Herausforderung
Teil des Leistungsportfolios von Medipan ist die Herstellung und der Vertrieb von medizinischen Lösungen und Seren, die derzeit manuell mittels Pipetten in Flaschen unterschiedlicher Füllvolumina abgefüllt und anschließend händisch verschlossen werden. Diese Prozesse sind jedoch unergonomisch und belasten die Mitarbeiter körperlich, insbesondere durch die Beanspruchung von Händen, Handgelenken und Fingern. Dies führt zu Ermüdungserscheinungen und verringert die Effizienz.
Zudem bringt das manuelle Abfüllen Ungenauigkeiten im Prozess mit sich, weshalb zur Sicherheit die Nennfüllmenge absichtlich überschritten wird, um eine Unterfüllung zu vermeiden. Diese Praxis führt nicht nur zu Produktverlusten, sondern beeinträchtigt auch die Wiederholgenauigkeit des Prozesses.
Die Aufgaben werden derzeit von hochqualifizierten Mitarbeitern ausgeführt, deren Expertise jedoch für anspruchsvollere Tätigkeiten benötigt wird. Aus diesem Grund wurde beschlossen, ein Konzept für einen teil- oder vollständig automatisierten Abfüll- und Verschließprozess zu entwickeln und zu testen.
Diese Prozessveränderungen würden nicht nur die körperliche Belastung der Mitarbeiter verringern und Ressourcen schonen, sondern auch ermöglichen, qualifizierte Mitarbeiter gezielt in anderen Bereichen einzusetzen. Dies würde die Produktivität steigern und zugleich die Zufriedenheit im Unternehmen erhöhen.
Umsetzung
Im Rahmen des Automatisierungsprojekts wurde eine mikrocontrollergesteuerte Peristaltikpumpe für die Abfüllung eingesetzt, die eine präzise Dosierung der Flüssigkeiten ermöglicht. Diese Technologie gewährleistet, dass jede Flasche exakt mit der gewünschten Menge Flüssigkeit gefüllt wird. Für den Laboraufbau wurden verschiedene Vorrichtungen entwickelt, darunter Pumpenhalter, Abfüllstationen und Klemmvorrichtungen, um die Flaschen während des gesamten Abfüll- und Verschraubprozesses stabil zu halten und eine effiziente Handhabung zu gewährleisten. Die Verschraubung der Flaschen erfolgt anschließend mithilfe eines pneumatischen Schraubers und eines Adapters für die Schraubkappen, um eine sichere Versiegelung zu garantieren.
In ersten Testreihen wurde das Konzept mit Wasser in 4-ml-Flaschen getestet, wobei eine Zielabfüllmenge von 1 ml angestrebt wurde. Die Füllgenauigkeit lag dabei konstant bei einer Abweichung von nur +/- 0,1 ml, was in mehreren Testdurchläufen bestätigt werden konnte. Diese Ergebnisse wurden der Firma Medipan vorgestellt und belegen die hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit des Konzepts. Sie bilden die Grundlage für die weitere firmeninterne Entwicklung des Projekts, um den spezifischen Anforderungen der Produktion vor Ort gerecht zu werden.