進料單元、包括多個進料單元的進料模塊及將一種或多種粉末恒質(zhì)量流排入接收容器的方法
【專利摘要】一種進料單元(2)，包括儲料斗(21)、稱重傳感器(24)、傳送機(22)和排料端(23)，其中，所述儲料斗適合于連接至再填充系統(tǒng)，所述排料端(23)連接至接收容器。工作空間(ws)由所述進料單元(2)的靜重(dw)和再填充間隔(ri)的算術(shù)乘積限定，使得工作空間(ws)低于0.2千克小時。此外，定義了一種用于將一種或多種粉末的恒定質(zhì)量流排出至接收容器中的方法。
【專利說明】進料單元、包括多個進料單元的進料模塊及將一種或多種粉末恒質(zhì)量流排入接收容器的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種進料單元，包括儲料斗、稱重傳感器(weighing cell)、傳送機和排料端，儲料斗適于連接到再填充系統(tǒng)，且排料端連接到接收容器，由進料單元的靜重(dead weight)和再填充間隔(refilling interval)的算術(shù)乘積定義了工作空間(workingspace)。此外，本發(fā)明涉及一種包括多個進料單元的進料模塊，以及一種用于將一種或多種粉末的恒定質(zhì)量流排出至接收容器的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在制藥行工業(yè)中，提供更高質(zhì)量的產(chǎn)品的興趣日益增加，近年來已建立若干準則和法規(guī)以建立適當?shù)馁|(zhì)量測量、分析和控制。
[0003]除了提高加工效率和質(zhì)量外，在提供既對環(huán)境更安全、也降低工藝操作員的風險的工藝方面，存在著普遍的興趣。尤其是，在由活性藥物成分(API)和粉末形式的各種賦形劑生產(chǎn)比如片劑的過程中，會要求操作員佩戴防護呼吸器，或其他方面的個人保護設(shè)備，如手套或工作服，以避免過度暴露在API和賦形劑中。減少周圍環(huán)境的污染的風險，以及在壓片過程中減少操作員暴露在藥物產(chǎn)品中在W003/020499 (Courtoy)中得到了解決，其中，對旋轉(zhuǎn)壓片機進行了說明。然而，W003/020499沒有充分考慮在提供更好的工藝控制方面的興趣。
[0004]在制藥領(lǐng)域中，迄今使用的典型的制造過程具有批處理的特點。批量生產(chǎn)工藝具有許多優(yōu)點，并在許多方面提供令人滿意的結(jié)果。然而，由于用于監(jiān)測和控制，尤其是藥物的制造過程，的監(jiān)管標準日益廣泛的應(yīng)用，以及對設(shè)計質(zhì)量的要求的普遍提高，批處理工藝可獲得的監(jiān)測和控制的質(zhì)量水平往往是不夠的，因為各種設(shè)置是固定的。此外，需要比較大的緩沖容積，以承擔不希望的材料流的返混。因此，制造商和顧客的興趣焦點已經(jīng)轉(zhuǎn)移到連續(xù)加工，其中，各種設(shè)置可變化并允許在設(shè)計空間內(nèi)改變。為了憑借批處理工藝獲得更多的輸出，將需要具有不同工藝設(shè)置以獲得相同輸出的更大的裝備和更大的緩沖容積。這就是被稱為規(guī)模放大的問題。憑借一個連續(xù)的過程實現(xiàn)更多輸出，在具有維持相同設(shè)置的能力下，僅需要較長的運行。此外，在保持片劑質(zhì)量的同時，對更魯棒的工藝設(shè)備和對控制多個輸入變量的能力的興趣在提高。必須采取特殊的預(yù)防措施以確保在連續(xù)過程中的可追蹤性，正如，例如在由美國食品和藥物管理局(FDA)設(shè)計的PAT(過程分析技術(shù))的框架內(nèi)要求的精度和控制。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中已設(shè)計出連續(xù)過程的一些例子，例如在EP0275834A1中，其中，兩種或更多種的配料在各種進料點或進料口供給到生產(chǎn)線，并且將這些配料混合、干燥、并隨后在常規(guī)壓片機中壓實。該生產(chǎn)線包括第一混合單元、干燥單元、上楽單元(sizing unit)和第二混合單元。
[0006]理想地，輸出對應(yīng)于進料點或進料口的合計的輸入，即所有的材料以連續(xù)流和恒定速率供給到生產(chǎn)機器。由于多種因素，實際上這是不可行的。首先，調(diào)整從混合和干燥單元的輸出以向壓片機提供剛好夠用的材料供應(yīng)，在任何情況下幾乎是不可能的。第二，期望的高質(zhì)量水平的片劑的連續(xù)生產(chǎn)需要仔細監(jiān)測、控制和調(diào)整工藝參數(shù)，以避免來自于壓片機的大量報廢。這可能導致材料沿生產(chǎn)線累積，等待調(diào)整某些工藝參數(shù)。這又不可避免地需要使用中間緩沖容器，以存儲壓片機上游的材料。
[0007]在一個更近的文件W02010/128359(GEA制藥系統(tǒng))中，設(shè)計了密閉模塊，其能夠通過用于片劑生產(chǎn)的完全連續(xù)的過程進行操作。通過這種片劑生產(chǎn)模塊的設(shè)計，壓片過程中的所有單元可以是密閉的，由于供給到壓片機的材料流的所有制劑都以密閉和受控制的方式完成，從而減少了操作者暴露的風險且便利壓片機的操作。術(shù)語“密閉的”由根據(jù)合適的測量值的密閉水平定義，并且定義為至少防塵。
[0008]上述模塊和工藝的共同之處是使用一個或多個混合單元。術(shù)語“混合單元”在這種語境下應(yīng)該以其最廣泛的方面進行理解。因此，混合單元是指通常能夠?qū)⒁环N、兩種或更多種成分混合或以其他方式加工成所需要的形式的單元操作。混合單元還可以由此能夠改變在混合單元中加工的干燥組分的物理形式，例如粉末的進料流可以被轉(zhuǎn)換為包含該組分的顆粒。混合單元可以是用于從干燥粉末制造顆粒的制粒機，如制粒液體加入至其中的制粒機，或輥式壓實機。進一步的例子包括雙螺桿摻混機和雙螺桿制粒機。另外，混合單元可以包括如干燥機、干式摻混機、連續(xù)干混機或類似機器的設(shè)備。
[0009]從連接至進料器的儲料斗把組分分發(fā)或配發(fā)至混合單元，或至混合單元上游的接收容器中是最經(jīng)常進行的，進料器又為混合單元或接收容器供應(yīng)所需要的量的粉末或其他組分。根據(jù)體積進料或重力進料這兩種主要的解決方案之一，粉末的供給依靠螺桿傳送機完成。按照體積進料，容納在料斗內(nèi)的材料以每單位時間恒定體積注入工藝過程，而按照重力進料，材料以每單位時間恒定重量注入工藝過程。重量由稱重傳感器測定。重力進料機可按重量損失原則(loss-1n-weight principle)工作，其比按其他原則工作的進料機提供更精確的劑量。
[0010]尤其是在藥劑產(chǎn)品的加工過程中，有關(guān)粉末的精確的分發(fā)或配料是極為重要的，傳統(tǒng)上使用重量損失式進料器。
[0011]涉及當供給粉末時實現(xiàn)更高精度的現(xiàn)有技術(shù)的一個例子是EP290999B1，其中，粉末從儲料斗輸送到稱重料斗，并進一步至混合容器或制備容器。
[0012]許多現(xiàn)有的重量損失式進料器運行良好，但往往體積和重量較大，并且相對于例如在生產(chǎn)區(qū)中的安裝條件，需要特定的條件。
[0013]即使具有所有上述提到的條件，仍然有必要提高質(zhì)量和操作條件。
[0014]發(fā)明概述
[0015]在此背景下，提供一種進料單元是本發(fā)明的一個目的，通過該進料單元，精度被提高，而同時滿足靈活性的需求和關(guān)于減小操作者暴露的風險的整體工作條件。
[0016]在第一個方面，通過在介紹中提及的該種進料單元滿足了這個目的和進一步的目的，并且該進料單元的特征在于工作空間(Ws)低于0.2千克小時。
[0017]通過這種設(shè)計，進料單元能夠分配非常精確測量的材料量至接收容器中。相對于具有較大靜重和通常較低的再填充間隔的進料單元，因進料單元的較低靜重，有可能獲得測量上的較高精度?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的重量損失式進料單元重量可達20-100公斤。由于重量損失如此之小，通常為0.05-0.1克，并且進料單元的重量包含在重量測量中，因此存在較大的不準確性。
[0018]在一個優(yōu)選實施方式中，工作空間(ws)低于0.1千克小時。通過更多地降低工作空間(WS)，可獲得更高的精度。在一個優(yōu)選實施方式的設(shè)計中，進料單元的靜重在I至8kg范圍內(nèi)，優(yōu)選地在I至6千克的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在I至3千克的范圍內(nèi)。額外地或替代性地，儲料斗具有預(yù)定容積以將所述儲料斗的容量限定為低于10公升，優(yōu)選地低于5公升，更優(yōu)選地低于3公升。此外，儲料斗內(nèi)的粉末的最大凈重可在區(qū)間50克至5000克內(nèi)，工作空間(Ws)可低于0.2千克小時，優(yōu)選地低于0.1千克小時，更優(yōu)選的是低于0.05千克小時。
[0019]所有這些因素有助于減少進料單元的靜重，從而提高測量的精度。
[0020]進料單元可包括連接至儲料斗的再填充閥以及位于再填充閥上方用于再填充量的控制的預(yù)定劑量的水平或重量指示器。通過使用再填充閥，而不是僅僅裝填未知的粉末量至接收容器，有可能每一次再形成同樣的裝載條件，這使得有可能收集排料端的輸出的數(shù)據(jù)，從而在進一步的生產(chǎn)運行中相應(yīng)地調(diào)整傳送機的速度。
[0021]為更進一步提高精確度，可提供適合于存儲傳送機參數(shù)以及水平或重量的控制器。
[0022]稱重傳感器可以是任何在精度這一點上滿足精度要求的稱重傳感器，并且優(yōu)選地，稱重傳感器具有電磁力復(fù)原(EMFR)。
[0023]為允許各進料單元的部件相對于其他部件的拆卸，每個進料單元的儲料斗、傳送機和排料端可分離地連接至稱重傳感器是有利的。
[0024]原則上，粉末可以任何合適的方式從儲料斗運輸或泵至接收容器。在一個優(yōu)選的實施方式中，傳送機是雙螺桿傳送機。
[0025]在該優(yōu)選實施方式的設(shè)計中，在儲料斗下方的雙螺桿傳送機的螺桿中的至少一個，優(yōu)選地該螺桿中的兩個，沿其長度具有可變螺距。
[0026]在進一步的設(shè)計中，在儲料斗下方的螺桿中的至少一個，優(yōu)選地該螺桿中的兩個，沿其長度具有可變的直徑?？勺兊闹睆酱_保在料斗下方的至少一個螺桿或兩個螺桿的整個長度被均勻加載，從而在料斗的截面上形成均勻的運量。
[0027]在一個優(yōu)選實施方式中，進料單元包括用于處理重量信號和用于補償外力的控制器。
[0028]進料單元還可包括用于檢測材料變化的傳感元件。
[0029]通過獲得最大程度的操作者安全以及粉末與周圍環(huán)境隔離的特定視角，每個進料單元的儲料斗、傳送機以及排料端被從稱重傳感器密閉(contained)并隔離。
[0030]另一個方面，包括多個進料單元的進料模塊被提供，其中，五至八個進料單元以輻條狀結(jié)構(gòu)布置，每個進料單元從在排料端處所界定的假想的內(nèi)圓向由每個進料單元的徑向相對端所界定的假想的外圓徑向地向外延伸，排料端適合于面向共同的接收容器，進料單元基本上被定位在從假想的內(nèi)圓延伸的半徑上。盡管根據(jù)本發(fā)明的進料單元可獨立使用，但其可因此構(gòu)成進料模塊的部分，該進料模塊同樣受益于所獲得的較高精度。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了一種用于將一種或多種粉末的恒定質(zhì)量流排出至接收容器中的方法，所述方法適合于在本發(fā)明的第一個方面的進料單元中操作，所述方法包括步驟:
[0032]提供具有儲料斗、稱重傳感器、傳送機和排料端的進料單元，
[0033]將儲料斗連接至具有再填充閥的再填充系統(tǒng)，
[0034]將再填充閥連接至水平或重量指示器上，水平或重量指示器在再填充閥上方，
[0035]將排料端連接至接收容器，
[0036]以預(yù)定的間隔間歇地再填充儲料斗，
[0037]存儲再填充過程中的數(shù)據(jù)，
[0038]其中，在再填充過程中，再填充閥把相同量的粉末分配到儲料斗中，以及
[0039]傳送機根據(jù)在先的再填充中收集到的數(shù)據(jù)進行操作。
[0040]通過連接再填充閥，而不是僅僅裝填未知的粉末量至接收容器，有可能每一次再形成同樣的裝載條件，這使得有可能收集排料端的輸出的數(shù)據(jù)，從而在進一步的生產(chǎn)運行中相應(yīng)地調(diào)整傳送機的速度。通過存儲再填充過程中的數(shù)據(jù)，通過確保在再填充過程中再填充閥分配相同量的粉末至儲料斗，以及通過根據(jù)在早先再填充期間收集到的數(shù)據(jù)操作傳送機，獲得了大幅度提高的精度，因為再填充的任何影響被減小或消除。
[0041]進一步的細節(jié)和優(yōu)點在從屬權(quán)利要求中體現(xiàn)，以及在下面所列出的對優(yōu)選實施方式和用于實施方法的實例的詳細描述中體現(xiàn)。
[0042]附圖簡要說明
[0043]圖1示出了本發(fā)明的進料模塊的實施方式的立體圖；
[0044]圖2示出圖1的進料模塊的平面圖；
[0045]圖2a示出了一個包括八個進料單元的實施方式的對應(yīng)于圖2的示意性概況圖；
[0046]圖2b示出了另一個包括七個進料單元的對應(yīng)于圖2a的示意性概況圖；
[0047]圖2c示出了再一個包括六個進料單元的對應(yīng)于圖2a的示意性概況圖；
[0048]圖2d示出了再一個包括五個進料單元的對應(yīng)于圖2a的示意性概況圖；
[0049]圖3示出了圖1的進料模塊截面圖；
[0050]圖4示出了的接收料斗或接收容器的詳細的截面圖；
[0051]圖5和圖6示出了在兩種不同情況下的另一個實施方式的進料模塊的平面圖；
[0052]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的進料模塊和與粉末泵接觸的粉末的密閉的實施方式的細節(jié)的立體圖；
[0053]圖8a-c示出了根據(jù)本發(fā)明的進料模塊的預(yù)進料元件細節(jié)的側(cè)視圖；
[0054]圖9a_9c中示出了進料模塊的實施方式的立體圖、進料單元的從上方看的視圖以及根據(jù)本發(fā)明的進料模塊的實施方式的更詳細的立體圖；以及
[0055]圖10和圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的進料模塊的兩個不同實施方式的平面圖。
[0056]發(fā)明及優(yōu)選實施方式的具體描述
[0057]現(xiàn)在參照附圖，示出了通常指定為I的進料模塊。在示出的實施方式中，進料模塊I包括多個進料單元2。每個進料單元2包括進料部分20和稱重傳感器。預(yù)進料元件40連接至進料部分20。在圖1至3所示的實施方式中，有八個這樣的進料單元2，根據(jù)本發(fā)明的進料單元2也可以作為單獨的單元獨立使用。
[0058]在一個優(yōu)選實施方式的進步中，參見圖2d，進料模塊包括五個進料單元2，并且對于24至45毫米(寬度)的雙螺桿排料管并且兩個雙螺桿排料管之間的橫向空隙(CL)為I至1mm來說，假想內(nèi)圓的直徑為42-100毫米。
[0059]或者，參見圖2c，該進料模塊可以包括六個進料單元，并且對于24至45毫米的雙螺桿排料管并且兩個雙螺桿排料管之間的橫向空隙(CL)為I至1mm來說，假想內(nèi)圓的直徑為50-120毫米。
[0060]參見圖2b，進料模塊包括七個進料單元，并且對于24至45毫米的雙螺桿排料管并且兩個雙螺桿排料管之間的橫向空隙(CL)為I至1mm來說，假想內(nèi)圓的直徑為57-140毫米。
[0061]作為進一步的和優(yōu)選的設(shè)計，參見圖2a，該進料模塊包括八個進料單元，并且對于24至45毫米的雙螺桿排料管并且兩個雙螺桿排料管之間的橫向空隙(CL)為I至1mm來說，假想內(nèi)圓的直徑為65-150毫米。
[0062]具體參照圖3和圖4，每個進料單元2包括容納待加工材料的儲料斗21、傳送機22、排料端23和稱重傳感器24。傳送機22具有以在下文中進一步詳細描述的方式從儲料斗21運輸材料以將材料排出至接收容器的功能。此外，從這些圖中呈現(xiàn)的是進料單元2以統(tǒng)一的水平布置以排出至共同的接收容器3。
[0063]在圖1至4所示的實施方式中，進料單元2在同一水平在360°內(nèi)基本上均勻地分布，即基本上在相同的水平面上。從而，進料單元2以輻條狀結(jié)構(gòu)布置，每個進料單元2從在面向共同的接收容器3的排料端23處界定的假想的內(nèi)圓31徑向地向外延伸至由每個進料單元的徑向相對端所界定的假想的外圓。進料單元2基本上被定位在從假想的內(nèi)圓延伸的半徑上。
[0064]假想的內(nèi)圓31的可能的最小尺寸取決于進料單元2的數(shù)量以及單個進料單元2的外形尺寸，因此接收容器3的可能的最小尺寸取決于進料單元2的數(shù)量以及單個進料單元2的外形尺寸。在包括可能基本均勻分布的五個進料單元的實施方式中，典型值是42-100毫米的假想的內(nèi)圓的直徑。在包括可能基本均勻分布的六個進料單元的實施方式中，假想內(nèi)圓的直徑典型為50-120毫米。在包括可能基本均勻分布的7個進料單元的實施方式中，假想內(nèi)圓的直徑典型為57-140毫米。在圖1至4所示的實施方式中，其中八個進料單元2適于基本上均勻分布，假想的內(nèi)圓的直徑典型為65至150毫米，在【具體實施方式】中約107毫米。這些值還取決于相鄰的進料單元的部分之間的所需要的為1-1Omm的空隙以及單個部分的尺寸。在示出的實施方式中，每個進料單元2的排料管的大約寬度26為40mmo
[0065]進料模塊I的進料單元2的尺寸取決于應(yīng)用領(lǐng)域。例如大小可以是可用的范圍，使得進料模塊I中的每個進料單元2具有不同大小。在示出和描述的實施方式中，每個進料單元2的靜重低于5千克，以及每個進料單元的儲料斗的容量小于2公升。
[0066]相應(yīng)地，要填充到各進料單元2的儲料斗21中的粉末的凈重量依賴于體積，還依賴于所供應(yīng)的粉末的種類。典型地，在儲存料斗中的粉末的最大體積在區(qū)間1.6至2公升之間。最大質(zhì)量流率大約為50公斤/小時。
[0067]粉末重量和最大質(zhì)量流的比提供了清空進料器的最大的運行時間或最大再填充時間間隔(按小時計)。優(yōu)選地，最大再填充間隔[h]和每個進料單元2的靜重[kg]的算術(shù)乘積小于0.1千克小時。如果從式中取出粉末密度并由體積代替，最大再填充間隔也是料斗容積[L]和進料速率[L/h]的比值。例如，每個進料單元的儲料斗的容量小于1.6公升。最大流率為100公升/小時。然后最大再填充間隔是0.016小時。每個進料單元2的靜重典型為5千克。
[0068]在所描述的實施方式中，靜重5千克和最大填充間隔0.016h的算術(shù)乘積是0.087千克小時。該算術(shù)乘積典型低于0.2，優(yōu)選低于0.1，最優(yōu)選低于0.05千克小時。
[0069]進料模塊的至少一些部分的清潔可有益地定期進行。為了允許清洗尤其是與待加工粉末接觸的部件，每個進料單元的儲料斗、傳送機和排料端可分離地連接至稱重傳感器。
[0070]圖4示出了接收料斗或接收容器3的詳細的截面圖。具有假想圓31的進料單元2的排料管端部23小于接收容器3的直徑。排出的粉末徑直落入接收容器3的喉部，并且基本上不掛接到接收容器3的內(nèi)壁。
[0071]在圖5和圖6中的實施方式中，進料模塊的進料單元2的結(jié)構(gòu)與圖1至圖4中的略有不同。這里，也有八個進料單元2，但它們分布在外切于排料端和接收容器的圓的僅一部分上，即約270°。比如為了清洗，拆卸一個進料單元2可通過從接收容器3上拆卸進料單元2來完成。這會以密閉的方式進行，比如通過其他密閉裝置或密封裝置，例如通過扁平管道(Layflat tubing) (LFT)。
[0072]拆卸一個進料單元2后，儲料斗、傳送機以及排料端23與稱重傳感器24的接合被分離以達到圖7中所示的位置。
[0073]相對于一些現(xiàn)有技術(shù)的裝置，應(yīng)當注意，在排料端23與接收容器之間沒有波紋管。這種波紋管已表明因其剛度影響稱重信號。殼體250圍繞每個進料器的儲料斗、傳送機22和排料端23設(shè)置。殼體250中的開口從稱重傳感器被拆卸。接收容器，其也從稱重傳感器上拆卸，并且進料部分20借助于扁平管260以密閉的方式分離。扁平管260優(yōu)選由具有非常低的剛性的輕質(zhì)材料制成，使得稱重信號幾乎完全不受影響地得以保留。扁平管260也可以在儲料斗21和預(yù)進料元件之間設(shè)置(參照圖1)。
[0074]根據(jù)預(yù)定的計劃如果方便，進料單元2的儲料斗的再填充可以在不同的時間點進行。再填充通過具有空氣補償?shù)拈y進行，比照在圖8a_c中所示的部分25。合適的閥以柱塞閥、旋轉(zhuǎn)計量閥41、蝶形閥42和滑閥43為代表。在該閥的上方設(shè)置水平傳感器44，供在進料單元2的再填充過程中當重量波動時使用。再填充以密閉的方式進行，以便至少確保通過使用合適的密封件或管沒有灰塵進入周圍環(huán)境。
[0075]在再填充過程中，可以采取特別的預(yù)防措施，比如，舉例來說在稱重暫停的短的再填充時間內(nèi)，使用控制配量的算法，這用于補償再填充過程中出現(xiàn)的壓實效應(yīng)。在該算法中，對重量進行模擬以預(yù)測正確的進料因子，并且一旦密封件被釋放時，儲料斗中的粉末重量被校正。在再填充過程中的具體細節(jié)將在下面進一步詳細地描述。
[0076]特別地參照圖9a_c，儲料斗21可以被攪拌裝置211所補充，以破碎形成在粉末中的任何橋狀結(jié)構(gòu)(bridge)，并確保傳送機22被適當?shù)剡M料。在示出的實施方式中的傳送機22是雙螺桿傳送機。與圖9a相比，進料單元2在儲料斗21的接收口處以及在排料端23處另外設(shè)置有扁平管260。
[0077]在圖10所示的實施方式中，雙螺桿傳送機22的凹螺桿221和222兩者沿其長度具有可變的螺距，第一螺距Pl和與第一螺距Pl不同的第二螺距P2。傳送機22由電動機M驅(qū)動。在本實施方式中，各個螺桿的直徑是不變的。在圖11所示的實施方式中，各個螺桿的螺距是不變的，而螺桿的直徑沿其長度是可變的，以直徑dl和直徑d2示出。也可能具有一個或多個有著可變螺距和可變直徑的螺桿。
[0078]對于圖10和圖11兩圖中的待運輸?shù)牟牧弦约^方向遠離電動機M移動進入假想圓31。
[0079]此外，雖然在圖中未示出，進料模塊可以包括多個附加特征，如分析和控制系統(tǒng)、
裝卸站等。
[0080]由于根據(jù)本發(fā)明的進料模塊的進料單元具有有限容積的儲料斗，快速或高頻再填充系統(tǒng)被提供。
[0081]通常，具有較大容積的進料器每小時再填充4至8次。在再填充過程中，在等于粉末下落時間和秤穩(wěn)定時間之和的時間內(nèi)，落入儲料斗中的粉末導致干擾重量信號(由于粉末的沖擊力)。連同移動平均濾波器的時間，這通常在再填充或添加后需要30秒到60秒以獲得穩(wěn)定的稱重信號。在此期間，進料器以體積模式運行。螺桿速度由進料因子曲線定義，進料因子定義為每螺桿旋轉(zhuǎn)的重量當量，并且該精度取決于曲線多好地擬合到實際情況。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的進料模塊的再填充頻率的典型值是以50公斤/小時的進料速率每分鐘一次，也就是，10分鐘后以質(zhì)量流5千克/小時再填充。由于其降低的重量和動態(tài)性質(zhì)，進料模塊以50公斤/小時的進料速率在2到4秒內(nèi)穩(wěn)定。
[0083]在一般情況下，兩個系統(tǒng)的綜合的再填充時間是相似的，但在體積模式再填充中的質(zhì)量流精度(均方根誤差)相比常規(guī)的添加系統(tǒng)好得多。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的進料模塊的再填充系統(tǒng)所根據(jù)的原理與其他不同，因為它是基于每次在相同的條件下再填充相同量的粉末。該再填充系統(tǒng)具有與體積定量給料閥結(jié)合的集成的計重秤或水平傳感器。系統(tǒng)本身充當(預(yù))進料器并且存儲葉輪轉(zhuǎn)動的數(shù)量和水平或重量。
[0085]這樣的再填充或添加系統(tǒng)還可用于通過使用進料器數(shù)據(jù)確定材料。此外，它可以被設(shè)置為檢測材料變化。由于粉末定量給料閥總是在添加管的中心排料，粉末堆的形狀在相同的區(qū)域是不變的。在粉末落下的過程中，儲料斗底部的粉末比儲料斗頂部的粉末更加緊實。然而，在排料管中的粉末體積仍然是不緊實的。螺桿的速度保持不變直到新的(也就是更緊實的)材料到達排料管開口。每一次填充是可重現(xiàn)的，系統(tǒng)會記憶并且會趨向于螺桿的理想速度。此外，使用快速傅里葉變換(FFT)的進料器數(shù)據(jù)的分析可應(yīng)用于確定材料以及區(qū)別不同類型材料(例如批樣差異)。最后，進料器數(shù)據(jù)可用來計算理論組分并在特定時間內(nèi)確定BU和含量(Assay)。
[0086]在操作過程中，進料器模塊受到多種外部和內(nèi)部的干擾。干擾通常包括機械振動、風荷載、波紋管變形力等，這些干擾落入兩種主要類型之一，兩種主要的類型也即確定性的干擾，其可以被過濾，以及非確定性的干擾，必須以其他方式減小其影響。為了降低外部循環(huán)干擾，主動振動補償(AVC)秤被集成在進料模塊中并實時補償稱量信號。這更進一步提高了質(zhì)量流的精確度。為了降低由于齒輪、料斗內(nèi)的攪拌器等產(chǎn)生的內(nèi)部循環(huán)干擾的影響，根據(jù)“消聲(ant1-sound) ”原則，專門的算法用于實時消除噪聲，以無延時地抑制來自螺桿、齒輪箱等的噪聲。
[0087]由于進料單元的靜重低，以及從而限制了存在于料斗中的粉末重量的小料斗容積，以及動態(tài)EMFR稱重秤，與其它相比，根據(jù)本發(fā)明的進料模塊動態(tài)上更精確以及響應(yīng)更快。例如，從非循環(huán)外部干擾的恢復(fù)將只需要大約2到4秒。
[0088]作為進一步的特征，為了進一步提高精度，可提供適于存儲傳送參數(shù)和水平或重量的控制器，并且進料單元還可以包括用于檢測材料變化的傳感器。
[0089]進料單元的操作可通過在下面將要描述的根據(jù)本發(fā)明的方法進行，該方法:
[0090]該方法旨在用于將一種或多種粉末的恒定質(zhì)量流排出至接收容器中。首要地，該方法形成了用于加工藥用產(chǎn)品的過程的一部分，但也可以在其它領(lǐng)域中應(yīng)用。該方法適合于在如上述描述的進料單元2上操作，并包括以下步驟:
[0091]提供具有儲料斗21、稱重傳感器24、傳送機22和排料端23的進料單元2，
[0092]將儲料斗21連接至具有再填充閥41、42、43的再填充系統(tǒng)，
[0093]將再填充閥連接至水平或重量指示器44，水平或重量指示器44在再填充閥41、42,43上方，
[0094]將排料端23連接至接收容器3，
[0095]以預(yù)定的間隔間歇地再填充儲料斗21，
[0096]存儲再填充過程中的數(shù)據(jù)，
[0097]其中，再填充過程中，再填充閥41、42、43把相同量的粉末分配到儲料斗21中，以及
[0098]傳送機22根據(jù)在先的再填充中收集到的數(shù)據(jù)進行操作。
[0099]通常，儲料斗21每小時再填充40至80次，優(yōu)選為每小時50至70次。每次再填充后的穩(wěn)定時間在2至4秒范圍內(nèi)。
[0100]工作空間被定義為從公式產(chǎn)生的值:每個進料單元的靜重[kg]和再填充間隔[h]的算術(shù)乘積小于0.2或甚至低于0.1。由于料斗內(nèi)的低粉末質(zhì)量，可使用非常靈敏的秤，這導致非常高的精確度。低粉末質(zhì)量使得更高頻率的再填充成為必要。
[0101]進料模塊的結(jié)構(gòu)的其它方面是 申請人:與本申請同一天提交的待審的申請文件的主題，并且該文件的內(nèi)容通過引用被并入。
[0102]根據(jù)需要(即儲料斗是空的指示)或者作為預(yù)編程的計劃的結(jié)果，相應(yīng)的進料單元的儲料斗如上述描述的間歇地再填充。
[0103]為了清洗與粉末接觸的進料模塊的部分，該方法可以進一步包括從稱重傳感器上拆卸每個進料單元的儲料斗、傳送機和排料端，并且以密閉的方式清潔每個進料單元的儲料斗、傳送機和排料端的步驟。
[0104]本發(fā)明不應(yīng)被視為限制于上文示出和描述的實施方式中。在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，若干修改和組合均是可以想到的。
【權(quán)利要求】
1.一種進料單元(2)，包括儲料斗(21)、稱重傳感器(24)、傳送機(22)和排料端(23)，所述儲料斗(21)適合于連接至再填充系統(tǒng)，并且所述排料端(23)連接至接收容器(3)，工作空間(ws)由所述進料單元(2)的靜重(dw)和再填充間隔(ri)的算術(shù)乘積限定，其特征在于，所述工作空間(ws)低于0.2千克小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進料單元(2)，其中，所述工作空間(ws)低于0.1千克小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的進料單元(2)，其中，所述進料單元(2)的靜重在1至8千克的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在1至6千克的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在1至3千克的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，所述儲料斗(21)具有預(yù)定容積以將所述儲料斗(21)的容量限定為低于10公升，優(yōu)選地低于5公升，更優(yōu)選地低于3公升。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的進料單元(2)，其中，所述儲料斗內(nèi)的粉末的最大凈重在區(qū)間50克至5000克內(nèi)，所述工作空間低于0.2千克小時，優(yōu)選地低于0.1千克小時，更優(yōu)選的是低于0.05千克小時。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，所述進料單元(2)包括連接至所述儲料斗(21)的再填充閥(41，42，43)和用于再填充量的可控制的預(yù)定劑量的位于所述再填充閥(41，42，43)上方的水平或重量指示器(44)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，提供了適合于存儲傳送參數(shù)以及水平或重量的控制器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，所述稱重傳感器(24)是具有電磁力復(fù)原(EMFR)的稱重傳感器。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，每個進料單元(2)的所述儲料斗(21)、所述傳送機(22)以及所述排料端(23)可分離地連接至所述稱重傳感器(24)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，一個或多個傳送機是雙螺桿傳送機(221，222)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的進料單元(2)，其中，在所述儲料斗(21)下方的所述雙螺桿傳送機的螺桿中的至少一個，優(yōu)選地所述螺桿中的兩個，沿其長度具有可變的螺距(pl，p2)，和/或在所述儲料斗(21)下方的所述螺桿中的至少一個，優(yōu)選地所述螺桿中的兩個，沿其長度具有可變的直徑(d2，d2)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，所述進料單元(2)包括用于處理重量信號和補償外力的控制器。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，所述進料單元(2)包括所述系統(tǒng)還包括用于檢測材料變化的傳感元件。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的進料單元(2)，其中，所述進料單元(2)的所述儲料斗(21)、所述傳送機(22)以及所述排料端(23)被從所述稱重傳感器(24)密閉并隔離。
15.一種進料模塊(1)，包括多個根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的進料單元(2)，其中，五至八個進料單元(2)以輻條狀結(jié)構(gòu)布置，每個進料單元(2)從在所述排料端(23)處所界定的假想的內(nèi)圓(31)向由每個進料單元(2)的徑向相對端所界定的假想的外圓徑向地向外延伸，所述排料端(23)適合于面向共同的接收容器(3)，所述進料單元(2)基本上被定位在從所述假想的內(nèi)圓(31)延伸的半徑上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的進料模塊，其中，所述進料模塊(I)包括5個進料單元(2)，并且所述假想的內(nèi)圓(31)的直徑為42-100毫米，或其中所述進料模塊(I)包括六個進料單元(2)，并且所述假想的內(nèi)圓(31)的直徑為50-120毫米，或其中所述進料模塊(I)包括八個進料單元(2)，并且所述假想的內(nèi)圓(2)的直徑為65-150毫米。
17.—種用于將一種或多種粉末的恒定質(zhì)量流排出至接收容器中的方法，所述方法適合于在根據(jù)權(quán)利要求1至14所述的進料單元(2)中操作，所述方法包括步驟: 提供具有儲料斗(21)、稱重傳感器(24)、傳送機(22)和排料端(23)的進料單元(2)， 將儲料斗(21)連接至具有再填充閥(41、42、43)的再填充系統(tǒng)， 將所述再填充閥連接至水平或重量指示器(44)，所述水平或重量指示器(44)在所述再填充閥(41、42、43)上方， 將所述排料端(23)連接至接收容器(3)， 以預(yù)定的間隔間歇地再填充所述儲料斗(21)， 存儲再填充過程中的數(shù)據(jù)， 其中，在再填充過程中，所述再填充閥(41、42、43)把相同量的粉末分配到所述儲料斗(21)中，以及 所述傳送機(22)根據(jù)在先的再填充中收集到的數(shù)據(jù)進行操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，工作空間(Ws)由所述進料單元(2)的靜重(dw)和再填充間隔(ri)之間的比率來限定，并且其中所述工作空間(Ws)低于0.2千克小時。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述工作空間(ws)低于0.1千克小時。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項所述的方法，其中，所述儲料斗(21)每小時再填充40至80次，優(yōu)選地每小時再填充50至70次。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項所述的方法，其中，每次再填充后的穩(wěn)定時間在2至4秒的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項所述的方法，其中，所述方法包括另外的步驟: 從所述稱重傳感器(24)以密閉的方式拆卸每個進料單元(2)的所述儲料斗(21)、所述傳送機(22)和所述排料端(23)，并且 清洗每個進料單元(2)的所述儲料斗(21)、所述傳送機(22)和所述排料端(23)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項所述的方法，其中，所述接收容器(3)連接至制粒機，且還包括步驟: 粒化所述一種或多種粉末的混合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求17至23中任一項所述的方法，其中，所述接收容器(3)連接至壓片機，且還包括步驟: 將所述一種或多種粉末的混合物壓片。
25.根據(jù)權(quán)利要求17至24中任一項所述的方法，其中，所述方法構(gòu)成用于加工藥用產(chǎn)品的過程的一部分。
【文檔編號】G01G13/00GK104508436SQ201280073707
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】巴特·維爾赫斯特, 亞歷山大·克萊門斯·亨里克斯·約瑟夫·索普曼, 約翰尼斯·阿德里安努斯·約瑟夫·瑪里亞·伍格特斯 申請人:基伊埃工程技術(shù)有限公司