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Inspektion von Vials, Beuteln und Co

Inline-Inspektionssysteme für parenterale Füll- und Verschließprozesse
Inspektion von Vials, Beuteln und Co

Kontrolle_von_Vials_Vitronic
Für die Kontrolle parenteraler Füll- und Verschließprozesse eignen sich Inline-Inspektionssysteme Bild: Vitronic
Die visuelle Inspektion von Vials, Spritzen, Beuteln und vielem mehr wird häufig manuell oder automatisiert am Ende der Produktionslinie durchgeführt. Nachteil dieser Vorgehensweise: Probleme werden erst nach dem Füll- und Verschließprozess erkannt und abgefüllte Arzneimittel müssen entsorgt werden. Abhilfe kann hier die automatische Inline-Inspektion schaffen, die jeden Prozessschritt einzeln kontrolliert. Die anfallenden Daten können außerdem zur Anlagenoptimierung verwendet werden.

Wie alle Arzneimittel müssen auch parenterale Produkte mit der höchstmöglichen Qualität hergestellt und verpackt werden, um sowohl die Wirksamkeit als auch die Patientensicherheit zu gewährleisten. Bei parenteralen Arzneimitteln kann die visuelle Inspektion von Verpackungsbehältern – von Glasvials über Blow-Fill-Seal-Systeme (BFS) bis hin zu Infusionsbeuteln – eine große Herausforderung darstellen. Probleme wie Behälterdefekte, das Auftreten von sichtbaren und unsichtbaren Partikeln oder fehlerhafte Behälterverschlüsse können sich erheblich auf die Qualität des Endprodukts auswirken und erfordern eine umfassende Inspektion und Qualitätskontrolle.

Bei Produkten, die in Glasvials abgefüllt sind, wird durch eine ordnungsgemäße Inspektion sichergestellt, dass das Glas keine Risse aufweist, der Füllstand korrekt ist, sich keine Partikel in der Flüssigkeit in den befüllten Vials befinden, dass der Verschluss des Behälters passend und ausreichend versiegelt ist (Stopfen richtig positioniert und Kappe richtig gepresst) und dass der Serialisierungscode für die Rückverfolgbarkeit korrekt angebracht ist.

Beutel, die für die intravenöse Verabreichung von Arzneimitteln bestimmt sind, haben dagegen Nähte, mit denen die Seiten des Behälters miteinander verbunden sind und wo Öffnungen zur Befüllung und Verabreichung des Arzneimittels eingefügt sind. Diese Nähte (oder Schweißungen) müssen korrekt positioniert und vollständig geschlossen sein. Jeder Beutel muss außerdem die richtige Größe und Form haben, und der Aufdruck auf dem Etikett muss überprüft werden. Bei Behältern, die mit der BFS-Technologie hergestellt werden, müssen ähnliche Anforderungen in Bezug auf Behälterverschluss, Deckel, Konturverformungen, Flecken und Partikel erfüllt werden.

Grenzen der manuellen und visuellen End-of-Line-Inspektion

Die visuelle Inspektion von Parenteralia ist traditionell ein manueller Prozess, der oft am Ende der Produktionslinie nach der Abfüllung/Verschließung durchgeführt wird. Manuelle Inspektionsverfahren sind in der Regel kostspielig und weniger effektiv als die automatische visuelle Inspektion (AVI). Daher sind viele Arzneimittelhersteller zu automatisierten End-of-Line-Systemen übergegangen. Diese Systeme liefern zwar in der Regel hervorragende Inspektionsergebnisse, haben aber den großen Nachteil, dass – da Probleme erst nach dem Füll- und Verschließprozess erkannt werden – das Produkt in der Regel entsorgt werden muss, was im Hinblick auf den Material- und Zeitverlust sehr kostspielig sein kann. Bei diesem Ansatz ist es auch kaum möglich, Leistungstrends zu erkennen, um künftige Qualitätsprobleme vorherzusehen und proaktive Schritte zu ihrer Vermeidung zu unternehmen.

Vorteile der automatischen Inline-Inspektion

Die Inline-AVI an mehreren Kontrollpunkten im Füll- und Verschließprozess erhöht die Effizienz der Inspektionen. Anstatt Probleme erst Stunden oder Tage später zu erkennen, nachdem bereits eine große Menge fehlerhafter Produkte produziert wurde, werden Fehler so nah wie möglich am Zeitpunkt ihres Auftretens erkannt, was eine sofortige Korrektur erlaubt. Darüber hinaus generiert Inline-AVI Daten, die zur Identifizierung von Trends in der Anlagenleistung verwendet werden können. Diese weisen auf notwendige Wartungs- oder Austauschmaßnahmen hin, die Fehler verhindern und proaktiv statt reaktiv für eine höhere Qualität sorgen können. Das Gesamtergebnis sind weniger Ausfälle und eine höhere Produktionsleistung. Natürlich erfüllt die Inline-AVI die gesetzlichen Anforderungen.

Inline-Inspektion von Vials

Die Inline-AVI bei der Abfüllung von Glasvials anhand der Lösungen von Vitronic beginnt mit einer Inspektion der leeren Vials, bevor sie die Abfüllanlage erreichen. Hier wird das Vial vor der Befüllung auf Partikel, Risse und andere Defekte untersucht. Unmittelbar nach der Befüllung wird der Füllstand kontrolliert. Nach dem Aufsetzen des Stopfens wird seine Positionierung auf korrekte Platzierung und Mängel geprüft. Nach dem Anpressen der Aluminiumkappe werden die gesamte Kappe und der Verschluss auf Fehler oder Farbverwechslungen geprüft. Schließlich wird das Vial nach der Codierung mittels optischer Zeichenprüfung (OCV) verifiziert. Bei jedem Prüfschritt werden Behälter mit festgestellten Mängeln sofort von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen.

Bei diesem Vorgehen wird jeder Prozessschritt direkt nach seiner Durchführung einer Qualitätskontrolle unterzogen. Darüber hinaus werden die Daten analysiert, um Trends in der Anlagenleistung zu erkennen. Wird ein bestimmter Schwellenwert oder eine Leistungsminderung erreicht, benachrichtigt das System den Produzenten über das aufkommende Problem. Diese direkte Rückmeldung ermöglicht sofortige Maßnahmen zur Prozessoptimierung.

Modernste Hard- und Software

Die Inline-AVI von Füll- und Verschließprozessen von Parenteralia erfordert modernste Hardware und Software. Die Hardware muss zweckmäßig sein, z. B. eine geeignete hochauflösende Kamera zur Erkennung von Partikeln bis zu einer Größe von hundert Mikrometern in einer Produktlösung oder winzigen Rissen in Glasvials. Auch die Software muss zweckmäßig und intuitiv sein, mit einer leicht zu bedienenden Benutzeroberfläche.

Expertise in der Installation dieser Ausrüstung, wie z.B. Positionierung und Beleuchtung (z.B. Polarisation und Farbfilterung, Seiten und Winkel), ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass alle Defekte erkannt werden. Wichtig ist auch die Integration der Software, entsprechend dem jeweiligen Füll- und Verschließvorgang und den Anlagensystemen.

Alle einzelnen Inspektionsinstrumente müssen auch optimal genutzt werden, um einen effektiven übergreifenden Inspektionsplan zu gewährleisten. Die Gesamtstrategie muss ihrerseits die erfolgreiche Durchführung jeder einzelnen Inspektionsaufgabe ermöglichen. Auch zwischen der Hardware und der Software muss eine gute Synergie vorhanden sein. Insbesondere bei der Arbeit mit sehr hochauflösenden Sensoren müssen die erfassten Daten sehr schnell verarbeitet werden, um den Anforderungen an die Prozessgeschwindigkeit gerecht zu werden. Leistungsstarke Industriecomputer und spezialisierte Datenverarbeitungssoftware sind entscheidend für den Erfolg.

Einsatz von KI

Der Einsatz künstlicher Intelligenz als Teil der Inspektionsstrategie kann große Vorteile bringen, insbesondere bei schwierigen Inspektionsaufgaben wie Partikeln. Tatsächlich haben jüngste Studien gezeigt, dass der Einsatz von künstlicher Intelligenz in Kombination mit herkömmlicher Bildverarbeitung zu einer besseren Fehlererkennung und einer geringeren Anzahl falscher Ausschüsse führen kann.

Nutzung großer Datenmengen

Die enorme Menge an Daten, die von automatischen Inline-Inspektionssystemen erzeugt wird, hat einen Wert, der über das ursprüngliche Inspektionsergebnis hinausgeht. Gespeicherte Daten werden mit bestimmten Chargenläufen korreliert, und wenn irgendwann nach Abschluss einer Charge ein Problem festgestellt wird, können die gespeicherten Daten zur Ermittlung der Grundursache herangezogen werden.

Darüber hinaus sind die Daten auch für Trendanalysen verfügbar. Solche Analysen können dazu dienen, potenzielle Probleme bereits in der Entstehungsphase zu erkennen, damit sie angegangen werden können, bevor es zu Ausfällen kommt. Sie können auch verwendet werden, um vorausschauende Wartungstools zu erstellen, die zur Kostenminimierung beitragen. Wenn Prozessänderungen vorgenommen werden, kann eine schnelle Datenanalyse nahezu in Echtzeit Rückmeldung über die Auswirkungen dieser Änderungen geben.

Der Datenzugriff kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, abhängig von den vorhandenen Geräten und Anlagensystemen. Für die Maschinenführer im Werk können individuelle Benutzeroberflächen bereitgestellt werden, damit sie den Maschinenstatus direkt einsehen können. In Anlagen mit zentraler Leitwarte ist es auch möglich, die Daten an die Leitwarte zu senden. Vitronic stellt die entsprechenden Geräte, Schalter und Werkzeuge zur Verfügung, damit das Inspektionssystem mit dem spezifischen Fertigungssystem jeder Abfüllmaschine an jedem Kundenstandort kommunizieren kann.

Mehr Flexibilität gefordert

Arzneimittelhersteller wünschen sich zunehmend mehr Flexibilität bei ihren AVI-Systemen. Da der Trend zu kleineren Chargen geht, werden Produkt- oder Formatwechsel immer häufiger. Dies führt zu einer wachsenden Nachfrage nach Inspektionssystemen, die einen schnelleren Produktwechsel zulassen, idealerweise ohne dass der Lieferant des Inspektionssystems eingreifen muss. Vitronic hat sich darauf konzentriert, diesen Bedarf mit Lösungen zu decken, die mit ausgefeilten und hervorragenden grafischen Benutzeroberflächen konzipiert wurden.

Vitronic Dr.-Ing. Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH, Wiesbaden

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