Transfervorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage

Abstract

 Um kurze Beladezeiten mit einer flexiblen Transfervorrichtung (10) für eine Gefriertrocknungsanlage mit mindestens einer Gefriertrocknungsstation (12) und mindestens einer Ladestation (14, 16) zu ermöglichen, wobei die Transfervorrichtung (10) mindestens einen Tragrahmen (18) mit einem Ladebereich (22) und einer elektrisch betriebenen Laminarfloweinrichtung (28) zur Erzeugung eines laminaren Luftstroms (30) in dem Ladebereich (22) enthält, weist die Transfervorrichtung (10) einen Hubwagen (16) auf, der zum Anheben und Verfahren des Tragrahmens (18) mechanisch mit dem Tragrahmen verbindbar ist und der einen Antriebsmotor und eine Lenkeinrichtung aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage sowie eine entsprechende Gefriertrocknungsanlage.

[0002] Gefriertrocknungsanlagen werden zur Lyophilisation, beispielsweise in der Pharmaindustrie, eingesetzt und enthalten typischerweise mehrere Gefriertrocknungsstationen sowie mindestens eine Belade- und eine Entladestation. In der Beladestation wird auf einem Beladetisch ein Paket mit Fläschchen, welche die gefrierzutrocknende Substanz enthalten, gebildet. Zum Transfer der auf dem Beladetisch gebildeten Flaschenpakete in die betreffende Gefriertrocknungsstation werden üblicherweise auf Schienen verfahrbare Transferwagen eingesetzt, wobei zunächst das auf dem Beladetisch der Beladestation gebildete Flaschenpaket in den Ladebereich des Transferwagens geschoben wird. Der Transferwagen fährt anschließend entlang einer vorgegebenen Schienenstrecke zu der betreffenden Gefriertrocknungsstation, wo das Flaschenpaket mit einem Schieber aus dem Ladebereich des Transferwagens in die Gefriertrocknungsstation geschoben wird. Jede Gefriertrocknungsstation nimmt Flaschenpakete in mehreren Etagen übereinander gestapelt auf, so dass der Transferwagen mehrmals zwischen der Ladestation und der betreffenden Gefriertrocknungsstation hin- und herfahren muss, um diese zu beladen.

[0003] Bei der Gefriertrocknung müssen innerhalb der Gefriertrocknungsanlage Reinraumbedingungen herrschen, um eine Verunreinigung des gefrierzutrocknenden Produktes zu vermeiden. Dieselben Reinraumbedingungen müssen auch in dem Ladebereich des Transferwagens herrschen, damit eine Verunreinigung bereits während des Transports ausgeschlossen ist. Hierzu enthält der Transferwagen eine über dem Ladebereich angeordnete Laminarfloweinrichtung zur Erzeugung eines laminaren Luftstroms in dem Ladebereich. Die Laminarfloweinrichtung reinigt die Luft und erzeugt einen durch den Ladebereich verlaufenden und nach außerhalb des Transferwagens geführten laminaren Luftstrom, um eventuelle Verunreinigungspartikel aus dem Ladebereich herauszutransportieren und fernzuhalten.

[0004] Typischerweise müssen in dem Ladebereich des Transferwagens Reinraumbedingungen der Klasse A herrschen. Außerhalb des Transferwagens und außerhalb der Gefriertrocknungsstationen müssen in dem Bereich, in dem sich der Transferwagen bewegt, Reinraumbedingungen der Klasse B herrschen. Die Klasse A-Reinraumbedingungen müssen in dem Ladebereich des Transferwagens auch dann herrschen, wenn kein Produkt transportiert wird, weil andernfalls ein aufwendiger Nachweis zu führen wäre, dass das gefrierzutrocknende Produkt nicht durch bestehende Verunreinigungen in dem Ladebereich kontaminiert wird.

[0005] Der Weg, den ein schienengeführter Transferwagen fährt, ist vorgegeben. Bei einer Erweiterung oder Ergänzung einer Gefriertrocknungsanlage muss auch das Schienensystem angepasst werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Transfervorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage mit vereinfachtem Aufbau und zur Ermöglichung kürzerer Beladezeiten zu schaffen. Ferner soll eine entsprechende Gefriertrocknungsanlage bereitgestellt werden.

[0007] Die erfindungsgemäße Transfervorrichtung ist definiert durch die Merkmale von Anspruch 1. Die erfindungsgemäße Gefriertrocknungsanlage ist definiert durch die Merkmale von Anspruch 8.

[0008] Erfindungsgemäß weist die Transfervorrichtung einen Hubwagen auf, der zum Anheben und Verfahren des Tragrahmens der Transfervorrichtung mechanisch mit dem Tragrahmen verbindbar ist und der einen Antriebsmotor und eine Lenkeinrichtung aufweist. Der Hubwagen kann durch den Antriebsmotor und die Lenkeinrichtung unabhängig von dem Tragrahmen der Transfervorrichtung bewegt werden. Der von dem Hubwagen zu fahrende Weg kann durch den Antriebsmotor und durch die Lenkeinrichtung flexibel bestimmt werden und ist nicht durch ein Schienensystem fest vorgegeben. Der Hubwagen kann zum mechanischen Verbinden mit dem Tragrahmen unter den Tragrahmen gefahren werden und den Tragrahmen derart anheben, dass dieser von dem Hubwagen flexibel bewegbar ist.

[0009] Zum Beladen der Transfervorrichtung kann der Hubwagen den Tragrahmen vor einer Ladestation derart platzieren, dass das gefrierzutrocknende Produkt von der Ladestation in den Ladebereich der Transfervorrichtung geladen wird. Nach Abschließen des Beladevorgangs kann der Hubwagen den Tragrahmen entlang einer frei vorgebbaren Wegstrecke zu der betreffenden Gefriertrocknungsstation verfahren, wo das Produkt aus dem Ladebereich in die Gefriertrocknungsstation auf herkömmliche Weise transferiert wird. Hierbei ermöglicht die Laminarfloweinrichtung einen kontinuierlichen Betrieb und somit Reinraumbedingungen sowohl im beladenen, als auch im entladenen Zustand des Tragrahmens.

[0010] Der Hubwagen ist von dem Tragrahmen entkoppelbar. Dadurch kann der Hubwagen den Tragrahmen beispielsweise vor einer Ladestation abstellen und während des Beladens einen weiteren Tragrahmen von einer anderen Ladestation zu einer Gefriertrocknungsstation transferieren. Weiterhin kann der Hubwagen einen Tragrahmen in einen separaten Bereich zur Wartung, Reinigung und/oder Sterilisation abstellen und während der Durchführung der Wartung, Reinigung bzw. Sterilisation einen weiteren Tragrahmen transportieren. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, wenn der Tragrahmen, der Hubwagen oder die gesamte Transfervorrichtung für eine Sterilisation mit H₂O₂-Gas (VHP) ausgelegt ist. Die Transfervorrichtung ist aufgrund des entkoppelbaren Hubwagens flexibler und kann frei vorgebbare Wegstrecken abfahren, ohne an ein Schienensystem gebunden zu sein. Dadurch können die Beladungszeiten verkürzt werden.

[0011] Der Hubwagen kann eine Energieversorgungseinrichtung aufweisen und derart mit dem Tragrahmen verbindbar sein, dass die Laminarfloweinrichtung von der Energieversorgungseinrichtung mit der benötigten Energie versorgt wird. Der Hubwagen kann in einen separaten Bereich zur Wartung, Reinigung oder Sterilisation des Hubwagens, des Antriebsmotors und/oder der Lenkeinrichtung verfahren werden, ohne dass der Tragrahmen mittransportiert wird. Beispielsweise kann während der Wartung eines Hubwagens der entsprechende Tragrahmen von einem weiteren Hubwagen transportiert werden, so dass durch die Wartung von Antrieb und/oder Lenkung der Transfervorrichtung die Beladung der Gefriertrocknungsstationen nicht behindert wird.

[0012] Vorzugsweise sind an der Gefriertrocknungsstation und/oder der Ladestation Koppelelemente vorgesehen, die mit einer entsprechenden Koppeleinrichtung an der Transfervorrichtung zusammengreifen, um ein genaues Positionieren der Transfervorrichtung in Bezug auf die betreffende Gefriertrocknungsstation oder Ladestation zu ermöglichen. Vorzugsweise sind die Koppelelemente kegelstumpfförmige, nach oben aufragende Vorsprünge und die Koppeleinrichtung entsprechend komplementär ausgebildet, so dass durch Absenken des Hubwagens die Koppelelemente in die Koppeleinrichtung eingreifen und durch Absenken der Tragrahmen automatisch platziert wird. Durch das mechanische Zusammengreifen von Koppeleinrichtung und Koppelelementen ist der Tragrahmen im abgesenkten Zustand fixiert und ein Verrutschen, z. B. während des Beladens einer Gefriertrocknungsstation, vermieden.

[0013] Die Koppeleinrichtung und die Koppelelemente können elektrische Kontakte aufweisen, die im gekoppelten Zustand eine elektrische Verbindung herstellen, welche zum Einschalten bestimmter Betriebsfunktionen der Transfervorrichtung und/oder der Gefriertrocknungs- bzw. Ladestation dient. Beispielsweise kann durch den elektrischen Kontakt die Laminarfloweinrichtung und/oder der Schieber zum Verschieben des gefrierzutrocknenden Produkts mit Strom versorgt werden oder eine Batterie in dem Hubwagen geladen werden.

[0014] Der Hubwagen kann eine größere Breite als der Tragrahmen aufweisen, wobei die Breite des Hubwagens vorzugsweise einem Vielfachen der Breite des Tragrahmens entspricht, so dass der Hubwagen mehrere Tragrahmen nebeneinander aufnehmen und zugleich transportieren kann. Dadurch ist die Flexibilität der Transfervorrichtung erhöht.

[0015] Die Transfervorrichtung hat vorteilhafterweise eine Navigationseinrichtung zum Bestimmen der Position. Die Navigationseinrichtung kann an dem Tragrahmen ausgebildet sein und die relative Position zu einer Gefriertrocknungsstation und/oder zu einer Ladestation bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann der Hubwagen eine Navigationseinrichtung zum Bestimmen der relativen Position zu dem Tragrahmen aufweisen. Zum Empfangen von Steuerbefehlen ist an der Transfervorrichtung vorzugsweise eine Datenübertragungsschnittstelle, z. B. in Form einer WLAN-Schnittstelle, ausgebildet, um Steuerbefehle für den Antriebsmotor und die Lenkeinrichtung zu empfangen. Hierbei werden die Steuerbefehle in Abhängigkeit von der zuvor durch die Navigationseinrichtung bestimmten Position gesendet. Die Navigationseinrichtung kann nach herkömmlicher Art und Weise z. B. als Lasernavigationssystem mit Spiegeln vorgesehen sein. Die Positionsdaten können über die Datenübertragungsschnittstelle an einen Steuerrechner übertragen werden. Der Steuerrechner kann nach Art einer Steuerzentrale die Positionsdaten sämtlicher Transfervorrichtungen einer Gefriertrocknungsanlage empfangen und verarbeiten, um anschließend an jede Transfervorrichtung individuelle Steuerbefehle zu senden, die ein Verfahren des betreffenden Hubwagens unter Vermeidung von Kollisionen ermöglichen.

[0016] Die Ladestation der Gefriertrocknungsanlage kann eine Fördereinrichtung, z. B. ein Förderband, aufweisen, um das gefrierzutrocknende Produkt direkt in den Ladebereich einer entsprechend positionierten Transfervorrichtung zu fördern. Dadurch kann das Flaschenpaket, welches von der Transfervorrichtung zu der Gefriertrocknungsstation transferiert wird, direkt in dem Ladebereich des Tragrahmens gebildet werden. Der Ladebereich dient dann als Be- bzw. Entladetisch, ohne dass ein separater Be- bzw. Entladetisch an der Ladestation benötigt wird.

[0017] Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

[0018] 

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Transfervorrichtung in seitlicher Ansicht,

Fig. 2

eine schematische Darstellung der Transfervorrichtung nach Figur 1 in der Draufsicht und

Fig. 3

eine schematische Darstellung einer Gefriertrocknungsanlage in der Draufsicht.

[0019] Figuren 1 und 2 zeigen die Transfervorrichtung 10 in schematisch vereinfachter Darstellung vor einer Gefriertrocknungsstation 12, wobei sich die Transfervorrichtung 10 in Richtung des Pfeiles 13 der Gefriertrocknungsstation 12 zum Beladen nähert.

[0020] Die Transfervorrichtung 10 hat einen von einem Hubwagen 16 getragenen Tragrahmen 18. Der Hubwagen 16 hat nicht dargestellte mechanische Aufnahmen für den Tragrahmen 18, wobei durch Anheben des Hubwagens 16 der Tragrahmen 18 in den Aufnahmen aufgenommen und gehalten wird. In dem in den Figuren nicht dargestellten abgesenkten Zustand des Hubwagens 16 sind die Aufnahmen frei und der Tragrahmen 18 steht auf dem Boden, so dass der Hubwagen 16 von dem Tragrahmen 18 weg verfahren werden kann.

[0021] Der Hubwagen 16 hat eine Energieversorgungseinrichtung 20 in Form einer Batterie, die nicht dargestellte Servomotoren für den Antriebsmotor, die Lenkeinrichtung und die Hubeinrichtung besitzt.

[0022] Der Tragrahmen 18 der Transfervorrichtung 10 hat einen mittleren Ladebereich 22, in dem ein Flaschenpaket 24 aus einer bestimmten Anzahl von Fläschchen mit gefrierzutrocknendem Produkt enthalten ist. Das Flaschenpaket 24 ist mit einem Schieberahmen 26 von einer Ladestation in den Ladebereich der Transfervorrichtung geladen worden. Über dem Ladebereich 22 ist eine Laminarfloweinrichtung 28 an dem Tragrahmen 18 befestigt. Die Laminarfloweinrichtung 28 wird von der Batterie 20 in dem Hubwagen 16 mit Strom versorgt und erzeugt in dem Ladebereich 22 eine laminare Strömung gereinigter Luft, die durch die Pfeile 30 schematisch angedeutet ist. Die laminare Luftströmung 30 in dem Ladebereich 22 wird stets aufrechterhalten, um die Reinheitserfordernisse bei dem Betrieb der Gefriertrocknungsanlage zu erfüllen. Im Falle einer Unterbrechung der laminaren Luftströmung 30 in dem Ladebereich 22 wäre anderenfalls ein aufwendiger Nachweis zu führen, dass ein anschließend geladenes Produkt nicht durch bestehende Verunreinigungen in dem Ladebereich 22 kontaminiert wird.

[0023] An dem Tragrahmen 18 ist seitlich ein Schaltschrank 32 befestigt. An der Oberseite des Tragrahmens 18 sind eine WLAN-Schnittstelle 34 und ein Laser 36 angeordnet. Der Laser 36 ist zusammen mit Spiegeln 38 Bestandteil eines Laser-Navigationssystems zur Bestimmung der Position der Transfervorrichtung 10. Die Positionsdaten können über die WLAN-Schnittstelle 34 an eine externe WLAN-Schnittstelle 40 eines zentralen Steuerrechners übertragen werden. Der zentrale Steuerrechner kann auf Basis der Positionsdaten die benötigten Steuerbefehle für den Antriebsmotor, die Lenkeinrichtung und die Hubeinrichtung des Hubwagens 16 ermitteln. Diese Steuerbefehle werden an die Datenübertragungsschnittstelle 34 der Transfervorrichtung 10 gesendet und über den Schaltschrank 32 an den Antriebsmotor, die Lenkeinrichtung und/oder die Hubeinrichtung übermittelt.

[0024] Vor der Gefriertrocknungsstation 12 sind am Boden Koppelelemente 40 in Form kegelstumpfförmiger Erhebungen angeordnet. Die Koppelelemente 40 greifen mit entsprechenden Koppeleinrichtungen 42 an der Unterseite des Tragrahmens 18 im abgesenkten Zustand zusammen. Durch die konische Form der Koppelelemente 40 erfolgt eine Feinpositionierung des Tragrahmens 18 relativ zu der Gefriertrocknungsstation 12. Hierbei wird typischerweise eine Genauigkeit von max ± ½ mm benötigt, um ein fehlerfreies Beladen der Gefriertrocknungsstation 12 durch die Transfervorrichtung 10 zu ermöglichen. Im gekoppelten Zustand fixieren die Koppelelemente 40 zudem den Tragrahmen 18, so dass ein Verschieben relativ zu der Gefriertrocknungsstation 12 während des Beladevorgangs vermieden ist. Zudem verfügen sowohl die Koppelelemente 40 als auch die Koppeleinrichtungen 42 über elektrische Kontakte, die im kontaktierten Zustand z. B. den Beladevorgang der Gefriertrocknungsstation 12 starten oder die Batterie 20 des Hubwagens 16 aufladen.

[0025] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gefriertrocknungsanlage. Die Gefriertrocknungsanlage enthält einen Transferwagen 10, sechs Gefriertrocknungsstationen 12 und zwei Be- und Entladestationen 14, 16, wobei die Ladestation 14 eine Entladestation und die Ladestation 16 eine Beladestation ist. Ferner enthält die Gefriertrocknungsanlage einen Servicebereich 18, in den ein Tragrahmen 18 oder ein Hubwagen 16 zur Wartung, Reinigung und/oder Sterilisation abgestellt werden kann. Die Pfeile in Figur 3 zeigen mögliche Bewegungsrichtungen und Wege der Transfervorrichtung 10. In Figur 3 befindet sich die Transfervorrichtung 10 in einer Position vor einer der Gefriertrocknungsstationen 12. Zum Beladen des Ladebereichs 22 der Transfervorrichtung 10 wird der Tragrahmen 18 von dem Hubwagen 16 vor die Beladestation 14 gefahren. Dort kann der Hubwagen 16 den Tragrahmen 18 absetzen und während des Beladens durch die Beladestation 14 einen weiteren Tragrahmen, z. B. von einer anderen Gefriertrocknungsstation 12, zu der Entladestation 14 oder zu dem Servicebereich 18 verfahren. Nach erfolgtem Beladen des Ladebereichs 22 durch die Beladestation 16 hebt der Hubwagen 16 den beladenen Tragrahmen 18 an und verfährt den Tragrahmen 18 zu der gewünschten Gefriertrocknungsstation 12. Dort kann der Hubwagen 16 den Tragrahmen 18 ebenfalls absetzen. Während des Beladens der Gefriertrocknungsstation mit den Produkten in dem Ladebereich 22 kann der Hubwagen 16 einen anderen Tragrahmen 18, z. B. von einer Gefriertrocknungsstation 12 zu der Ladestation 16 oder in den Servicebereich 18, verfahren.

Ansprüche

1. Transfervorrichtung (10) für eine Gefriertrocknungsanlage mit mindestens einer Gefriertrocknungsstation (12) und mindestens einer Ladestation (14, 16), wobei die Transfervorrichtung (10) mindestens einen Tragrahmen (18) mit einem Ladebereich (22) und mit mindestens einer Laminarfloweinrichtung (28) zur Erzeugung eines laminaren Luftstroms (30) in dem Ladebereich (22) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (10) einen Hubwagen (16) aufweist, der zum Anheben und Verfahren des Tragrahmens (18) mechanisch mit diesem verbindbar ist und der einen Antriebsmotor und eine Lenkeinrichtung aufweist.

2. Transfervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubwagen (16) eine Energieversorgungseinrichtung (20) aufweist und elektrisch derart mit dem Tragrahmen (18) verbindbar ist, dass die Laminarfloweinrichtung (28) an die Energieversorgungseinrichtung (42) angeschlossen ist.

3. Transfervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (10) eine Koppeleinrichtung aufweist, die zum Ineinandergreifen mit entsprechenden Koppelelementen (40) an der Gefrier- und/oder Ladestation (12, 16) ausgebildet ist.

4. Transfervorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung elektrische Kontakte zum Kontaktieren von elektrischen Kontakten der Koppelelemente (40) in dem gekoppelten Zustand aufweist.

5. Transfervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubwagen (16) eine größere Breite als der Tragrahmen (18) aufweist und dadurch zum Heben mehrerer Tragrahmen (18) ausgebildet ist.

6. Transfervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (10) eine Navigationseinrichtung (36, 38) zum Bestimmen der Position der Transfervorrichtung (10) aufweist.

7. Transfervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (10) eine Datenübertragungsschnittstelle (34) zum Empfangen von Steuerbefehlen für den Antriebsmotor und die Lenkeinrichtung aufweist.

8. Transfervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor und die Lenkeinrichtung derart ausgebildet sind, dass der Hubwagen (16) vorwärts, rückwärts und seitwärts verfahrbar ist und um eine Vertikalachse rotierbar ist.

9. Gefriertrocknungsanlage mit mindestens einer Transfervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 - 8, mindestens einer Gefriertrocknungsstation (12) und mindestens einer Ladestation (16).

10. Gefriertrocknungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefriertrocknungsstation (12) und/oder die Ladestation (14) Koppelelemente (40) zum Ineinandergreifen mit einer entsprechenden Koppeleinrichtung der Transfervorrichtung (10) aufweisen.

11. Gefriertrocknungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelelemente (40) elektrische Kontakte zum Kontaktieren von elektrischen Kontakten der Koppeleinrichtung im gekoppelten Zustand aufweisen.

12. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Transfervorrichtung (10) mehrere Tragrahmen (18) zugeordnet sind.

13. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefriertrocknungsanlage eine separate Parkstation zum Warten, Aufladen und Reinigen der Transfervorrichtung (10) und/oder des Hubwagens (16) aufweist.

14. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 9 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (16) eine Fördereinrichtung zum Fördern des gefrierzutrocknenden Produkts aufweist, wobei die Fördereinrichtung das Produkt direkt in den Ladebereich (22) der Transfervorrichtung (10) fördert.

15. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 9 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladestation (14) eine Fördereinrichtung zum Fördern des gefrierzutrocknenden Produkts aufweist, wobei die Fördereinrichtung das Produkt direkt aus dem Ladebereich (22) der Transfervorrichtung übernimmt und einer nachgeschalteten Einrichtung vereinzelt zufördert.

Zeichnung