Az ipari automatizálásra specializálódott Festo és a rendszerintegrátor QM Systems közösen fejlesztett ki egy új automatizált laboratóriumi rendszert, amely óránként akár 3 000 fiolát is képes megtölteni, lezárni és felcímkézni. A COVID világjárvány idején gyors és pontos tömeges tesztelésre volt szükség, és az adagolási folyamat automatizálásának képessége számos lehetőséget kínál a járvány utáni világban is. Az alkalmazások a betegségek kimutatásától és az orvosi diagnosztikától kezdve a kozmetikáig és a biotechnológiáig terjednek.

Az automatizált töltősor a Festo VTOE adagolófejeit és VAEM nagysebességű szelepvezérlő modulját tartalmazza

A Festo és a QM Systems régóta egymás kereskedelmi partnerei, de az élettudományok és a lifetech automatizálása iránti kereslet növekedése az elmúlt néhány évben még szorosabb együttműködésre késztette őket. Russell Lotinga, a Festo üzletfejlesztési vezetője így beszél erről:

„Megkeresett minket egy ügyfél, akinek egyértelmű és azonnali igénye volt egy nagy áteresztőképességű töltőrendszerre, de a Festo nem gépgyártó. Azért fordultunk a QM Systemshez, mert ők az ügyfelek igényeihez igazított automatizált rendszerek fejlesztésére szakosodtak. Az összetett töltési és mozgatási követelmények eléréséhez szükséges automatizálási szakértelmünkkel kombinálva optimális megoldást tudtunk kidolgozni az ügyfél számára.”

Ismételhetőség nagy sebesség mellett is

Az eredeti kihívás az volt, hogy a légzésvizsgálathoz olyan gépet fejlesszenek ki, amely automatikusan, pontosan, ismételten és gyorsan képes különböző szintekre tölteni az injekciós üvegcséket, miközben biztosítja az egyes betegekhez való visszakövethetőséget. A QM Systems egy Siemens vezérlésen alapuló, a fiolák töltésére, lezárására és címkézésére szolgáló nagysebességű vonalat tervezett. A rendszer két tálcás adagolót használ – egyet a fiolákhoz, egyet a kupakokhoz – az alkatrészek gépbe juttatásához.

A Festo handlingrendszer minden egyes fiolát kiemel és függőlegesen sorba állít, majd az adagolófej elé helyezi őket a folyadék hozzáadásához. Ezután a kupak felhelyezése következik, nyomaték-ellenőrzéssel biztosítva, hogy a fedél megfelelően illeszkedjen. A megtöltött és lezárt fiolát ezután vízszintesen tájolják, és egy szállítószalagon keresztül a címkézéshez továbbítják. A sorszámkódolt címke biztosítja, hogy minden egyes injekciós üveg egy adott beteghez kapcsolható legyen. Kristian Richardson, a QM Systems kereskedelmi igazgatója elmondta:

„A kihívást ennél a projektnél a nagy teljesítmény, a finom tűrések, a fokozott pontosság és a változó adagolási mennyiségek jelentették. A kritikus üzembe helyezési fázis során sikerült a lehető legjobb megoldást elérni. Itt kapott kulcsszerepet az alkalmazkodóképesség, ami biztosítja, hogy a beállítás során a pozíciókat módosítani tudjuk. A Festo automatizálási alkatrészek átfogó választéka, valamint az összetett handlingrendszerek specifikálásában szerzett jelentős szakértelem lehetővé tette számunkra, hogy a legjobb megoldást dolgozzuk ki.”

Precíziós automatizálás

Az optimális pontosság érdekében az automatizált töltősor a Festo VTOE adagolófejét és VAEM szelepvezérlő modulját tartalmazza. A VTOE nyolc adagolótűvel lehetővé teszi a különböző folyadékok és töltési mennyiségek precíz adagolását. A rugalmas és reprodukálható nyomásnak és nyitási időnek köszönhetően nagyon pontos adagolási mennyiségek érhetők el. A VAEM szelepvezérlő modul egyszerűvé teszi a szelepek pontos kapcsolását és lehetővé teszi akár nyolc csatorna egyedi paraméterezését. A mindössze 0,2 ms időfelbontás és a szelepek áram – nem feszültség – általi vezérlése nagy pontosságot biztosít.

A zárókupakok pontos illesztését a Festo EHMD forgó-megfogó modulja szabályozza. Az egyedülálló Z-kompenzáló modul automatikusan alkalmazkodik a fiolák menettávolságához. A Festo további szervohajtásai és vezérlői a pneumatikus hajtóművekkel együttműködve megkönnyítik a fiolák helyes tájolását az adagolás során, majd vízszintesen elforgatják őket, hogy lehetővé tegyék az egyedi címkék felhelyezését.

Jelentős előrelépés

Az új automatizált adagolórendszer a 10 mikroliter alatti mennyiségtől a sokkal nagyobb tételek ömlesztett adagolásáig képes változó töltési mennyiségeket biztosítani. A rendszer óránként 3 000 fiolát dolgoz fel, és 50 µl-től 1 500 µl-ig terjedő töltési térfogat esetén ±0,5%-os ismételhetőséget ér el.

Összefoglalva Kristian Richardson elmondta: „Ezt az automatizált rendszert egy injekciós üveg- és fedéltípus kezelésére tervezték, változó adagolási szintekkel. Az automatizálási alapelvek azonban könnyen bővíthetők és adaptálhatók más vevői igényeknek megfelelően. A korábbi handlingrendszerekhez képest jelentős előnye a nagyobb sebesség és pontosság, és egyaránt alkalmazható vér és más testnedvek, valamint nem orvosi folyadékok adagolására és vizsgálatára.”

| Fotók: Festo