СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ МЕШАЛКИ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Российский патент 2005 года по МПК B01F15/00 

Данное изобретение относится к способу применения мешалки с программным управлением, для изготовления фармацевтических или косметических рецептур и т.п., с электрическим перемешивающим блоком с управлением частотой вращения, который включает перемешивающий инструмент, который входит в зацепление со смесительным сосудом, причем перемешивающий блок связан с микропроцессором, который определяет программно-управляемые время перемешивания и скорость перемешивания для перемешивающего блока.

Например, по назначению врача изготавливаются индивидуальные фармацевтические или косметические рецептуры мазей, сложных порошков, гелей и т.п. При индивидуальном изготовлении таких рецептур, которое обычно имеет место в аптеках, составные части рецептуры в соответствии с традиционным способом смешиваются вручную. Для этого могут применяться, например, ступка и пестик либо стеклянная пластина и лопаточка. Наряду с опасностью загрязнения изготавливаемых веществ при ручном способе действий проблема, кроме того, состоит в том, что условия, при которых происходит перемешивание отдельных веществ, являются невоспроизводимыми и недокументируемыми. При многократном изготовлении аналогичных рецептур из этого могут вытекать значительные качественные различия, которые могут оказать не самое слабое влияние на эффективность рецептуры.

Устройство для перемешивания, смешивания, размельчения и т.п. известно из германского патента DE 19641972 С2. Такое устройство (которое можно назвать также мешалкой) имеет перемешивающий блок и ходовой блок (блок возвратно-поступательного перемещения) для того, чтобы с помощью перемешивающего инструмента полуавтоматически перемешивать в смесительном резервуаре определенные вещества так, чтобы в результате этого получить требуемую рецептуру. В этом устройстве соответственно уровню техники можно изменять вручную в определенных пределах скорость перемешивания, время перемешивания, число ходов, скорость хода, чтобы оптимально согласовать их со специальными видами рецептур. Эти параметры мешалки должны быть согласованы со свойствами исходных веществ, а также с соответствующими количествами этих веществ, если результат процесса перемешивания должен быть удовлетворительным. Недостаток этого известного устройства состоит в том, что оптимальные параметры различных процессов перемешивания не удерживаются в течение длительного промежутка времени и потому всегда должны вводиться заново. Индивидуальный ввод времени перемешивания, числа оборотов в минуту для перемешивающего инструмента, скорости хода и числа ходов нельзя позже воспроизвести сразу же. Поэтому специальные рецептуры могут иметь сильные колебания качества как при изготовлении в различных аптеках, так и при многократном изготовлении в одной и той же аптеке. Таким образом, нельзя обеспечить единообразие качества (Good Manufacturing Practice - GMP=хороший способ изготовления) по одному назначению врача.

Германский патент DE 3919534 A1 представляет способ и устройство для приготовления костного цемента. В соответствии с этим способом предусмотрено автоматическое управление процессом, причем смешанная фаза и/или исходная фаза могут выбираться с учетом типа соответствующего костного цемента и его применяемого количества. Однако обслуживание описанного устройства является относительно дорогостоящим, так как управляемые параметры приходится вводить вручную. Кроме того, не обеспечена документация выполненных смесей и равным образом не может быть гарантирована воспроизводимость для идентичных смесей.

Из германского патента DE 3126552 A1 известен способ управления процессами перемешивания. При этом при помощи вязкости вещества регулируется оптимальная потребляемая мощность мешалки. Кроме того, вязкость может непрерывно определяться в ходе процессов перемешивания. При этом не придается большое значение воспроизводимому, документируемому и быстрому изготовлению смесей при автоматическом использовании параметров, вытекающих из размеров резервуара.

Наконец, в германском патенте DE 4302085 C1 приводятся способ дозирования и смешивания наполнителей для зубных пломб, состоящих из нескольких компонентов, и устройство для реализации этого способа.

Задача данного изобретения состоит таким образом в том, чтобы минимизировать качественные различия при изготовлении мазей индивидуальной рецептуры. Следующую задачу можно видеть в том, чтобы упростить использование мешалок так, чтобы косметические и фармацевтические продукты могли изготавливаться в требуемом количестве даже менее квалифицированным персоналом. Далее изобретение должно обеспечить возможность изготовления индивидуальной рецептуры того же качества даже при более длительных интервалах времени, а при многократном изготовлении таких рецептур должно позволить повысить эффективность. Эти и другие задачи решаются способом, который охватывает следующие шаги:

- ввод при помощи средства ввода данных переменных данных, которые, по меньшей мере, определяют:

- количество и категорию рецептуры, подлежащей изготовлению, в заданном поле допуска и

- размеры смесительного сосуда;

- ввод постоянных данных из памяти для данных, которая для предварительно определенных категорий рецептур и размеров смесительных сосудов содержит исходные значения времени перемешивания и скорости перемешивания;

- определение времени перемешивания и скорости перемешивания для изготовления требуемого количества рецептуры путем сцепления переменных и постоянных данных;

- преобразование определенных значений времени перемешивания и скорости перемешивания в соответствующие первые значения тока или напряжения и управление перемешивающим блоком с использованием этих управляющих параметров;

- сохранение управляющих параметров, использованных во время изготовления рецептуры, вместе с идентификационными данными в памяти для данных;

- вывод использованных управляющих параметров и/или идентификационных данных в электронной и/или печатной форме с помощью средства вывода данных.

Важное преимущество способа, соответствующего изобретению, состоит в том, что может быть гарантировано в значительной степени соответствующее GMP (хорошему способу изготовления) единообразие качества рецептур, подлежащих изготовлению. Это обеспечивает изготовление аналогичных рецептур с одинаковыми условиями смешивания. Кроме того, в значительной степени исключаются ошибки при обслуживании мешалки.

Мешалка с программным управлением может содержать ходовой блок, посредством которого можно изменить относительное положение перемешивающего инструмента в смесительном сосуде во время процесса перемешивания, причем программа обработки данных, выполняемая микропроцессором, может охватывать далее следующие шаги:

- определение оптимального числа ходов и скорости хода для изготовления рецептуры требуемого качества путем сцепления переменных и постоянных данных;

- преобразование определенных значений числа ходов и скорости хода в соответствующие вторые значения тока или напряжения;

- управление ходовым блоком с использованием этих вторых значений тока или напряжения.

Привлечение ходового блока к управлению посредством микропроцессора еще больше повышает единообразие качества, требуемое согласно закону о лекарственных средствах. Кроме того, благодаря этому можно согласовать способ перемешивания со специальными исходными веществами и требуемым конечным продуктом. Здесь следует отметить, что под понятием “перемешивание” в этой связи понимается также измельчение исходных веществ, смешивание и перемешивание исходных веществ, а также все прочие виды обработки, которые могут выполняться перемешивающим инструментом в смесительном сосуде.

Благодаря применению перемешивающего инструмента с программным управлением можно также изготавливать мази, гели и другие пастообразные вещества. Кроме того, можно перемешивать друг с другом отдельные порошкообразные вещества, если это необходимо для заданной рецептуры. Можно использовать различные перемешивающие инструменты, которые подходят по размерам и форме как к смесительному сосуду, так и к выполняемой задаче перемешивания.

Далее соответственно целесообразной форме исполнения, при помощи средства ввода данных вводятся переменные данные о вязкости исходных веществ. При необходимости могут быть введены другие данные, описывающие вещества, или же заданные значения времени перемешивания, скорости перемешивания, числа ходов и скорости хода. При применении заданных значений мешалка с программным управлением сравнивает эти заданные значения с минимальными значениями, записанными в памяти для данных, и применяет эти минимальные значения, если заданные значения не достигают минимальных значений. Тем самым исключается грубая ошибка управления мешалкой, благодаря чему обеспечивается минимальное качество соответствующей рецептуры путем применения минимальных значений. Помимо этого, при измененной форме исполнения можно сравнивать заданные значения с запомненными максимальными значениями, которые также сохранены в памяти для данных.

Одна особенно предпочтительная форма исполнения мешалки делает возможным сохранение в памяти управляющих параметров, использованных во время изготовления рецептуры, т.е. или время перемешивания, скорость перемешивания, число ходов и скорость хода, или непосредственно определенные значения тока или напряжения для управления перемешивающим блоком и/или ходовым блоком. Эти данные сцепляются с индивидуализированными данными так, что если придется еще раз изготавливать идентичную рецептуру, в какой-то последующий момент времени с помощью индивидуализированных данных можно вернуться к специально использованным управляющим параметрам. В качестве другого преимущества с помощью этой меры достигается значительная экономия времени, так как управляющие параметры для мешалки нужно вводить только один раз и в последующих случаях изготовления аналогичных рецептур они могут быть быстро вызваны из памяти для данных.

Кроме того, в одной усовершенствованной форме исполнения мешалки с программным управлением предусмотрен блок вывода, посредством которого можно вывести использованные управляющие параметры, а при необходимости также и идентификационные данные. Например, идентификационные данные могут быть напечатаны на этикетке, которая прикрепляется на упаковочной единице изготовленной рецептуры. Благодаря этому, если после израсходования упаковочной единицы снова запрашивается та же самая рецептура, в распоряжении уже имеются идентификационные данные. Разумеется, возможен также вывод данных в электронной форме. При других формах исполнения данные могут быть закодированы в штриховом коде, так что все управляющие параметры могут быть заново введены с помощью сканера. Это обеспечило бы также единообразие изготовления в различных аптеках, так как кодировать в штриховом коде можно не только идентификационные данные, но и полные управляющие данные.

Если мешалка с программным управлением выполнена в виде отдельно стоящего устройства (stand alone - автономная установка), для ввода переменных данных предусмотрена клавиатура, сенсорный экран или подобное средство ввода данных. При измененной форме исполнения существует канал передачи данных к персональному компьютеру, который предоставляется в распоряжение для ввода данных, вывода данных, а также для сохранения данных в памяти. Канал передачи данных, к примеру, может быть реализован посредством последовательного интерфейса. Это особенно полезно, поскольку таким образом могут использоваться обычные компьютеры, оснащенные специальной управляющей программой.

Другие преимущества, подробности и усовершенствования вытекают из нижеследующего описания предпочтительной формы исполнения со ссылкой на чертежи. На них представлено следующее:

фиг.1 структурная схема мешалки с программным управлением;

фиг.2 диаграмма последовательности индикаций мешалки во время процесса смешивания.

На фиг.1 показана упрощенная структурная схема предпочтительной формы исполнения мешалки с программным управлением. Собственно перемешивающее устройство состоит из перемешивающего блока 1 и ходового блока 2. С помощью обоих этих блоков приводится в действие перемешивающий инструмент, который взаимодействует со смесительным сосудом. Перемешивающий инструмент согласован с размерами смесительного сосуда для того, чтобы добиться оптимальных результатов перемешивания. Перемешивающий инструмент можно заменять предпочтительным образом, например, если применяются смесительные сосуды различных размеров. Перемешивающий блок 1 и ходовой блок 2 взаимодействуют таким образом, что перемешивающий инструмент вращается в смесительном сосуде и что относительное положение перемешивающего инструмента и смесительного сосуда изменяется для того, чтобы перемешивающий инструмент мог хорошо перемешать все зоны внутри смесительного сосуда. Для этого можно как изменять вертикальное положение перемешивающего инструмента, так и добиваться вертикального перемещения путем передвижения смесительного сосуда при неподвижном перемешивающем инструменте.

Далее мешалка с программным управлением имеет микропроцессор 5, который берет на себя управление перемешивающим блоком 1 и ходовым блоком 2. Для этого микропроцессор 5 выполняет программу обработки данных, отдельные шаги процедуры которой подробнее поясняются ниже. Управляющие данные для перемешивающего блока 1 и ходового блока 2, предоставленные микропроцессором 5, преобразуются обычным способом в значения тока и напряжения, для чего применяются известные схемные элементы (не показаны). Микропроцессор 5 может обратиться к памяти для данных 7 для того, чтобы загрузить заданные постоянные данные и/или сохранить в памяти определенные управляющие данные для последующего процесса смешивания. Далее микропроцессор 5 взаимодействует со средствами ввода данных 8 и средствами вывода данных 9. С помощью средства ввода данных переменные данные может вводить пользователь. В частности, пользователь может задавать количество рецептуры, подлежащей изготовлению (например, суспензионной мази), требуемое время перемешивания и требуемое число оборотов перемешивающего инструмента. Целесообразно иметь возможности ввода размеров применяемого смесительного сосуда для того, чтобы по этим данным определить оптимальные управляющие параметры мешалки. Микропроцессор 5 сцепляет переменные данные, введенные с помощью средства ввода данных, с постоянными данными, записанными в памяти для данных 7. При этом переменные данные сравниваются с минимальными значениями и с максимальными значениями, которые задают возможные предельные значения скорости перемешивания, времени перемешивания, скорости хода и числа ходов.

Следует указать на то, что процесс перемешивания не должен выполняться в течение всего времени с постоянными управляющими параметрами. Напротив, для определенных веществ целесообразно начать с незначительной скорости перемешивания, а затем продолжать работу с повышенной частотой вращения перемешивающего инструмента для того, чтобы получить оптимальные результаты смешивания. После так называемого процесса растирания частоту вращения перемешивающего инструмента можно повысить для того, чтобы как можно быстрее обеспечить равномерное перемешивание.

Микропроцессор 5 может вывести использованные управляющие параметры при помощи средства вывода данных 9. Средства вывода данных 9 могут охватывать индикатор, который показывает как текущее рабочее состояние, так и управляющие параметры, которые должны использоваться во время процесса смешивания. Кроме того, со средствами вывода данных 9 могут быть сопряжены принтер или внешний накопитель данных для того, чтобы сохранить для последующего применения управляющие параметры в печатной форме, например на этикетке изготовленной рецептуры или во внешних электронных накопителях данных.

На фиг.2 показана последовательность считываний для устройства индикации средства вывода данных во время процесса смешивания, выполняемого мешалкой с программным управлением. При помощи этой последовательности индикаций ниже поясняются важные шаги, которые выполняет мешалка с программным управлением, причем управление этими шагами процедуры осуществляется при помощи программы обработки данных, выполняемой на микропроцессоре.

В представленном примере должна быть изготовлена суспензионная мазь в количестве 50 мл. На шаге 10 воспроизведена индикация, когда завершен ввод данных. На шаге 11 пользователь прежде всего при помощи средства ввода данных выполняет пуск в ход мешалки и ввод необходимых данных. Следует ввести, по меньшей мере, количество суспензионной мази, подлежащее изготовлению, причем по выбору можно вводить и другие данные, например требуемую продолжительность процесса перемешивания. Однако при помощи данных, записанных в памяти для данных, программа обработки данных в состоянии самостоятельно определить все другие данные даже по введенному количеству рецептуры, подлежащей изготовлению. В этом случае применяются введенные в память заданные значения времени перемешивания, скорости перемешивания, скорости хода и числа ходов. Заданные значения могут быть жестко введены в память для данных фирмой-изготовителем мешалки с программным управлением. Но имеется также и возможность ввода в память заданных значений пользователем, если это представляется целесообразным для определенных случаев применения. Дополнительно могут быть введены или заданы программой обработки данных номер рецептуры и при необходимости обозначение партии. Такие данные применяются в качестве идентификационных данных, которые обеспечивают возможность получения взаимно-однозначного соответствия выполненного процесса смешивания использованным управляющим параметрам. В обозначении партии закодированы все важные данные, например вид рецептуры (нормальная, эмульсионная, суспензионная, реакционная смесь, порошок и т.п.) и специальные задания для процесса перемешивания (например, с использованием процесса растирания при изготовлении суспензий).

После ввода всех заданных данных и определения программой обработки данных на шаге 12 отсутствующих данных, требуемых для управления процессом смешивания, начинается процесс смешивания. В представленном примере процесс смешивания начинается с процесса растирания, что также отмечено меткой "AR" в обозначении партии. На шаге 20 представлена индикация, которая появляется во время процесса растирания. Индицируется также скорость вращения, которая настроена на специальный вид продукта, подлежащего изготовлению. В данном случае речь идет о скорости 1000 оборотов в минуту (об/мин). Далее указываются число оборотов и число выполненных ходов, а также оставшееся время смешивания.

По завершении процесса растирания начинается “нормальный” процесс смешивания, и индикация сменяется на состояние, представленное на шаге 30. Здесь также индицируются текущая скорость вращения, число оборотов, подлежащих выполнению, число ходов, которое должно быть выполнено мешалкой, а также оставшееся время для текущего процесса смешивания. Параллельно с индикациями на шаге 31 сохраняются в памяти и/или выводятся использованные управляющие параметры, например, в закодированном виде в идентификационных данных, напечатанных на этикетке. По завершении процесса смешивания индикатор возвращается к шагу 10 так чтобы, пользователь мог также контролировать на индикаторе правильность завершения изготовления рецептуры. Естественно можно также генерировать измененную заключительную индикацию, которая в сводной форме информирует пользователя об успешном завершении процесса смешивания.

При измененных формах исполнения после первого периода перемешивания может протекать процесс ускоренной гомогенизации. Таким образом несомненно можно сократить общее время изготовления рецептуры.

Полезно также документировать в памяти для данных и держать наготове для операций технического обслуживания число выполненных операций смешивания, а также вытекающую отсюда продолжительность работы мешалки. Таким образом пользователю можно указать в нужный момент времени на необходимость технического обслуживания мешалки в данное время, благодаря чему обеспечивается оптимальная периодичность технического обслуживания, так что увеличивается срок службы мешалки и всегда гарантирована эксплуатационная надежность.

Поскольку соответствующая мешалка предпочтительно оснащена специально определенными предварительно смесительными сосудами (так называемыми рогами), для каждого размера смесительного сосуда может быть установлено определенное число оборотов, которое должен выполнить смесительный инструмент. Благодаря этому достаточно ввода пользователем размера рога при помощи средства ввода данных.

При измененных формах исполнения прикреплены сенсорные датчики, которые автоматически регистрируют размеры рогов, так что и этот ввод данных производится автоматизированно, без непосредственного участия пользователя.

Изобретение относится к смесительной технике и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Электрический перемешивающий блок с управлением частотой вращения включает перемешивающий инструмент, входящий в зацепление со смесительным сосудом. Блок связан с микропроцессором, определяющим программно-управляемые время перемешивания, скорость перемешивания и размеры смесительного сосуда. Программа обработки данных, выполненная микропроцессором, охватывает ввод переменных данных, которые определяют количество и категорию рецептуры при помощи средства ввода данных; ввод постоянных данных из памяти, определение времени перемешивания и скорости перемешивания путем сцепления переменных и постоянных данных; преобразование значений времени перемешивания и скорости перемешивания в соответствующие первые значения тока или напряжения; управление перемешивающим блоком с использованием этих первых значений тока или напряжения. Технический результат состоит в том, чтобы минимизировать качественные различия при изготовлении мазей индивидуальной рецептуры, упростить использование мешалок так, чтобы продукты могли изготавливаться даже менее квалифицированным персоналом. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ применения мешалки с программным управлением для изготовления фармацевтических или косметических рецептур и т.п., с электрическим перемешивающим блоком (1) с управлением частотой вращения, который включает перемешивающий инструмент, который входит в зацепление со смесительным сосудом, причем перемешивающий блок связан с микропроцессором (5), который определяет программно-управляемые время перемешивания и скорость перемешивания, причем данный способ охватывает следующие шаги: ввод (11) при помощи средства ввода данных (8) переменных данных, которые, по меньшей мере, определяют количество и категорию рецептуры, подлежащей изготовлению, в заданном поле допуска и размеры смесительного сосуда; ввод (11) постоянных данных из памяти для данных (7), которая для предварительно определенных категорий рецептур и размеров смесительных сосудов содержит исходные значения времени перемешивания и скорости перемешивания; определение (12) времени перемешивания и скорости перемешивания для изготовления требуемого количества рецептуры путем сцепления переменных и постоянных данных; преобразование определенных значений времени перемешивания и скорости перемешивания в соответствующие первые значения тока или напряжения и управление перемешивающим блоком с использованием этих управляющих параметров; сохранение управляющих параметров, использованных во время изготовления рецептуры, вместе с идентификационными данными в памяти для данных (7); вывод использованных управляющих параметров и/или идентификационных данных в электронной и/или печатной форме с помощью средства вывода данных (9).2. Способ по п. 1, причем мешалка с программным управлением содержит далее ходовой блок (2), посредством которого можно изменить относительное положение перемешивающего инструмента в смесительном сосуде во время процесса перемешивания, и причем данный способ охватывает далее следующие шаги: определение оптимального числа ходов и скорости хода для изготовления рецептуры требуемого качества путем сцепления переменных и постоянных данных; преобразование определенных значений числа ходов и скорости хода в соответствующие вторые значения тока или напряжения; управление ходовым блоком с использованием этих вторых значений тока или напряжения.3. Способ по п. 1 или 2, охватывающий далее шаг определения числа необходимых оборотов перемешивающего инструмента при использовании переменных и постоянных данных.4. Способ по одному из пп. 1-3, охватывающий далее шаг ввода вязкости исходных веществ в качестве переменных данных.5. Способ по одному из пп. 2-4, охватывающий далее следующие шаги: ввод заданных значений времени перемешивания, скорости перемешивания, числа ходов и скорости хода в качестве других переменных данных; сравнение этих заданных значений с предварительно определенными минимальными значениями, которые равным образом записаны в памяти для данных; применение минимальных значений времени перемешивания, скорости перемешивания, числа ходов и скорости хода, если заданные значения меньше минимальных значений.6. Способ по одному из пп. 2-5, охватывающий далее шаг сохранения в памяти для данных (7) максимальных значений времени перемешивания, скорости перемешивания, числа ходов и скорости хода мешалки в зависимости от количества и вязкости различных исходных веществ.7. Способ по п. 1, охватывающий далее следующие шаги: кодирование всех управляющих параметров и/или идентификационных данных штриховым кодом; вывод закодированных управляющих параметров посредством оттиска на этикетке упаковки для изготовленной рецептуры.8. Способ по п. 1, охватывающий далее следующие шаги: ввод идентификации рецептуры в качестве переменных данных; ввод из памяти для данных управляющих параметров, идентифицирующие данные которых соответствуют идентификации рецептуры; применение запомненных управляющих параметров для управления перемешивающим блоком и ходовым блоком, так что новая рецептура изготавливается с теми же параметрами, с которыми была изготовлена аналогичная рецептура в какой-то предыдущий момент времени.9. Способ по одному из пп. 1-8, причем ввод переменных данных производится через персональный компьютер, который имеет канал передачи данных в мешалку, и причем сохранение управляющих параметров производится в памяти для данных (7), предоставляемой этим персональным компьютером.10. Способ по одному из пп. 1-9, охватывающий далее шаг автоматического определения размеров смесительного сосуда и/или количества исходных веществ с помощью сенсорных датчиков.