DE10246659A1

DE10246659A1 - Verfahren und Vorrichtung zum dosierten Befüllen von Behältnissen mit mikronisiertem Pulver

Info

Publication number: DE10246659A1
Application number: DE2002146659
Authority: DE
Inventors: Markus Bohn
Original assignee: Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Current assignee: Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-15

Abstract

Ein Verfahren zum dosierten Befüllen von Behältnissen (30) mit mikronisiertem Pulver (12) nutzt eine Vorrichtung wie folgt: DOLLAR A Die Vorrichtung besitzt einen das Pulver (12) aufnehmenden Behälter (10) mit einer Auslauföffnung (16) für das Pulver. Die Behältnisse (30, 32) sind nacheinander unterhalb der Auslauföffnung (16) positionierbar. Ein Stempel (18) ist in das im Behälter (10) vorhandene Pulver (12) eintauchbar vorhanden. Der Stempel (18) ist bis in die Auslauföffnung (16) eintauchbar verstellbar; die in Verstellrichtung des Stempels (18) senkrechten Querschnittsabmessungen sowohl des Stempels (18) als auch der Auslauföffnung (16) sind einander derart angepasst, dass durch Eintauchen des Stempels (18) in die Auslauföffnung (16) hinein ein die Auslauföffnung (16) verschließender Pulver-Pfropfen (12.4) aus verdichtetem Pulver (12) herstellbar ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dosierten Befüllen von Behältnissen mit mikronisiertem Pulver. Die einzelnen Teilchen solcher Pulver sind äußerst klein; ihr Gewicht bewegt sich etwa zwischen 5 und 20 μg (Mikrogramm). Das Befüllen von Behältnissen mit derartigen Pulvern ist technologisch nicht einfach, da solche Pulver nicht fließfähig und daher besonders schwierig zu handhaben sind.
STAND DER TECHNIK
Mikronisierte Pulver der vorstehenden Art werden beispielsweise als Arzneimittel verwendet. So können von Patienten die jeweils aus einem Behältnis entnommene Kleinstmenge eines entsprechenden Arzneimittels mittels eines Inhaliergerätes als Luft-Pulver-Gemisch (Aerosol) inhaliert werden.
Aus der DE 100 46 127 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dosierten Befüllen von Behältnissen der eingangs genannten Art mit mikronisierten Pulvern bekannt. Die entsprechende Vorrichtung verwendet eine Dosierwalze, in der jeweils eine eine bestimmte Dosis an Pulver aufnehmende Dosieraussparung vorhanden ist. Die Dosierwalze wird mit ihrer Dosieraussparung unter der Auslauföffnung eines das mikronisierte Pulver aufnehmenden Behälters positioniert. Dann wird durch die Dosieraussparung hindurch mittels Unterdruck Pulver aus dem Behälter durch dessen Auslauföffnung hindurch in die eine oder auch in mehrere Dosieraussparungen hineingesaugt. Das mikronisierte Pulver ist bei diesem Vorgang als lose Schüttung in dem Behälter vorhanden. Aufgrund der Erkenntnis, dass gleiche Schüttungsverhältnisse des im Behälter vorrätig gehaltenen Pulvers vorteilhaft sind, um jeweils gleich große Pulvermassen in die einzelnen Behältnisse einfüllen zu können, sind bei dieser vorbekannten Vorrichtung zwei Egalisiereinrichtungen für das Pulverbett vorgesehen. Mit einer ersten Egalisiereinrichtung wird die Oberfläche des in dem Behälter vorrätig gehaltenen Pulvers egalisiert mittels einer durch das Pulverbett hindurchgezogenenzweiten Egalisiereinrichtung wird versucht, die Druckverteilung innerhalb des Pulvers möglichst gleich zu halten. Gleiche Verhältnisse innerhalb des Pulverbettes sollen ermöglichen, dass aus dem Pulverbett jeweils gleich große Pulvermassen herausgesaugt und in Behältnisse abgefüllt werden können. Bei dieser Vorrichtung wird vor dem Absaugen von Pulver das Pulverbett oberhalb der Dosieraussparung der Dosierwalze mittels eines Pressstempels verdichtet. Es wird das Pulver also aus einem verdichteten Pulverbett abgesaugt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Verdichten des in der Kammer vorhandenen Pulvers ein Pulverbereich erzeugt werden kann, in welchem das Pulver räumlich sehr gleichmäßig verteilt ist. Eine gleiche Verteilung von Pulver ist Voraussetzung dafür, dass in einem bestimmten Raumvolumen immer eine gleich große Menge (Masse) an Pulver vorhanden ist. Bei dieser Vorrichtung muss allerdings die untere Auslauföffnung im Behälter immer abgedeckt werden; entweder durch Positionieren der Dosieraussparung unterhalb der Auslauföffnung oder durch Anlage der geschlossenen Walzenoberfläche unter der Auslauföffnung. Dadurch soll verhindert werden, dass Pulver unkontrolliert durch die Behälteröffnung herausfallen und ins Freie gelangen kann.
Aus der US 6,226,962 B1 ist bekannt, das in einem Behälter vorrätig gehaltene Pulver nicht mittels Saugdruck sondern mittels in dem Behälter erzeugten Überdruckes aus den im Boden des Behälters vorhandenen Auslauföffnungen hindurch in darunter befindliche Behältnisse hineinzudrücken. Bei dieser Vorrichtung kann das Pulver unkontrolliert aus den Bodenöffnungen des Behälters herausrieseln und damit die Befüllvorrichtung verschmutzen, wenn kein zu befüllendes Behältnis unter dem Behälter positioniert ist. Neben dieser Gefahr der Verschmutzung stellt solches nicht abgefülltes Pulver eine Verschwendung dar, die insbesondere bei sehr teueren Arzneimittel-Pulvern wirtschaftlich äußerst unerwünscht ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich günstige Möglichkeit zum Abfüllen von mikronisiertem Pulver anzugeben.
Diese Erfindung ist für ein Verfahren zum dosierten Befüllen von Behältnissen mit mikronisiertem Pulver durch den Patentanspruch 1 und für eine Vorrichtung, auf der dieses Verfahren durchgeführt werden kann, durch den nebengeordneten Patentanspruch 7 gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen sowohl des Verfahrens als auch der Vorrichtung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet, dass das in der Auslauföffnung des Pulverbehälters lose befindliche Pulver zu einem die Auslauföffnung verschließenden Füllgut-Pfropfen verdichtet wird. Anschließend wird dann dieser Pfropfen nach Bildung eines entsprechend neuen, weiteren Pfropfens in ein bereitstehendes Behältnis verbracht. Der neue Pfropfen verschließt dann erneut die Auslauföffnung des Behälters, so dass Pulver nicht unkontrolliert aus dem Behälter herausfallen kann.
Das Verdichten des Pulvers innerhalb der Auslauföffnung des Behälters kann mittels eines Stopfstempels erfolgen, der aus dem Inneren des Behälters heraus in die zumindest eine Auslauföffnung entsprechend hineingeschoben wird. Während des, im Inneren der Auslauföffnung erfolgenden Verdichtungsvorganges kann vorgesehen werden, dass kein Pulver in die Auslauföffnung hineinrieseln und auf den dort befindlichen beispielsweise die Verdichtung bewirkenden Stempel herauffallen kann. Gegebenenfalls könnte beim Zurückziehen des Stempels aus der Auslauföffnung heraus das auf ihm gegebenenfalls befindliche Pulver wieder in den Behälter zurückgeschafft werden.
Die Masse des Pfropfens innerhalb der Auslauföffnung kann nach Abschluß eines jeweiligen Befüll-Vorganges gleich oder kleiner als das Volumen eines bereitstehenden Behältnisses sein. Einzelheiten für solche Verfüllverfahren bzw. für solche Verfahren ausübende Befüllvorrichtungen sind zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen und den entsprechenden Figurenbeschreibungen zu entnehmen. Dabei können nähere Ausgestaltungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung den in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmalen entnommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
1-6 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten,
7-12 eine Darstellung ähnlich der 1 bis 6,
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
In einem lediglich teilweise dargestellten Behälter 10 ist mikronisiertes Pulver 12 lose eingefüllt.
In dem Boden 14 des Behälters 10 ist eine Auslauföffnung 16 dargestellt, durch die Pulver 12 nach unten aus dem Behälter 10 entnommen werden kann .
In der Auslauföffnung 14 läßt sich ein Stopfstempel 18 einerseits bis in die Nähe der Mündungsöffnung 19 der Auslauföffnung 16 bewegen, wie noch nachstehend näher beschrieben wird. Andererseits kann der Stopfstempel auch nach oben aus der Auslauföffnung 16 heraus und dabei nach oben auch aus dem in dem Behälter 10 vorhandenen Pulver 12 herausgezogen werden (2).
In dem Behälter 10 sind ein linker und rechter Schieber 20, 22 so verstellbar gelagert, dass mittels dieser beiden Schieber 20, 22 das zwischen ihnen befindliche Pulver 12 in den Bereich der Auslauföffnung 16 oder aus demselben – im vorliegenden Beispielsfall nach rechts – weggeschoben werden kann (2, 3). Die beiden Schieber gleiten auf der inneren Oberfläche 24 des Bodens 14 entlang.
Im Bereich der Mündungsöffnung 19 läßt sich ein Pulver-Pfropfen 12.4 (1, 6) wie folgt bilden.
Auf einen in der Mündungsöffnung 19 vorhandenen Pulver-Pfropfen 12.4 wird durch Verschieben der beiden Schieber 20, 22 in ihre in 2 dargestellte Position das zwischen ihnen vorhandene Pulver 12 in den Bereich der Auslauföffnung 16 gebracht. Das Pulver 12 rieselt in die Auslauföffnung 16 hinein, so dass sich im Inneren der Auslauföffnung 16 das Pulver mit dem Bezugszeichen 12.1 lose eingefüllt befindet. Das Pulver 12.1 liegt dabei auf dem Pfropfen 12.4 auf (2) .
Nunmehr werden die beiden Schieber 20, 22 in ihre in 3 gezeigte rechte Stellung verfahren und das auf dem Boden 14 lose aufliegende Pulver 12 aus dem Bereich der Auslauföffnung 16 weggeschafft. Nunmehr wird der Stopfstempel 18 aus seiner oberhalb des Pulvers 12 befindlichen, in 2 gezeigten Position in den Bereich der Auslauföffnung 16 heruntergefahren. Sobald der Stopfstempel 18 in die Auslauföffnung 16 hineinfährt ( 4) wird das zwischen ihm und dem Pfropfen 12.4 befindliche Pulver zusammengepresst . In 4 ist ein teilverpresster Zustand dieses Pulvers mit dem Bezugszeichen 12.2 dargestellt.
Der Stopfstempel 18 fährt anschließend noch weiter in die Auslauföffnung 16 hinein. In seiner in 5 dargestellten Stellung ist oberhalb des vorhandenen Pfropfens 12.4 das Pulver zu einem weiteren Pfropfen 12.3 verdichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Massen 12.3 und 12.4 gleich groß, da die Pulver den gleichen Verdichtungsgrad haben und die Auslauföffnung 16 in Richtung der Bewegung des Stopfstempels 18 gleiche Querschnitte aufweisen, die Auslauföffnung 16 sich also nach oben oder unten nicht querschnittsmäßig verändert. In diesem Fall sind die Stärken 26 und 28 der beiden Pfropfen 12.3 und 12.4 gleich groß.
Durch anschließendes weiteres Herunterfahren des Stopfstempels 18 aus seiner in 5 dargestellten Position in seine in 6 dargestellte Position schiebt der Stempel 18 den Pfropfen 12.3 nach unten und dadurch den Pfropfen 12.4 aus der Auslauföffnung 16 heraus und in das darunter positionierte Behältnis 30 hinein. Das Behältnis 30 ist im vorliegenden Beispielsfall eine Blisterkammer eines Blisterbandstreifens 32. Anschließend hat der Pfropfen 12.3 die Position des ursprünglichen Pfropfens 12.4 eingenommen und ist zu einem neuen Pfropfen 12.4 geworden. Der in das Behältnis 30 eingeschobene Pfropfen 12.4 ist in dem Behältnis 30 mit dem Bezugszeichen 12.5 versehen.
Die 6 entspricht verfahrensmäßig der 1. Anschließend wird der Stopfstempel 18 nach oben aus der Auslauföffnung 16 wieder herausgehoben und in seine in 2 dargestellte Position oberhalb des Pulvers 12 verbracht. Nunmehr schließen sich die einzelnen Arbeitsschritte gemäß den 2, 3, 4 und 5 wieder an, so dass ein weiteres bereitstehendes Behältnis 30 mit einem Pfropfen 12.4 bzw. 12.5 befüllt werden kann.
Der Blisterbandstreifen wird bei dem dargestellten Beispielsfall unter der Auslauföffnung 16 mit dem darin steckenden Pfropfen quer hinwegbewegt, um eine definierte Bruchstelle zwischen dem in der Auslauföffnung 16 und dem im Behältnis befindlichen Pfropfen zu bekommen. Dabei wird der Pfropfen 12.5 vom Pfropfen 12.4 quer abgeschnitten. Dadurch sind reproduzierbare Massenverhältnisse der jeweils abgefüllten Pulvermengen 12.5 erreichbar.
Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 6 die Pfropfen 12.3 und 12.4 massenmäßig gleich groß sind, sind bei dem in den 7 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel die entsprechenden Massen ungleich. So ist der in der Auslauföffnung 16 zurückgebliebene, die Auslauföffnung 16 verschließende Pfropfen 12.4a massenmäßig kleiner als der in ein Behältnis 30 hineinzufüllende Pfropfen 12.4. Dies resultiert daher, dass der Stopfstempel 18 gemäß 5 bereits bei einer Eintauchtiefe 34 in die Auslauföffnung 16 hinein die für eine Pfropfenbildung gewünschte Dichte des Pulvers erzeugt hat, während gemäß 11 eine entsprechende Dichte erst bei einer Eintauchtiefe 36 erreicht ist. Diese unterschiedlichen Eintauchtiefen 34, 36 können durch unterschiedliche Pulverzusammensetzungen begründet sein. Es ist allerdings auch möglich, dass eine vergleichsweise stärkere Verdichtung und damit eine größere Eintauchtiefe 36 gewollt ist.
Die Verfahrensschritte gemäß den 7 bis 11 entsprechen den vorstehend bereits erläuterten Darstellungen gemäß den 1 bis 6. Die 11 unterscheidet sich von der 5 durch die mit 36 gegenüber 34 größere Eintauchtiefe. Aufgrund der größeren Verdichtung ist sowohl der Pfropfen 12.4a als auch der darüber gebildete neue Pfropfen 12.3a nicht so stark (hoch) wie die Pfropfen 12.4 bzw. 12.3. Dadurch füllt der Pfropfen 12.5a gegenüber dem Pfropfen 12.5 das Behältnis 30 vergleichsweise weniger aus.
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen wird von einer Auslauföffnung 16 in Form eines Zylinders ausgegangen. Die Querschnittsform dieses Zylinders ist konstant. Sie kann kreisförmig oder auch jede andere Form haben. Der Stempel 18 hat eine der Querschnittsform der Auslauföffnung vergleichbare Form. Es ist denkbar, die Auslauföffnung zu ihrer Mündungsöffnung 19 hin sich verjüngend auszubilden, um die Pfropfenbildung zu erleichtern.
Die untere Grenzlage des Stopfstempels kann abgestimmt werden durch das entsprechende Maximal-Maß seiner jeweiligen Eintauchtiefe. Der Stopfstempel kann auch kraftgesteuert sein, so dass immer dieselbe maximale Verdichtungskraft erreicht wird; der maximale Verdichtungsgrad der im Pulver erzeugten Verdichtung definiert dann die untere Grenzlage des Stopfstempels.

Claims

Verfahren zum dosierten Befüllen von Behältnissen (30) mit mikronisiertem Pulver (12), dadurch gekennzeichnet , dass a) in einem Behälter (10) vorrätig gelagertes Pulver (12) in zumindest einer Auslauföffnung (16) des Behälters (10) zu einem die Auslauföffnung verschließenden Pulver-Pfropfen (12.4, 12.4a) verdichtet wird, b) anschließend weiteres Pulver (12.1) innerhalb der Auslauföffnung (16) lose auf den Pfropfen (12.4, 12.4a) gebracht wird, c) anschließend dieses lose Pulver (12.1) zu einem neuen Pfropfen (12.3, 12.3a) verdichtet wird und der unter diesem neuen Pfropfen befindliche vorhandene Pfropfen (12.4, 12.4a) in ein bereitstehendes Behältnis (30) verbracht wird, d) anschließend wieder die Schritte b) und c) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – zum Befüllen eines Behältnisses (30) ein Stempel (18) in die Auslauföffnung (16) des Behälters (10) hineinbewegt wird, welcher bei dieser Bewegung loses Pulver (12.1), das auf einem vorhandenen Pulver-Pfropfen (12.4, 12.4a) aufliegt, zu einem neuen Pfropfen (12.3, 12.3a) verdichtet und dabei gleichzeitig den bereits vorhandenen Pfropfen (12.4, 12.4a) aus der Auslauföffnung (16) herausschiebt und als Pfropfen (12.5, 12.5a) in ein Behältnis (30) hineintransportiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass – das im Behälter (10) vorhandene Pulver (12) während der Zeit, in der Pulver (12.1) in der Auslauföffnung (16) verdichtet wird oder der Stempel (18) sich im Bereich der Auslauföffnung (16) befindet, aus dem Bereich dieser Auslauföffnung (16) entfernt gehalten wird, sodass kein Pulver während dieser Zeit in die Auslauföffnung (16) hineingeraten kann.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – mittels einer Schiebereinrichtung im Behälter befindliches Pulver relativ zur Auslauföffnung bewegbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – mittels der Schiebereinrichtung (20, 22) im Behälter (10) befindliches Pulver (12) in die Auslauföffnung (16) hinein geschoben oder von der Auslauföffnung (16) weggeschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Behälter mit seiner Auslauföffnung unter der Schiebereinrichtung derart bewegt wird, dass im Behälter befindliches Pulver in die Auslauföffnung hineinfallen oder nicht hineinfallen kann.
Vorrichtung zum dosierten Befüllen von Behältnissen (30) mit mikronisiertem Pulver (12), – mit einem das Pulver (12) aufnehmenden Behälter (10), – mit zumindest einer Auslauföffnung (16) für das Pulver (12) im Behälter (10), – mit Behältnissen (30, 32), die nacheinander unterhalb der oder den Auslauföffnungen (16) positionierbar sind, – mit zumindest einem Stempel (18), der in das im Behälter (10) vorhandene Pulver (12) eintauchbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Stempel (18) bis in eine Auslauföffnung (16) eintauchbar verstellbar ist, – die in Verstellrichtung des Stempels (18) senkrechten Querschnittsabmessungen sowohl des Stempels (18) als auch der Auslauföffnung (16) einander derart angepasst sind, dass – durch Eintauchen des Stempels (18) in die Auslauföffnung (16) hinein ein die Auslauföffnung (16) verschließender Pulver-Pfropfen (12.4, 12.4a) aus verdichtetem Pulver (12) herstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Auslauföffnung (16) die Form eines geraden Zylinders hat.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Auslauföffnung sich in Auslaufrichtung querschnittsmäßig verkleinert.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass – der Querschnitt der Auslauföffnung (16) kreisförmig ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Einrichtung zum Bewegen des Pulvers (12) relativ zur Auslauföffnung (16) des Behälters (10) derart vorhanden ist, dass entweder der Bereich der Auslauföffnung (16) von Pulver frei ist, sodass bei in die Auslauföffnung (16) eingetauchtem Stempel (18) kein Pulver (12) in die Auslauföffnung (16) hineingeraten kann, oder dass bei nicht in der Auslauföffnung befindlichem Stempel (18) Pulver (12) in die Auslauföffnung (16) hineinfallen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest ein Schieber (20, 22) auf der die Auslauföffnung (16) enthaltende Behälterwand (14) hin- und herbewegbar ist, derart, dass Pulver (12) entweder aus dem Bereich der Auslauföffnung (16) wegbewegbar oder in die Auslauföffnung (16) hineinbewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass – ein zu befüllendes Behältnis (30) zumindest mit seiner Einfüllöffnung relativ zu einem die Auslauföffnung (16) des Behälters verschließenden Pfropfen (12.4, 12.4a) derart bewegbar ist, dass – durch die Einfüllöffnung des Behältnisses (30) Pulver vom Pfropfen (12.4, 12.4a) abscherbar oder abbrechbar entfernbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass – die Auslauföffnung (16) im Boden (14) des Behälters (10) vorhanden ist, – die Dicke des Bodens (14) zumindest im Bereich der Auslauföffnung (16) größer ist als die Höhe eines diese Auslauföffnung verschließenden Pfropfens (12.4, 12.4a).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass – mehrere Auslauföffnungen im Behälter (10) derart vorhanden sind, dass mehrere Behältnisse gleichzeitig mit jeweils einem der in den Auslauföffnungen erzeugten Pfropfen befüllbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass – der Stempel (18) weggesteuert oder kraftgesteuert ist.