מאת: איציק קרן על פי יישום של YAI, יאסקווה
אריזת תרופות הינה אחד השלבים הקריטיים בתהליך ייצור ושיווק המוצר. היא אמורה לספק הגנה למוצר עצמו בתהליך השינוע, בידוד המוצר בתנאי סביבה שונים (אבק, לחות, חמצן וכו’). האריזה משמשת גם ככלי שיווקי המספק מידע על המוצר ולעיתים על היצרן בצורה ממוקדת ותמציתית. אריזת תרופות שונה כמובן כתלות בצורת התרופה ובמצב הצבירה שלה (נוזלי, מוצק, אבקה). ישנם כמובן שיטות רבות לאריזת תרופות. מאמר זה יתמקד באחת מהן.
בתחום אריזת התרופות, תהליך האריזה בחום, Blister Pack Thermoforming נפוץ במיוחד, שם הוא משמש לאריזת כדורים, קפליות, סוכריות מציצה וכיו”ב.
אריזות ה-Blister מיוצרות בתהליך Form-Fill-Seal (תבנית-מילוי-אטימה), על-ידי יצרני התרופות או על-ידי קבלני משנה.
האריזה מיוצרת מיריעת פולימר, ממנה מיוצרת התבנית, מילויה באמצעות הרכיב הפרמצבטי (כדורים, קפליות) ואיטום באמצעות יריעת מתכת (Foil). בסיום תהליך האריזה, מתבצע תהליך פרפורציה שמקל על השימוש בכדורים וטיפול באריזה.
תהליך זה כולל אתגרים רבים ביישומו. למשל:
קצב ייצור מקסימאלי תוך שמירה על מימדי מעטפת קטנים יחסית, עבור רכיבי המערכת
בקרה מדויקת של הטמפרטורה בתחנת יצירת התבנית
ממשק פשוט לרכיב ה-PLC וה-HMI לצורך העברה קלה ומהירה של מידע הסרוו והתוצר
אפשרות ביצוע התאמה ב”זמן אמיתי” של פרופילי התנועה
תאימות לתקינה ובקרת איכות
תכנות פשוט יותר לצורך התקנה ויישום מהירים יותר של מכונת הייצור
מוצרי הנע (סרוו) אשר שימשו לצורך יישום הפתרון:
חברת יאסקווה בחנה את הדרישות והפתרונות האפשריים ליישום במקרה זה והמליצה להשתמש בכלים הבאים:
Sigma-5, סדרה חדשנית זו של מוצרי הנעה מבית יאסקווה כוללת בין השאר מנועי סרוו עם High Torque Density ומגבר סרוו SGDV Sigma-5 עם תגובת תדר של 1.6kHz.
היתרון המובהק של שימוש בסדרה זו הוא זמני מחזור מהירים יותר וכוח רב יותר במנוע קטן יותר אשר מאפשרים ביצועים ותפוקה גבוהים יותר, באותו מקום או אף בנפח קטן יותר.
MP2000iec, בקר רב צירי מבית יאסקווה אשר יכול לשלוט ע”י פיקוד וירטואלי על מערכת בת 16 צירים.
יתרון בקר מסוג זה הוא קבלת רצף מכונה פשוט יותר ויכולת תיאום מכונה משופרת. התקשורת של בקר זה הינה מסוג EtherNet/IP וככזו מאפשרת העברה קלה של נתוני סרוו ל-PLC השולט במכונה או למערכת איסוף נתונים MES, חיבור מהיר לשלט הרחוק ומודולים עצמאיים (self-contained) לבקרת חום.
שימוש בסביבת הפיתוח הגלובלית מתקן IEC61131-3, MotionWorks IEC Pro, מאפשר קיצור עקומת הלמידה של שפות מכונה תקניות ומקצר את זמן ההתקנה וההפעלה של המערכת. ניתן למשל, לייצא ספריות משתמש או קטעי קוד לפרויקטים חדשים ובכך לחסוך זמן ולקצר את מחזור הבנייה.
ולבסוף, ה- Cam Toolbox. אלו הם ספריות מוכנות מראש, המספקות את הפונקציונאליות הנחוצה להפקה ולביצוע של CAM (Pre-written library that provides essential functions for Cam Generation and execution).
המדובר בספריות משתמש הניתנות לייבוא, מאפשרות ביצוע התאמות תוך כדי עבודה, לכל פרופילי ה-CAM ובנוסף מתאפשר כיוונון מדוייק של מחזור המכונה.
פרטי האפליקציה
במכונת Blister Pack Thermoforming המונעת בסרוו, יריעת פלסטיק או גיליון פילם נפרשים מגליל ההזנה ומועברים דרך מספר תחנות באמצעות ציר הזנה (Feed Axis). ראשית, היריעה עוברת בתחנה לחימום מקדים (Pre-Heating). הטמפרטורה באזור החימום המקדים נשמרת כך שניתן יהיה ליצור גמישות ביריעה, מבלי להתיך אותה. יריעת הפלסטיק המחוממת, מועברת לתחנת התבנית (Forming) שבו מכבש סרוו יטביע את גומחת הבועה לתבנית נגטיב. התבנית מצוננת כך שהפלסטיק מתקשה ושומר על הצורה לאחר הסרתו מהתחנה.
כעת, היריעה המוטבעת עוברת לתחנת המילוי (Filling Station) שבה המוצר הפרמצבטי (כדור, קפליה) מועבר לתבנית. לאחר מעבר בתחנת בקרת איכות, המוצר נאטם לתוך האריזה באמצעות יריעת פויל, בתחנת מכבש (Press Station). בתחנה הבאה, מתבצע חירור באריזה (פרפורציה), כדי להקל על הוצאת הכדורים מהאריזה. בסיום התהליך, האריזה מוזנת לתחנת החיתוך, להפרדת האריזה מיריעת הנושא, ולביצוע אריזה סופית. ניתן לסנכרן את כל תחנות מונעות הסרוו באמצעות camming אלקטרוני לציר מסטר וירטואלי, לצורך שמירת תזמון רצף מדויק.
מערכות אחרות של Blister Pack Thermoforming מנצלות תחנות המונעות באמצעות ציר או לחץ אוויר. תחנות פנאומטיות מאפשרות תפעול פשוט וזול יותר אולם הן מוגבלות ברמת הגמישות שלהן ובקרה אוטומטית של מיקום.לחץ של תבנית החיתוך. מערכות המונעות בציר, מסנכרנות את כל התחנות יחד אולם נדרשות עבורן התאמות מכניות בזמן שינויי מוצר.
דרישות הייצור של היום תובעות מבחר רב יותר של תצורות מוצר ומחזורי ייצור קצרים יותר. צירי סרוו יחידים המסונכרנים לציר אלקטרוני, מתאימות להתאמות בזמן אמיתי ולתפוקות ייצור גבוהות יותר.
בקר רב צירי מסוג MP2000iec מסוגל לאחד ולאסוף את כל התחנות (הזנה, תבנית, איטום, פרפורציה וחיתוך תבנית) לתוך מסטר וירטואלי ובכך לפשט את רצף המכונה. תקשורת 100 Mbaud EtherNet/IP מאפשרת העברה קלה של נתוני תנועה למערכת PLC לצורך בקרת הייצור. הבקר יכול לתקשר עם מודולי בקרת טמפרטורה מרוחקים, באמצעות תקשרות רשת מסוג Ethernet או Mechatrolink. תוכנת MotionWorks IEC Pro מקלה מאוד על ביצוע תכנות הבקר. תוכנת IEC-61131-3 תקנית, הכוללת פונקציות PLCopen מובנות וספריות משתמש מוכנות מראש, חוסכת זמן ומאיצה משמעותית את תהליך הפיתוח של המתכנתים. מערכת ה-Cam Toolbox של Yaskawa מספקת קוד אפליקציה מוכן מראש, הנחוץ לצורך ביצוע Cam Generation ולצורך התפעול, ומאפשרת ביצוע קל של שינויים בזמן אמיתי, לכל פרופילי ה-Cam יחד עם כיוונון מדוייק של מחזור המכונה.
איציק קרן הוא מנהל שיווק ביאסקווה.
