Перемешивающее устройство с программным управлением и способ управления им - RU2570452C2

Описание

Изобретение касается способа управления программно-управляемым устройством для перемешивания (мешалкой) для изготовления фармацевтических или косметических рецептур. Кроме того, изобретение касается устройства для перемешивания для реализации такого способа. Обычные устройства для перемешивания такого рода включают в себя блок управления, мешалку с моторным приводом с перемешивающим органом, который входит в сосуд для смешивания, и подъемный блок. Подъемный блок вызывает аксиальное относительное движение между перемешивающим органом и смесительным сосудом для перемещения перемешивающего органа в смесительном сосуде между конечным верхним и конечным нижним положением с постоянной скоростью.

Например, по указанию врача изготавливают индивидуальные фармацевтические и косметические рецептуры мазей, порошковых смесей, гелей и тому подобного. При разовом изготовлении таких рецептур, обычно осуществляемом в аптеках, компоненты рецептуры смешивают друг с другом обычным методом вручную. Помимо опасности загрязнения подлежащих изготовлению веществ из-за ручной работы имеется также та проблема, что условия, в которых осуществляют смешивание отдельных веществ, невозможно воспроизводить и документировать. В результате при многократном изготовлении рецептур одного и того же рода возможны значительные различия в качестве, которые не в последнюю очередь способны повлиять на эффективность рецептуры.

В последнее время все большее применение, в том числе в аптеках, находят мешалки с программным управлением, поскольку они позволяют получать рецептуры с сохранением наилучшего качества, в том числе и при повторном изготовлении.

Из заявки на патент Германии DE 19641972 C1 известно устройство для перемешивания, смешивания, измельчения и т.п., включающее в себя мешалку и подъемный блок, для перемешивания определенных веществ в смесительном баке частично автоматизированным образом с помощью перемешивающего органа, так чтобы в конечном итоге получалась желаемая рецептура. Этот прибор позволяет вручную изменять в определенных пределах скорость перемешивания, длительность перемешивания, число подъемов и их скорость, чтобы привести их в оптимальное соответствие с конкретными видами рецептур. Недостаток этого известного прибора состоит в том, что оптимальные параметры различных процедур смешивания нельзя сохранять, то есть они не находятся в распоряжении [пользователя] на протяжении длительного периода, и поэтому их приходится заново вводить при каждом изготовлении рецептуры.

Из заявки на патент Германии DE 3126552 A1 известен способ управления процессами перемешивания. При этом на основании вязкости некоторого вещества управляют оптимальным потреблением мощности смешивающего устройства. Кроме того, вязкость можно непрерывно определять во время процесса перемешивания.

Из заявки на европейский патент ЕР 1324820 В1 известен способ применения мешалки с программным управлением, при котором сначала считывают переменные и постоянные данные. Переменные данные определяют категорию подлежащей изготовлению рецептуры, а также размеры смесительного сосуда либо же количество рецептуры. Постоянные данные заранее сохранены в средстве хранения данных и содержат базовые показатели длительности и скорости перемешивания для различных категорий рецептур и размеров смесительных сосудов. Из считанных данных путем сопряжения переменных и постоянных данных определяют длительность и скорость перемешивания для изготовления желательного количества рецептуры. Применяя рассчитанные данные, соответствующим образом управляют блоком перемешивания и изготавливают рецептуру. По окончании изготовления рецептуры использованные параметры управления сохраняют в памяти данных для последующего повторного изготовления той же самой рецептуры в таком же количестве, вместе с данными, идентифицирующими изготовленную рецептуру. Кроме того, с помощью средства вывода данных осуществляют вывод использованных параметров управления и/или идентификационных данных в электронной и/или печатной форме. Для индивидуальных рецептур, для которых в памяти данных не записаны какие-либо базовые показатели, или эти показатели не следует применять без изменения, пользователь должен отдельно запрограммировать длительность перемешивания и скорость вращения органа смешивания. Когда впоследствии потребуется другое количество такой индивидуальной рецептуры, пользователь должен найти новые показатели как минимум для длительности перемешивания. Из-за этого качество изготовленной рецептуры может варьировать в зависимости от изготовленного количества, что нежелательно.

В основе изобретения лежит задача сделать однажды изготовленные индивидуальные рецептуры или стандартизированные рецептуры воспроизводимыми в неизменном качестве вне зависимости от подлежащего изготовлению количества рецептуры либо же размера применяемого смесительного сосуда.

Эту задачу решают посредством способа управления перемешивающим устройством с программным управлением, этот способ обладает признаками пункта 1 формулы изобретения, либо же посредством перемешивающего устройства с программным управлением, обладающего признаками пункта 8.

Перемешивающее устройство с программным управлением, к которому можно применять способ согласно изобретению, известным образом включает в себя, во-первых, блок управления, мешалку с моторным приводом с перемешивающим органом, который входит в сосуд для смешивания, и подъемный блок. Подъемный блок вызывает аксиальное относительное движение между перемешивающим органом и смесительным сосудом для перемещения перемешивающего органа в смесительном сосуде между конечным верхним и конечным нижним положением, предпочтительно с постоянной скоростью.

В соответствии со способом согласно изобретению осуществляют описанные ниже шаги.

Сначала выполняют процесс первого перемешивания для первой рецептуры, причем применяют вводимые или предварительно задаваемые значения по меньшей мере для длительности перемешивания и скорости вращения перемешивающего органа на каждый период перемешивания. При этом предпочтительно можно использовать до шести следующих друг за другом периодов перемешивания.

Во время этого процесса первого перемешивания подсчитывают поднятия, выполняемые подъемным блоком, предпочтительно движущимся с постоянной скоростью, на каждый период перемешивания. В зависимости от определения, под одним поднятием подразумевают полное прохождение перемешивающего органа по оси, либо интервала между верхним и нижним конечным положением в смесительном сосуде, либо между двумя одинаковыми конечными положениями. Число поднятий определяет подходящий для этого счетчик. Подсчет поднятий, выполненных во время процесса первого перемешивания, дает возможность обеспечить особо простой и эффективный процесс повторного перемешивания, в том числе для различных количеств и размеров смесительного сосуда, для чего в процессе повторного перемешивания повторяют число поднятий при соответствующей скорости вращения, без необходимости пересчета на другое количество или размер смесительного сосуда. Для получения оптимального результата перемешивания, в том числе при изменении количества, не требуется масштабирование или перерасчет.

После этого проводят запись (сохранение) идентификационных данных для изготовленной первой рецептуры. Эти идентификационные данные включают в себя по меньшей мере определенное ранее число подъемов на период перемешивания и использованную скорость вращения на период перемешивания. Для этого не требуется, чтобы в идентификационных данных содержалось, например, число подъемов в виде неизменного числового значения. Определенное число подъемов можно, например, зашифровать кодом или пересчитать, используя определенные коэффициенты, в показатели времени, а затем добавить к идентификационным данным. Дополнительно в идентификационных данных можно сохранить размер смесительного сосуда. Это, однако, необязательно.

В особо предпочтительной форме исполнения изобретения для изготовления первой рецептуры вводят значения для всего процесса перемешивания, причем уже при вводе выбирают предварительные установки. В данном случае предпочтительно вводить данные следующим образом: ввод размера смесительного сосуда (или количества подлежащей изготовлению рецептуры), а затем ввод скорости перемешивания (например, путем указания подлежащей применению скорости вращения) и длительности перемешивания на каждый период перемешивания. Ввод, однако, можно осуществлять и посредством внутренней ячейки памяти или так называемого идентификационного номера, в котором эти вводимые значения сохранены в зашифрованном виде.

Теперь, если необходимо снова изготовить эту первую рецептуру в другом количестве, проводят повторный процесс перемешивания, причем согласно изобретению применяют определенное в первом процессе перемешивания количество подъемов на период перемешивания независимо от размера смесительного сосуда и количества рецептуры. Для этого используют сохраненные ранее идентификационные данные. Идентификационные данные считывают либо из внутренней памяти, либо путем ввода идентификационного номера.

Неожиданным образом было обнаружено, что воспроизведение рецептуры с определенным в процессе первого перемешивания числом подъемов на каждый период перемешивания дает очень хороший результат перемешивания независимо от размера применяемого смесительного сосуда и количества повторной рецептуры. Для повторного изготовления рецептуры в ином количестве расчеты по масштабированию не требуются вообще, либо же требуются очень простые расчеты.

Преимущества изобретения усматриваются, в частности, в том, что при различных размерах смесительных сосудов или же количествах подлежащих изготовлению рецептур не требуется масштабирование по времени отдельных периодов перемешивания. Благодаря тому, что согласно изобретению обходятся без ручного масштабирования времени перемешивания, а вместо этого управляют временем перемешивания через зарегистрированное во время создания первой рецептуры количество подъемов, качество изготовленной рецептуры оказывается независимым от изготовленного количества. Неизменные результаты получают также и в тех случаях, когда при повторных процессах перемешивания смесительный сосуд заполняют веществами в большей или меньшей степени.

Поскольку в смесительных сосудах разных размеров скорость вращения на краю перемешивающего органа различается, то при неизменном числе подъемов масштабирование для разных смесительных сосудов при различных их размерах полностью отпадает. Благодаря применению более крупных перемешивающих органов для получения результата неизменного качества, например, рецептуры количеством 300 мл требуется меньшее время перемешивания, чем для рецептуры количеством 50 мл. Ввиду того факта, что когда смесительные сосуды больше, то при одинаковой скорости вращения перемешивающего мотора достигается более высокая угловая скорость концов (наружных краев) перемешивающих органов (предпочтительно лопастных мешалок), оказывается, что в случае смесительного сосуда большего размера при одинаковом числе подъемов подача энергии на грамм рецептуры по меньшей мере одинакова, если не выше. В результате качество оказывается по меньшей мере таким же, если вообще не выше, чем в случае меньшего смесительного сосуда.

Поскольку в случае смесительных сосудов большего размера длина (ход) подъема больше, масштабирование времени перемешивания осуществляется как бы автоматически. Особенно выгодно это при использовании смесительных сосудов со сдвижным дном. В вычислении действительного количества рецептуры и в пересчете на необходимое время перемешивания нет необходимости, поскольку подъемный блок автоматически распознает верхнее и нижнее конечные положения (либо же их задают вручную), а благодаря укорочению хода подъема при перестановке дна длительность перемешивания автоматически подстраивается под фактически используемый размер смесительного сосуда посредством подсчета выполненных подъемов. Также впервые было зарегистрировано неизменно высокое качество, когда более крупные смесительные сосуды неполны, а регулировку длительности перемещения со стороны пользователя не проводят.

В предпочтительной форме исполнения изобретения идентификационные данные после первого процесса перемешивания подают на вывод. Это можно осуществлять на монитор или, например, на принтер. Вывод при этом можно осуществлять в виде зашифрованной буквенно-цифровой комбинации или, например, в виде штрих кода или квадратного кода Aztec, напечатанных на этикетке или выводимых на монитор, а при необходимости - дополнительно сохраняемых в памяти.

Еще в одной предпочтительной форме исполнения изобретения выводят модифицированные идентификационные данные. Их можно, например, распечатывать (буквенно-цифровая комбинация, штрих код, код Aztec) или выводить иным образом (USB, карта памяти и т.д.). Такие модифицированные идентификационные данные выводят в виде так называемого идентификационного номера со следующими данными:

- Размер смесительного сосуда в виде десятичного числа от 1 до 9 (1: 15 мл, 2: 20 мл, 3: 30 мл, 4: 50 мл, 5: 100 мл, 6: 200 мл, 7: 300 мл, 8: 500 мл, 9: от 0 до 500 мл).

- Следующий показатель включает в себя скорость вращения и соответствующую длительность для одного периода перемешивания. При этом скорость вращения предпочтительно выводить в виде 10 ступеней от 0 до 2400 оборотов в минуту.

- В общей сложности можно охватить, например, шесть периодов перемешивания. При этом длительность отдельных периодов перемешивания предназначена для ориентировки пользователя перемешивающего устройства и не имеет значения для воспроизведения рецептуры. Пользователь, однако, привычным образом ориентируется на длительности перемешивания, которая понятнее для него, чем данные о количестве подъемов. В целях вывода модифицированных идентификационных данных из сохраненного числа подъемов при известной скорости подъема определяют длительность периодов перемешивания. Таким образом, можно обойтись без измерения длительности перемешивания во время реализации процесса перемешивания. Устройство рассчитывает выдаваемые пользователю значения времени из установленного числа подъемов и сохраняет как идентификационные данные.

- Еще один компонент идентификационного номера - это общее число выполненных подъемов.

На каждый идентификационный номер прибор, предпочтительно, сохраняет также фактическое число отработанных подъемов на один период перемешивания. Возможен также вывод по отдельности.

При реализации повторной рецептуры для управления перемешивающим устройством или же мешалкой используют скорость вращения на каждый период перемешивания, предварительно заданную идентификационными данными, причем в каждый период перемешивания подсчитывают подъемы подъемного устройства, а по достижении числа подъемов из первого процесса перемешивания запускают следующий период перемешивания.

При этом вводить идентификационные данные (идентификационный номер) при изготовлении повторной рецептуры можно с клавиатуры или с помощью других средств ввода (сканнер, карта памяти и т.п.).

Функция масштабирования требуется только тогда, когда из-за размера смесительного сосуда определенные скорости вращения отсутствуют. Очень высокие скорости вращения невозможно применять при работе с очень большими перемешивающими органами, когда необходимо избегать формирования нежелательных сил из-за дисбалансов. По этим причинам предпочтительно, чтобы к началу процесса повторного перемешивания был определен (например, через ход подъема) или введен (например, через количество рецептуры) реальный применяемый размер смесительного сосуда; это позволит не эксплуатировать крупные перемешивающие органы, необходимые в больших смесительных сосудах, с недопустимо высокими скоростями вращения. Здесь необходимо напомнить, что перемешивающие органы таких устройств выполнены в соответствии с диаметром смесительных сосудов, чтобы обеспечить возможность трения на стенках и добиться полного и равномерного перемешивания материала. Предпочтительно, чтобы предохранительная функция в перемешивающем устройстве обеспечивала исключение работы на чрезмерно высоких скоростях вращения.

То есть, если для определенного размера смесительного сосуда задают максимальную скорость вращения, то корректирующий коэффициент должен соответствующим образом повышать число подъемов, если по сравнению с процессом первого перемешивания приходится использовать уменьшенную скорость вращения. Тогда программы, которые, например, для 50 мл на уровне скорости вращения 8 или 9 предусматривают число подъемов, равное 10, должны для объемов 300 либо же 500 мл (при этом размере скорости вращения 8 или 9 запрещены) на уровне скорости вращения проходить число подъемов, равное 12 или 14, соответственно. Масштабирование можно описать математическим соотношением и выполнять его с помощью микропроцессора перемешивающего устройства. Равным же образом возможно сохранение таблицы значений, к которой обращаются для масштабирования.

Чтобы вывести модифицированный идентификационный номер, подходящий для конкретного смесительного сосуда, пользователю можно по окончании процесса перемешивания задать вопрос о размере использованного смесительного сосуда или же определить размер с помощью надлежащих датчиков. Для последующего воспроизведения, однако, необязательно запоминать еще один идентификационный номер с другим размером смесительного сосуда, пока известны данные процесса первого перемешивания.

Еще в одной предпочтительной форме исполнения изобретения в конце повторного процесса перемешивания можно проверить, достигнуто ли как минимум общее количество подъемов, соответствующее первому процессу перемешивания, либо же определенные количества подъемов на период перемешивания. Если требуемые количества подъемов не получены, возможна подача предупредительного сигнала, указывающая пользователю на необходимость проверить качество рецептуры.

Реферат

Изобретение касается устройства для перемешивания с программным управлением для изготовления фармацевтических или косметических рецептур, а также способа управления им. Устройство для перемешивания включает в себя блок управления, мешалку с моторным приводом с перемешивающим органом, который входит в сосуд для смешивания, и подъемный блок. Подъемный блок вызывает аксиальное относительное движение между перемешивающим органом и смесительным сосудом, для перемещения перемешивающего органа в смесительном сосуде между конечным верхним и конечным нижним положением с постоянной скоростью. Процесс управления при этом включает в себя также подсчет подъемов, выполненных подъемным блоком во время первого процесса перемешивания на каждый период перемешивания, а также - во время процесса повторного перемешивания - применение по меньшей мере определенных в процессе первого перемешивания идентификационных данных, причем считывают подходящие для рецептуры идентификационные данные и для реализации соответствующего периода перемешивания повторного процесса перемешивания применяют определенное при процессе первого перемешивания число подъемов на каждый период перемешивания - идентичным образом или с масштабированием. Изобретение позволяет воспроизводить индивидуальные или стандартизированные рецептуры в неизменном качестве вне зависимости от количества рецептуры либо от размера применяемого сосуда. 2 н. и 8 з.п. ф-лы.

Формула