contenitori comprende un numero di macchine di trattamento disposte a formare una linea di lavorazione, tra cui:
una macchina formatrice, ad esempio soffiatrice, atta a formare, ad esempio per soffiatura, contenitori da riempire a partire dalle cosiddette preforme;
una macchina riempitrice, atta a riempire i contenitori con un prodotto versabile, ad esempio una bevanda gasata per uso alimentare;
una macchina tappatrice, atta a tappare i contenitori riempiti;
una macchina etichettatrice, atta ad etichettare i contenitori riempiti; ed
una macchina di imballaggio, atta a realizzare un opportuno imballaggio dei contenitori, al termine della linea di lavorazione per il loro successivo trasporto.
L’impianto di riempimento può includere inoltre ulteriori macchine di trattamento, quali ad esempio una macchina sterilizzatrice, una macchina palletizzatrice, ecc.
In generale, ciascuna macchina di trattamento comprende: un percorso di ingresso atto a ricevere una successione di contenitori da trattare; un percorso di lavorazione, tipicamente comprendente un trasportatore rotante (cosiddetto "carosello"), che porta un numero di unità di lavorazione, ciascuna atta ad eseguire operazioni di lavorazione su un rispettivo contenitore; ed un percorso di uscita, atto a trasferire i contenitori lavorati verso una macchina di trattamento successiva nella linea di lavorazione nell’impianto di trattamento dei contenitori. Generalmente, i contenitori vengono trasferiti tra le varie macchine di trattamento mediante ruote di trasferimento o nastri trasportatori.
In modo noto, negli impianti di riempimento di contenitori devono essere rispettati stringenti requisiti igienici per assicurare la qualità e le prestazioni asettiche dei contenitori riempiti e del liquido in essi contenuto.
Ad esempio, opportuni accorgimenti vengono presi per rendere una o più delle macchine di trattamento dell’impianto, in tutto o in parte, asettiche; e viene inoltre implementato un insieme di procedure mirate a garantire la sterilità, mediante un sistema di analisi dei rischi e di controllo dei punti critici, cosiddetto sistema HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points). Come noto, il sistema HACCP si basa sul monitoraggio nelle macchine di trattamento dei contenitori di “punti critici” in cui si prospetta un pericolo di contaminazione, sia di natura biologica che chimica o fisica, e la sua finalità è quella di individuare ed analizzare pericoli e mettere a punto accorgimenti adatti per il loro controllo.
La presente Richiedente ha verificato tuttavia che esistono ad oggi numerosi elementi dell’impianto di trattamento che non vengono considerati dal sistema HACCP o da analoghi accorgimenti finalizzati al mantenimento delle caratteristiche asettiche del prodotto, in quanto non ritenuti critici; tali elementi sono ad oggi considerati solamente come buone pratiche operative di un’azienda produttrice. In particolare, la presente Richiedente ha verificato che ai suddetti elementi attualmente non considerati sono tuttavia associati importanti parametri e requisiti igienici e operativi che contribuiscono anche in maniera rilevante alla qualità asettica dei prodotti.
Ad oggi, non esiste dunque la possibilità di monitorare tali parametri ed avere indicazioni sul soddisfacimento dei corrispondenti requisiti igienici.
Scopo della presente invenzione è quello di fornire una soluzione che consenta di risolvere le problematiche precedentemente evidenziate.
Secondo la presente invenzione vengono forniti un sistema ed un metodo di controllo della qualità asettica in un impianto di trattamento di contenitori, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la Figura 1 è uno schema a blocchi di massima di un impianto di riempimento di contenitori;
- la Figura 2 è uno schema a blocchi di un sistema di controllo della qualità asettica nell’impianto di riempimento di Figura 1; e
- le Figure 3 e 4 mostrano diagrammi di flusso schematici di operazioni svolte dal sistema di controllo di Figura 2, per la supervisione ed il controllo della qualità asettica.
Come sarà chiarito in seguito, un aspetto della presente soluzione prevede di realizzare un sistema automatizzato ad elaboratore per il controllo della qualità asettica di un impianto di trattamento di contenitori, attraverso il controllo e l’elaborazione di parametri tecnologici di processo associati alla linea di lavorazione dei contenitori (includente le relative macchine di trattamento) ed inoltre, in maniera congiunta, di ulteriori parametri ad oggi non considerati ad esempio in sistemi HACCP, in quanto non ritenuti critici, ma che la presente Richiedente ha determinato rappresentare requisiti igienici e operativi che contribuiscono in maniera rilevante alla qualità asettica dei prodotti (puramente a titolo di esempio, dati di laboratorio relativi ad analisi microbiologiche, informazioni di comportamento degli operatori, informazioni circa materiali di stoccaggio in magazzino, informazioni di trasporto dei materiale, ecc.).
La presente soluzione consente in tal modo di supervisionare e controllare in maniera completa la qualità asettica dell’impianto di trattamento di contenitori, apportare eventuali azioni correttive e ridurre in maniera preventiva la quantità di prodotto non sterile, al fine di massimizzare le prestazioni asettiche dello stesso impianto di trattamento.
Come mostrato schematicamente in Figura 1, un impianto di trattamento di contenitori, nell’esempio un impianto di riempimento, indicato nel suo insieme con 1, comprende in generale:
una prima unità di magazzino 2, per lo stoccaggio di ingredienti e di elementi richiesti per la preparazione del prodotto versabile per il riempimento dei contenitori;
una seconda unità di magazzino 3, per lo stoccaggio di contenitori vuoti o di preforme;
un’unità di ricezione e preparazione 4, destinata a ricevere gli ingredienti ed i contenitori vuoti (o preforme), rispettivamente dalla prima e dalla seconda unità di magazzino 2, 3 ed attuare opportune azioni di preparazione ed elaborazione degli stessi;
una linea di lavorazione 5, che riceve in ingresso gli ingredienti ed i contenitori vuoti (o preforme) dall’unità di ricezione e preparazione 4 ed è configurata per la loro lavorazione e la fornitura in uscita di contenitori riempiti; in particolare, la linea di lavorazione 5 comprende una porzione principale di linea 5', destinata alle operazioni principali di formatura dei contenitori, di riempimento e tappatura (e comprendente a tal fine, tra l’altro, una macchina di formatura 5a, una macchina di riempimento 5b ed una macchina di tappatura e sterilizzazione tappi 5c), ed una porzione finale di linea 5" (cosiddetta “end-of-line”), destinata alle operazioni finali di etichettatura ed imballaggio dei contenitori riempiti (e comprendente a tal fine, tra l’altro, una macchina etichettatrice 5d, una machina di confezionamento 5e ed una macchina pallettizzatrice 5f);
una terza unità di magazzino 6, al termine della linea di lavorazione 5, per lo stoccaggio dei contenitori riempiti, prima del loro trasporto;
una unità di trasporto 7, atta ad eseguire operazioni legate al trasporto dei contenitori riempiti;
una quarta unità di magazzino 8, per lo stoccaggio di parti di ricambio per la sostituzioni di parti ed elementi dell’impianto di trattamento 1; ed
un laboratorio microbiologico 9, operativamente accoppiato ad una o più delle, preferibilmente a tutte le parti suddette dell’impianto di trattamento 1 (in particolare, alle unità di magazzino 2, 3, 6, 8, all’unità di ricezione e preparazione 4, alla linea di lavorazione 5 ed all’unità di trasporto 7), atto ad eseguire analisi microbiologiche per la valutazione della qualità del prodotto, sulla base di campionamenti di contenitori (vuoti o, anche solo parzialmente, riempiti) in corrispondenza di punti di campionamento lungo la linea di lavorazione 5 (e preferibilmente in corrispondenza inoltre delle unità di magazzino 2, 3, 6, 8, dell’unità di ricezione e preparazione 4 e dell’unità di trasporto 7).
Ad esempio, le suddette analisi microbiologiche possono essere relative: alla qualità microbiologica del prodotto o contenitore; alla difettosità microbiologica; ad informazioni organolettiche e nutrizionali del prodotto; a perdite (“leakage”) o altri difetti dei contenitori; al contenuto residuo di ossigeno o altri gas; ecc.
Secondo un aspetto particolare della presente soluzione, l’impianto di trattamento 1 comprende inoltre un sistema di controllo 10 per la supervisione ed il controllo della qualità asettica dei contenitori e del relativo prodotto; tale sistema di controllo 10 è implementato mediante elaboratore, in una unità di elaborazione 12, accoppiata all’impianto di trattamento 1, preferibilmente disposta all’interno dello stesso impianto di trattamento 1, nell’esempio raffigurato in corrispondenza della porzione principale 5' della linea di lavorazione 5.
L’unità di elaborazione 12 è dotata di un processore, microcontrollore o analogo modulo di elaborazione digitale, e di una opportuna memoria non volatile memorizzante istruzioni per elaboratore finalizzate all’implementazione di un metodo di supervisione e controllo della qualità asettica, come sarà discusso in dettaglio in seguito.
In particolare, l’unità di elaborazione 12 è configurata in modo da monitorare una pluralità di parametri relativi all’impianto di trattamento 1, acquisendo dati da relativi sensori accoppiati alla linea di lavorazione 5 ed inoltre da ulteriori sensori disposti fuori dalla stessa linea di lavorazione 5 (ad esempio in corrispondenza delle unità di magazzino 2, 3, 6, 8, dell’unità di ricezione e preparazione 4 e/o dell’unità di trasporto 7); l’unità di elaborazione 12 è inoltre operativamente accoppiata al laboratorio microbiologico 9, per acquisire dati di qualità relativi alle analisi ed alle valutazioni di qualità effettuate sulla base dei campionamenti di contenitori effettuati lungo la linea di lavorazione 5 o al di fuori della stessa.
In maniera che risulterà evidente, i suddetti sensori possono essere di svariate tipologie, ad esempio includendo: sensori di qualità dell’aria; sensori di pressione; sensori di peso; sensori di livello; sensori di temperatura; sensori di umidità; sensori di presenza; sensori di immagine; ecc. (in generale, potendo essere utilizzata una qualsiasi tipologia di sensore adatto al monitoraggio dei parametri di interesse per la supervisione ed il controllo della qualità asettica del prodotto e dei contenitori).
In particolare, l’unità di elaborazione 12 è configurata per eseguire un programma per elaboratore basato su una logica funzionale, che mette in relazione i parametri tecnologici di processo e la qualità microbiologica del prodotto (e/o dei contenitori). In particolare, la relazione tra i parametri tecnologici rilevati tramite i sensori ed il grado di sterilità valutato mediante i dati di qualità acquisiti dal laboratorio microbiologico 9 è definita con modelli matematici e algoritmi specifici basati inizialmente sull’esperienza e validati successivamente sul campo, su dati reali, da parte del sistema di controllo 10. La qualità asettica della produzione viene quindi valutata in maniera multifattoriale e può inoltre essere predetta attraverso un modello predittivo su base statistica.
Secondo un aspetto particolare della presente soluzione, l’unità di elaborazione 12 è configurata in modo da controllare il campionamento in linea (o fuori linea) dei contenitori in fase di riempimento (o ancora da riempire o già riempiti), che viene dimensionato in maniera opportuna (ad esempio in termine di frequenza e/o quantità) in base ai valori assunti, o alla tendenza stimata, dei parametri monitorati e ad un associato grado di pericolosità per le prestazioni asettiche dell’impianto di trattamento 1.
In maggiore dettaglio, e come mostrato schematicamente in Figura 2, il sistema di controllo 10, implementato dall’unità di elaborazione 12, comprende:
un primo modulo di acquisizione 14, configurato in modo da acquisire prime misure da primi sensori 15 associati alla linea di lavorazione 5, ed in particolare accoppiati a relative macchine di trattamento ed eventualmente anche associati all’ambiente in cui le macchine di trattamento sono disposte ed al comportamento ed alle operazioni svolte da operatori delle stesse macchine di trattamento (in generale, tali primi sensori 15 consentono di rilevare ogni parametro ritenuto rilevante per le prestazioni asettiche relativamente alla linea di lavorazione 5);
un secondo modulo di acquisizione 16, configurato in modo da acquisire seconde misure da secondi sensori 17 associati alle parti dell’impianto di trattamento 1 esterne alla linea di lavorazione 5, ed in particolare accoppiati a relativi elementi dell’impianto ed eventualmente anche associati all’ambiente in cui tali elementi sono disposti ed al comportamento ed alle operazioni svolte dagli operatori (in generale, tali secondi sensori 17 consentono di rilevare ogni parametro ritenuto rilevante per le prestazioni asettiche esternamente alla linea di lavorazione 5); in particolare, tale secondo modulo di acquisizione è inoltre configurato in modo da acquisire dati di qualità dal laboratorio di microbiologico 9, relativi all’analisi dei campionamenti eseguiti;
un primo modulo di controllo campionamento 18, configurato in modo da controllare, come indicato in precedenza, il campionamento in linea di contenitori ed in particolare in modo da dimensionarne la quantità e/o frequenza in base alle misure ed ai dati di qualità acquisiti; ed
un secondo modulo di controllo campionamento 19, configurato in modo da controllare il campionamento fuorilinea di contenitori ed in particolare in modo da dimensionarne la quantità e/o frequenza in base alle misure ed ai dati di qualità acquisiti.
Secondo un aspetto della presente soluzione, il sistema di controllo 10 comprende inoltre:
un modulo di indicazione qualità 20, configurato in modo da fornire un’indicazione della qualità asettica della produzione, sulla base delle misure e dei dati di qualità acquisiti, ed in particolare sulla base della deviazione rispetto a valori attesi o di riferimento;
un modulo di predizione qualità 22, configurato in modo da fornire una predizione della qualità asettica della produzione, sulla base delle stesse misure e degli stessi dati di qualità acquisiti;
un modulo di intervento 24, configurato in modo da determinare opportune azioni correttive sull’impianto di trattamento 1 (nella linea di lavorazione 5 o al di fuori della stessa) al fine di preservare o migliorare la qualità asettica della produzione, in funzione dell’indicazione e/o della predizione di qualità;
un modulo di allarme 25, configurato in modo da attivare eventuali segnalazioni di allarme (visivo, sonoro o di altra natura), in seguito alla determinazione di una deviazione significativa dei parametri monitorati e di un associato rischio per la qualità asettica; ed
un modulo di guida 26, configurato in modo da fornire ad operatori dell’impianto di trattamento 1 opportuni suggerimenti, consigli e/o linee guida di intervento al fine di preservare o migliorare la qualità asettica della produzione, in funzione dell’indicazione e/o della predizione di qualità.
Con riferimento alla Figura 3, vengono ora descritte operazioni svolte dal sistema di controllo 10 e dalla relativa unità di elaborazione 12, finalizzate all’impostazione e regolazione del sistema stesso.
In dettaglio, una prima fase prevede di identificare i parametri dell’impianto di trattamento 1 da monitorare e valutare ai fini del controllo della qualità asettica della produzione.
A tal fine, fase 30, il sistema di controllo 10 prende dapprima in considerazione tutti gli elementi (macchinari, componenti, unità) ritenuti significativi per la sterilità del prodotto lungo l’intero flusso di produzione (all’interno della linea di lavorazione 5 ed all’esterno della stessa), l’ambiente ed inoltre gli operatori associati agli stessi elementi.
A titolo puramente esemplificativo e facendo riferimento all’impianto di trattamento 1 descritto in precedenza (per semplicità, senza rispetto della successione delle operazioni lungo la linea di lavorazione), i suddetti parametri possono riguardare: la macchina riempitrice; la macchina soffiatrice; la macchina tappatrice; la macchina sterilizzatrice ed il prodotto fornito dalla stessa macchina; la zona di preparazione e/o formulazione del contenuto versabile (ad esempio delle bevande); le materie prime; la zona di stoccaggio delle materie prime; l’imballaggio; la sala di stoccaggio degli imballaggi; il trasporto dell’imballaggio; il trasporto dei contenitori riempiti; la stampante delle etichette; l’operatore addetto all’ispezione dei contenitori e dell’imballaggio; la macchina fardellatrice; la macchina palletizzatrice; l’ambiente dove è installata la linea di lavorazione 5; l’operatore e i suoi comportamenti; il laboratorio di controllo qualità microbiologico e qualitativo; l’ufficio di manutenzione; il magazzino dei componenti per la manutenzione; i sistemi di controllo in linea robotici per l’analisi dei contenitori (ad esempio in termini della coppia di apertura, dell’integrità sigillo, della CO2 dispersa, ecc.); le utenze e la loro qualità.
Per ognuno degli elementi dell’impianto di trattamento 1, vengono identificati, fase 31, rispettivi parametri significativi a cui la sterilità è collegata, che rappresentano gli ingressi (“input”) del sistema di controllo 10.
Per ogni input viene quindi identificato, fase 32, un rispettivo sensore (o un numero opportuno di sensori) in linea o fuori linea, fornente relative misure o dati di qualità (ad esempio i dati di qualità provenienti dal laboratorio microbiologico 9), relativi al parametro di interesse.
Per ogni parametro, viene inoltre identificata, fase 33, la fase operativa durante le operazioni di trattamento dei contenitori, in cui questo parametro verrà controllato e per cui si ritiene possa esserci un legame con la sterilità del prodotto.
Per ogni parametro viene quindi definito, fase 34, un grado o livello di rischio, una sua severità e una probabilità o frequenza di avvenimento. Ad esempio, il livello di rischio può essere descritto con un valore numerico da ‘1’ a ‘5’, dove 1 rappresenta un rischio molto basso, ‘2’ rappresenta un rischio basso, ‘3’ rappresenta un rischio medio, ‘4’ rappresenta un rischio alto e ‘5’ rappresenta un rischio molto alto.
Inoltre, fase 35, per ogni deviazione dei parametri considerati rispetto a valori attesi o di riferimento, il sistema di controllo 10 definisce una corrispondente dimensione (o frequenza) variabile di campionamento dei contenitori in linea o fuori-linea, in base al grado di rischio e probabilità di contaminazione del prodotto a cui quella deviazione è associata, tramite un modello matematico o algoritmo su base statistica (che sarà successivamente affinato sulla base dei dati acquisiti durante l’effettiva operatività dell’impianto di trattamento 1).
In particolare, secondo un aspetto della presente soluzione, il sistema di controllo 10 prevede una fase di affinamento e validazione, fase 36, che viene svolta durante l’operatività dell’impianto di trattamento 1, ed è atta a validare, correggere o affinare il modello matematico o algoritmo preventivamente studiato su base statistica, sulla base delle misure e dei dati di qualità acquisiti. Si noti che, a tal fine, il sistema di controllo 10 può implementare una opportuna rete neurale o un analogo strumento di apprendimento automatico.
Con riferimento alla Figura 4, vengono ora illustrate operazioni svolte dal sistema di controllo 10 durante il funzionamento dell’impianto di trattamento 1, finalizzate alla massimizzazione delle prestazioni asettiche della linea produttiva.
In dettaglio, il sistema di controllo 10 prevede, fase 40, il monitoraggio, preferibilmente continuo ed in tempo reale, dei parametri tecnologici dell’impianto di trattamento 1, che sono stati identificati come rilevanti ai fini della prestazione asettica.
Per ognuno dei suddetti parametri, fase 41, il sistema di controllo 10 determina la deviazione rispetto al valore atteso o di riferimento.
In base alla suddetta deviazione ed all’associato grado o livello di rischio, il sistema di controllo 10 determina mediante calcolo quale deve essere l’associata dimensione (o frequenza) del campionamento dei contenitori (in linea e/o fuori linea), nella fase 42.
In particolare, il suddetto campionamento dei contenitori può essere vantaggiosamente realizzato in maniera automatizzata nell’impianto di trattamento 1, utilizzando opportuni robot automatici atti a cooperare con gli elementi (macchine, unità o componenti) dello stesso impianto di trattamento 1.
Inoltre, nuovamente sulla base della suddetta deviazione e dell’associato grado o livello di rischio ed inoltre sulla base del parametro di volta in volta considerato, fase 43, l’unità di elaborazione 12 esegue una (o più) delle seguenti azioni e modalità di intervento sull’impianto di trattamento 1:
- come mostrato nella fase 44, il sistema di controllo 10 può generare un messaggio di allerta o allarme all’operatore, che possa allertare relativamente al potenziale rischio di perdita di sterilità o di riduzione delle prestazioni asettiche della produzione (funzione cosiddetta di “alerting”);
- come mostrato nella fase 45, il sistema di controllo 10 può generare una guida per l’operatore con una procedura operativa dettagliata, di laboratorio e/o di manutenzione, in merito alle azioni da svolgere per ripristinare la condizione di normale funzionamento (funzione cosiddetta di “guiding”);
- come mostrato nella fase 46, il sistema di controllo 10 può regolare i parametri operativi in automatico al fine di riportare i valori tecnologici di interesse ai livelli normali di funzionamento (funzione cosiddetta di “intelliadjusting”);
- come mostrato nella fase 47, il sistema di controllo 10 può predire in anticipo una tendenza alla deviazione delle modalità operative e correggere in maniera automatica e preventiva il funzionamento al fine di ridurre le reali deviazioni e, di conseguenza, le non sterilità della produzione (funzione cosiddetta “predictive”).
Vengono ora illustrati, a titolo puramente esemplificativo, alcune possibili situazioni di intervento del sistema di controllo 10, relativamente alle suddette modalità operative.
Esempio di monitoraggio di un parametro macchina: se l’operatore durante la produzione apre un numero di volte superiore ad un certo valore di riferimento le portelle delle zone cosiddette “grigie” dell’isolatore (zone di entrata ed uscita dei contenitori) vicino all’isolatore sterile, il sistema di controllo 10 allerta l’operatore del rischio e richiede un campionamento aggiuntivo dimensionato al grado di rischio associato e alla probabilità stimata di contaminare l’isolatore (modalità operativa di “alerting”).
Esempio dato di laboratorio sul confezionamento: se la carica microbica del confezionamento (“packaging”) analizzata in ingresso alla linea di lavorazione 5 è superiore ad un certo valore limite, per cui il processo asettico di riempimento è stato progettato per garantire la sicurezza alimentare, il sistema di controllo 10 allerta l’operatore e determina un campionamento aggiuntivo di contenitori riempiti e stoccati a magazzino; se l’analisi del packaging è stata realizzata preventivamente in ingresso all’impianto di trattamento 1 o durante lo stoccaggio del materiale e si conosce l’esito dell’analisi prima di processare il packaging, allora il sistema di controllo 10 allerta l’operatore e richiede lo smaltimento del packaging in anticipo rispetto all’ingresso nella linea di lavorazione 5 (modalità operativa di “alerting”);
Esempio dato di laboratorio sull’ambiente: se la carica microbica dell’ambiente in cui è installata la linea di lavorazione 5 (o parte della stessa linea di lavorazione 5) risulta superiore ad un certo valore limite prestabilito, il sistema di controllo 10 allerta l’operatore e determina un campionamento aggiuntivo perché considera il rischio di contaminazione e di avere un intasamento dei filtri più rapido; allo stesso tempo, il sistema di controllo 10 richiede all’operatore di migliorare l’igiene dell’ambiente attraverso opportune azioni di pulizia e sanitizzazione con il supporto di linee guida per l’intervento (modalità operativa di “guiding”);
Esempio dato macchina: se una valvola di riempimento gocciola e non chiude in maniera corretta, il sistema di controllo 10 allerta l’operatore del rischio di non chiudere correttamente il contenitore a causa dei possibili residui di materiale su una porzione di chiusura del contenitore stesso e determina inoltre un campionamento aggiuntivo (modalità operativa di “alerting”); allo stesso tempo, il sistema di controllo 10, se la modalità di guasto è legata ai parametri di riempimento, modula i parametri tecnologici per evitare il suddetto gocciolamento (modalità “intelliadjusting”); inoltre, se il sistema di controllo 10 registra una tendenza significativa al gocciolamento nonostante la correzione dei parametri tecnologici verso i parametri ottimali, allora lo stesso sistema di controllo 10 allerta in maniera predittiva l’operatore sulle opportune azioni di manutenzione prima che il sistema fallisca generando una contaminazione massiva del prodotto (modalità “predictive”).
I vantaggi della presente soluzione emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente.
Si sottolinea in ogni caso che il sistema di controllo descritto consente di monitorare in maniera automatica la qualità asettica della produzione in un impianto di trattamento di contenitori e di apportare efficaci azioni di controllo, anche in modalità predittiva, al fine di massimizzare la prestazione asettica. In particolare, il sistema prevede di determinare opportune variazioni al campionamento dei contenitori lungo la linea di produzione o al di fuori della stessa linea di produzione, in modo tale da monitorare in maniera più o meno frequente la qualità degli stessi contenitori; inoltre, il sistema prevede di eseguire opportune azioni automatiche sull’impianto di trattamento, finalizzate al recupero delle prestazioni asettiche e/o per allertare e/o guidare in maniera opportuna gli operatori al fine di risolvere eventuali problematiche e l’associata riduzione di prestazione asettica.
Vantaggiosamente, la presente soluzione prevede il monitoraggio non solo di parametri tecnologici legati alla linea di lavorazione e agli associati elementi dell’impianto di trattamento, ma, più in generale, di monitorare parametri anche esterni alla stessa linea di lavorazione, ad esempio associati allo stoccaggio dei contenitori vuoti o riempiti o allo stoccaggio delle materie prime; oppure associati alle analisi di laboratorio effettuate sui contenitori o sull’ambiente di lavorazione; oppure associati ai comportamenti degli stessi operatori che operano all’interno dell’impianto di produzione.
In altre parole, il sistema descritto consente un monitoraggio automatico completo di tutti i parametri che possano in modo rilevante impattare sulla qualità asettica della produzione.
Inoltre, vantaggiosamente, il sistema di controllo prevede un affinamento continuo (in particolare tramite reti neurali o analoghi strumenti) ed una evoluzione delle logiche e degli algoritmi implementati per la valutazione del rischio e delle associate modalità operative.
Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.
In particolare, si sottolinea che la soluzione descritta può essere vantaggiosamente applicata indipendentemente dalla tipologia di impianto di trattamento o di contenitori in lavorazione (la precedente descrizione di una possibile applicazione avendo infatti carattere puramente esemplificativo).
Inoltre, si evidenzia che possono vantaggiosamente essere monitorati da parte del sistema di controllo anche parametri esterni all’impianto di trattamento, ma che possano impattare sulla qualità asettica, ad esempio associati al comportamento di soggetti esterni che si occupino della distribuzione finale dei contenitori riempiti.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema (10) di supervisione e controllo di qualità asettica in un impianto (1) di trattamento di contenitori, comprendente un’unità di elaborazione (12), operativamente accoppiata a detto impianto (1) e configurata in modo da: definire una pluralità di parametri associati ad elementi di detto impianto (1) rilevanti per la qualità asettica di detti contenitori e/o di un prodotto contenuto in detti contenitori; monitorare detti parametri durante il funzionamento dell’impianto (1); e controllare un campionamento di detti contenitori, da eseguire al fine della valutazione della qualità asettica, in funzione dei parametri monitorati.
- 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità di elaborazione (12) è configurata in modo da determinare una deviazione di detti parametri rispetto ad un valore di riferimento e comprende inoltre un modulo di controllo campionamento (18, 19), configurato in modo da controllare detto campionamento mediante una logica che associa a detta deviazione una dimensione o frequenza di detto campionamento.
- 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui detta logica è determinata mediante modelli matematici su base statistica ed è affinata da parte di detta unità di elaborazione (12) durante l’operatività di detto impianto (1) mediante strumenti di apprendimento automatico.
- 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto impianto (1) comprende una linea di lavorazione (5) di detti contenitori ed elementi (2, 3, 4, 6, 7, 8) esterni a detta linea di lavorazione (5); in cui detti parametri monitorati sono associati a detta linea di lavorazione (5) ed inoltre ad uno o più di detti elementi (2, 3, 4, 6, 7, 8) esterni a detta linea di lavorazione (5).
- 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, in cui detti elementi (2, 3, 4, 6, 7, 8) esterni a detta linea di lavorazione (5) includono un laboratorio di analisi microbiologiche (9) atto ad eseguire analisi associate a detto impianto (1), sulla base del campionamento di detti contenitori.
- 6. Sistema secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui il campionamento di detti contenitori è eseguito in corrispondenza di detta linea di lavorazione (5) e/o o di uno o più di detti elementi (2, 3, 4, 6, 7, 8) esterni a detta linea di lavorazione (5).
- 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaborazione (12) è inoltre configurata in modo da fornire un’indicazione della qualità asettica della produzione e/o una predizione della qualità asettica della produzione, sulla base di detti parametri monitorati.
- 8. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaborazione (1) è inoltre configurata in modo da attivare interventi automatici su detto impianto (1) in funzione di detti parametri monitorati e di una associata valutazione o predizione di rischio relativo a detta qualità asettica.
- 9. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaborazione (12) è inoltre configurata in modo da generare una segnalazione di allerta o allarme e/o attivare una procedura di assistenza o guida per un operatore di detto impianto (1) in funzione di detti parametri monitorati e di una associata valutazione o predizione di rischio relativo a detta qualità asettica.
- 10. Impianto (1) di trattamento di contenitori, comprendente il sistema di controllo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
- 11. Impianto secondo la rivendicazione 10, comprendente una linea di lavorazione (5) di detti contenitori ed elementi (2, 3, 4, 6, 7, 8) esterni a detta linea di lavorazione (5); comprendente inoltre una prima pluralità di sensori (15) operativamente accoppiati a detto sistema di controllo (10) per l’acquisizione di primi parametri associati a detta linea di lavorazione (5) ed inoltre una seconda pluralità di sensori (17) operativamente accoppiati a detto sistema di controllo (10) per l’acquisizione di secondi parametri associati ad uno o più di detti elementi (2, 3, 4, 6, 7, 8) esterni a detta linea di lavorazione (5).
- 12. Metodo di supervisione e controllo della qualità asettica in un impianto (1) di trattamento di contenitori, comprendente: definire una pluralità di parametri di detto impianto (1) rilevanti per la qualità asettica di detti contenitori e/o di un relativo prodotto contenuto in detti contenitori; monitorare detti parametri durante il funzionamento dell’impianto (1); e controllare un campionamento di detti contenitori, da eseguire al fine della valutazione di qualità, in funzione dei parametri monitorati.
- 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente determinare una deviazione di detti parametri rispetto ad un valore di riferimento e controllare detto campionamento mediante una logica che associa a detta deviazione una dimensione o frequenza di detto campionamento.
- 14. Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, comprendente inoltre attivare interventi automatici su detto impianto (1) in funzione di detti parametri monitorati e di una associata valutazione o predizione di rischio relativo a detta qualità asettica.
- 15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12-14, comprendente: definire detti parametri; associare ad una deviazione di detti parametri rispetto ad un valore atteso o di riferimento, una corrispondente dimensione o frequenza variabile di campionamento di detti contenitori, in base al grado di rischio e probabilità di contaminazione del prodotto a cui la deviazione è associata tramite un modello matematico su base statistica; ed affinare detto modello sulla base dei dati acquisiti durante l’effettiva operatività dell’impianto (1) mediante uno strumento di apprendimento automatico.
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