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Der Herbst ist die richtige Zeit für die jährliche Grippeschutzimpfung – zumindest in der nördlichen Hemisphäre. Südlich des Äquators wird im Frühjahr geimpft. Zweimal jährlich müssen Pharmahersteller also in kurzer Zeit Millionen Impfdosen produzieren, um die Nachfrage nach den schützenden Medikamenten bedienen zu können. Ein international agierender Anbieter verlässt sich beim Verpackungsprozess der Spritzen mit dem Impfstoff auf Schubert-Pharma. Mit leistungsstarken Sternrädern und Robotiken ermöglicht die Zuführanlage des Verpackungsmaschinenherstellers hohe Leistungen bei gleichzeitig äußerst schonendem Produkthandling.
Wie wichtig die Verfügbarkeit von Impfstoffen ist, führt die Corona-Krise eindrücklich vor Augen: Wo es keinen Impfschutz gegen übertragbare Krankheiten gibt, geraten Menschenleben in Gefahr. In der aktuellen Situation gilt es aber nicht nur für die Forschung, bislang Unmögliches zu schaffen und innerhalb kürzester Zeit einen Impfstoff zu entwickeln. Auch die Herstellung der Millionen von Impfdosen ist eine Herausforderung – aber eine, die die Pharmaindustrie nicht zum ersten Mal zu meistern hat. Alljährlich, wenn die Grippezeit bevorsteht, wird ein neuer Impfstoff produziert, der Menschen gegen die jeweils aktuellen Mutationen des Influenza-Virus immunisiert. Da die Grippesaison in nördlicher und südlicher Hemisphäre zu unterschiedlichen Jahreszeiten aufkommt, ist dieser Herstellprozess sogar zweimal im Jahr nötig. Bei der Produktion kommt es aufs Tempo an: Aufgrund der Vorlaufzeit zur Anpassung des Impfstoffs an neue Erregerstämme bleibt nicht viel Zeit zwischen der Entwicklung des passenden Medikaments und dem Aufkommen der Grippewelle. Damit die Grippeschutzimpfungen schnell und sicher produziert werden, hat sich ein weltweit tätiger Pharmakonzern mit über 70.000 Mitarbeitern im März 2018 für die Kooperation mit Schubert-Pharma entschieden.
Zwei ineinandergreifende Sternräder sorgen für die exakte Zuführung der Spritzen.
Schonendes Handling von 400 Spritzen pro Minute
Eine der wichtigsten Anforderungen für die neue Verpackungsmaschine war ein schonender Verpackungsprozess für die empfindlichen Glasspritzen mit den wertvollen Impfdosen. Die verschiedenen Spritzentypen bestehen aus 1-Milliliter-Langspritzen mit 16-Millimeter-Kanüle und Soft Cap, Tip Cap oder Hard Cap sowie 1-Milliliter-Standardspritzen mit Soft Cap oder Hard Cap. Um die Medikamente sicher zu verpacken, werden die bereits mit dem Impfstoff gefüllten Spritzen bei der Zuführung in Trays gelegt. Dabei fordert das Beladeschema, dass jede zweite Spritze um 180 Grad gedreht wird, damit die Spritzen jeweils in entgegengesetzter Richtung liegen. Denn das spart Platz und somit Verpackungsmaterial. Bevor dies realisiert werden kann, müssen sie allerdings von einer hängenden, losen Zuführung in eine liegende Position mit definierten Abständen zwischen jedem einzelnen Produkt vorgruppiert werden.
Diese Aufgabe erledigten bei dem internationalen Pharmahersteller bisher Pick-and-Place-Roboter. Sie nahmen die Spritzen von einem Band auf und legten sie lose vorsortiert auf ein anderes Band. „Eine praktikable Lösung, allerdings nur bis zu einer gewissen Leistung“, erklärt Karin Kleinbach, Sales-Account-Manager bei Schubert-Pharma, die das Projekt betreut hat. Um mit dem saisonweise sehr hohen Bedarf Schritt zu halten, wollte der Pharmahersteller die Leistung beträchtlich erhöhen: „400 Spritzen pro Minute sollte der Gesamtprozess verarbeiten“, beschreibt Kleinbach die Anforderungen. Die übrigen Komponenten der Verpackungsanlage erfüllen diese Vorgabe bereits seit längerem – darunter auch mehrere Maschinen von Schubert-Pharma, Teil von Schubert Packaging Systems, einem Tochterunternehmen der Gerhard Schubert GmbH. „Da wir bereits mehrere Verpackungsmaschinen von Schubert betreiben, kennen und schätzen wir das Unternehmen als verlässlichen Partner“, sagt der zuständige Projektleiter des Pharmaherstellers, der auch die gute Zusammenarbeit bei der Konzeption der Zuführanlage lobt. Karin Kleinbach erläutert die Kooperation: „Wir haben lange und ausführlich diskutiert. Dabei brachte unser Kunde viele Ideen ein, die aus bisherigen Erfahrungswerten aus der Produktion stammen.“ Vom Auftragseingang bis zur Abnahme der Anlage vergingen dennoch nur neun Monate. Nach einem einmonatigen Test war die Anlage dann bereit für den Einsatz.
Die Produkte werden mithilfe der Sternräder in definierten Abständen in die Mitnehmer einer Transferkette gelegt.
Sternräder ersetzen Pick-and-Place-Roboter
Die neue robotergestützte Zuführanlage von Schubert-Pharma sorgt jetzt bei dem großen Pharmaunternehmen für einen schonenden Verpackungsprozess der Impfdosen bei gleichzeitig hoher Leistung. Um die aus der vorgeschalteten Montage- und Etikettieranlage kommenden Spritzen für das Verpacken in eine liegende Position mit definierten Abständen zu bringen, werden sie über zwei Sternräder vereinzelt, welche die Produkte horizontal in eine Transferkette fördern. Das erste, waagerecht positionierte Sternrad übernimmt die aufgestauten Glasspritzen aus der Zuführung. Anschließend übergibt es die Produkte in definierten Abständen an das zweite, schräg gestellte Sternrad, das sie weiterfördert. So gelangen die Spritzen direkt und ohne zeitraubende Zwischenschritte in die vorgesehenen Mitnehmer der Transferkette. Ein Roboter entnimmt jeweils immer 20 Spritzen aus der Kette und platziert sie auf einem Gruppiertisch mit vier drehbaren Kassetten. Je fünf Spritzen werden gruppiert, anschließend werden die Kassetten um 90 Grad gedreht, sodass sie von einem zweiten Roboter in die bereitgestellten Trays gesetzt werden können. Im nächsten Schritt werden erneut fünf Spritzen auf dem Gruppiertisch abgelegt; diesmal werden die Kassetten in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Auf diese Weise kann der zweite Roboter die Spritzen in entgegengesetzter Position zu den bereits platzierten Spritzen im Tray ablegen, ohne selbst eine zeitverzögernde Drehbewegung vollziehen zu müssen.
Optische Kontrolle sichert die Qualität
Jeweils eine Gruppe von vier Trays mit insgesamt 40 korrekt ausgerichteten Spritzen wird dann von einem Transportband zu einem Schubert Kamerasystem geführt, das abschließend die korrekte Länge, Füllung und Ausrichtung der Spritzen prüft und zudem sicherstellt, dass Kolbenstange, Etikett und Schutzkappe vorhanden sind. Trays mit fehlerhaften Spritzen werden automatisch aussortiert. Nur intakte Spritzen in korrekt befüllten Trays werden anschließend durch einen Schubert-Kartonierer verpackt. Die leeren Trays, vom Kartonierer kommend, werden über ein weiteres Transportband zurück zur Befüllstation befördert.
Neben der hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit war dem Pharmahersteller das produktschonende Handling und die Vermeidung von Glasbruch besonders wichtig – schließlich sollte die gesteigerte Leistung nicht mit einem höheren Ausschuss einhergehen. „Die Zuführung mit Sternrädern eignet sich für diese Anforderung ideal, da sie sehr produktschonend und exakt auf die hohen Anforderungen der Pharmaproduktion abgestimmt ist“, erklärt Karin Kleinbach. Zusätzlich bieten die Sternräder Flexibilität: Als austauschbare Formatteile können sie an beliebige Spritzenformate angepasst werden. So kann das Pharmaunternehmen flexibel auf künftige Marktanforderungen reagieren – und ist für die nächste Grippewelle bestens vorbereitet.
Ein Roboter setzt je 20 Spritzen gleichzeitig auf den Gruppiertisch.
Zahlen & Fakten
• Formate: 1-ml-Langspritze mit 16-mm-Kanüle und Soft Cap, Tip Cap oder Hard Cap sowie
1-ml-Standardspritze mit Soft Cap oder Hard Cap
• Produktschonendes Handling
• Vereinzelung und Vorgruppierung über Sternräder, Transferkette und Gruppiertisch
• 10 Spritzen pro Tray
• Leistung von 400 Spritzen pro Minute
• Anpassung der Zuführung an vorgelagerte Produktion
• Verpackung der vorgruppierten Produkte durch Schubert Kartonierer
Im Dienst der Gesundheit
Seit mehr als hundert Jahren produziert der international agierende Pharmahersteller Pharmazeutika. Zum Hauptgeschäft des Konzerns mit über 70.000 Mitarbeitern zählen heute Forschung, Entwicklung und Herstellung von Arzneimitteln in den Bereichen Humanmedizin und Veterinärmedizin, außerdem Labordiagnostik und klinische Ernährung. Mit dem Grippeimpfstoff bietet das Pharmaunternehmen einen Grippeschutz an, der auch schon bei Kindern ab drei Jahren eingesetzt werden darf.
Ãœber Schubert-Pharma
Im Kompetenzteam Schubert-Pharma sind das Know-how über die hochflexiblen TLM-Verpackungsmaschinen von Schubert und die umfassende Expertise im Projektmanagement von Schubert Packaging Systems vereint. Durch die hohe Kompetenz, unterschiedliche Prozesse und Funktionen mit der Schubert TLM-Technologie oder mittels nahtloser Integration von Fremdaggregaten zu realisieren, erzielt Schubert-Pharma höchste Produkt- und Prozesssicherheit.
Ãœber die Schubert Packaging Systems GmbH
Mit mehr als 45 Jahren Erfahrung projektiert und liefert Schubert Packaging Systems (SPS) branchen- übergreifende komplexe Turnkey-Verpackungsanlagen bestehend aus mehreren Lieferanten. Mit ihrem zertifizierten Projektmanagement übernimmt SPS sowohl die technische als auch finanzielle Verantwortung. Neben dem Bereich Turnkey-Verpackungsanlagen sind auch die Kompetenzteams Schubert-Pharma, Schubert-Consulting und Schubert-Cosmetics Teil des Unternehmens SPS.
Ãœber die Gerhard Schubert GmbH
Die Gerhard Schubert GmbH ist weltweit anerkannter Marktführer für Top-Loading-Verpackungsmaschinen (TLM). Das Familienunternehmen aus Crailsheim (Baden-Württemberg, Deutschland) setzt bei seinen digitalen, roboterbasierten Verpackungsmaschinen auf ein Zusammenspiel von einfacher Mechanik, intelligenter Steuerungstechnik und hoher Modularität. Mit dieser Philosophie und einer eigenen Innovationskultur beschreitet das Unternehmen seit über 50 Jahren völlig eigenständige technologische Wege.
Mit seiner TLM-Technologie stellt der Maschinenbauer seinen Kunden zukunftssichere Verpackungs- maschinenlösungen bereit, die einfach in der Bedienung, flexibel in der Formatumstellung, hochleistungsfähig und stabil in der Funktion sind. Die TLM-Verpackungsmaschinen verpacken Produkte jeglicher Art und Branche – von Lebensmitteln, Süßwaren, Getränken, Pharmazeutika, Kosmetik bis hin zu technischen Artikeln – in Trays, Kartons, Schachteln oder in Schlauchbeutel.
Namhafte Marken wie Ferrero, Nestlé, Unilever oder Roche vertrauen gleichermaßen auf Automatisierungs- lösungen von Schubert wie zahlreiche kleine, mittelständische und familiengeführte Unternehmen. Gegründet im Jahr 1966, beschäftigt die heute in zweiter Generation geführte Unternehmensgruppe mehr als 1.600 Mitarbeiter.
Homepage: www.schubert.group
Facebook: www.facebook.com/GerhardSchubertGmbh
Twitter: www.twitter.com/GerhardSchubert
LinkedIn: www.linkedin.com/company/gerhardschubertgmbhverpackungsmaschinen
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