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Handhabungstechnik

Sicher greifen im Labor

16. Mai 2023, 6:00 Uhr | Von Margot Johanna Pompe, Zimmer Group

Für die Fertigung von Gesundheitsprodukten gelten hohe Sicherheitsanforderungen – sowohl in der Fertigung wie auch im Labor. Welche Anforderungen werden an die Handhabungstechnik und insbesondere Greifer im medizinischen und pharmazeutischen Umfeld gestellt?

In kaum einer anderen Branche sind die Anforderungen an die Automatisierungstechnik so hoch wie in medizintechnischen Produktionsumgebungen. Um Verunreinigungen der pharmazeutischen und medizinischen Produkte sowie Fertigungsstörungen zu vermeiden, gilt es, den Partikelausstoß auf ein Minimum zu reduzieren und erhöhte Hygienevorkehrungen zu treffen. Dies betrifft auch die Handhabungstechnik, die im Labor und in der medizintechnischen Produktion Rahmenbedingungen schaffen muss, um sichere und saubere Prozesse und Reinigung zu gewährleisten. So werden auch an die Produktionstechnik besondere Maßstäbe angelegt, und die Handhabungskomponenten müssen eine Reihe von Kriterien erfüllen. Die Automatisierungstechnik muss diese Anforderungen mit Präzision, Zuverlässigkeit und den notwendigen Hygienestandards bedienen.

Anforderungen in der medizintechnischen Produktion

Dazu gehört zunächst ein hygienegerechtes Design, um eine leichte Reinigung und Sterilisation zu gewährleisten. Beständige Oberflächen, zum Beispiel aus Edelstahl, verhindern Korrosionsschäden durch aggressive Reinigungsmittel wie Wasserstoffperoxid und sichern die Langlebigkeit des Greifers auch unter anspruchsvollen Bedingungen. Um die Komponenten gründlich reinigen zu können, müssen sie zudem dicht sein. Diese Dichtigkeit wird durch die IP-Schutzklasse angegeben.

Neben der Reinigungsfreundlichkeit ist auch die Höhe des Partikelausstoßes entscheidend dafür, ob ein Greifer für den Einsatz im medizinisch-pharmazeutischen Bereich geeignet ist. Ist das Bauteil reinraumtauglich und kann es die vorgegebenen Grenzwerte einhalten? In der Pharmazie gelten die Reinraumklassen mit reduzierter Partikelabgabe nach GMP und DIN EN ISO 14644.

Darüber hinaus sorgen strenge Richtlinien für die verwendeten Materialien und Schmierstoffe für ein Höchstmaß an Produktionssicherheit. So müssen die eingesetzten Schmierstoffe den Anforderungen der FDA-Regel 21 CFR 178.3570 entsprechen, die auch in der Lebensmittelindustrie Anwendung findet. Auch Medizinprodukte dürfen nur mit Materialien hergestellt werden, die nach der Materialliste der FDA zugelassen sind.

Elektrische Greifer für eine saubere Umgebung

Was bedeuten diese Produktionsparameter für die Auswahl des Greifers? Pneumatische Greifer kommen im medizinisch-pharmazeutischen Umfeld nicht infrage, da der Druckluftbetrieb zwangsläufig zu einem erhöhten Partikelausstoß führt und somit eine partikelarme Umgebungsluft und klinische Sauberkeit nicht gewährleistet sind. Daher sind elektrische Greifer das Mittel der Wahl, die neben dem reduzierten Partikelausstoß noch weitere Vorteile gegenüber druckluftbetriebenen Greifern bieten.

Die Zimmer Group hat mit der Baureihe GEP2000 einen Kleinteilegreifer entwickelt, der speziell für den Einsatz unter erhöhten Hygieneanforderungen und in Reinräumen konzipiert wurde. So ist der Elektrogreifer serienmäßig mit einem Spritzwasser- und Schmutzschutz nach Schutzklasse IP54 ausgestattet. Dank lebensmittelechtem H1-Schmierfett ist er sowohl für den Einsatz in der Pharma- und Medizintechnik als auch in der Lebensmittelindustrie geeignet. Deckel und Schrauben aus Edelstahl schützen vor Korrosion und machen die Reinigung besonders anwenderfreundlich. Geringe Partikelemissionen ermöglichen zudem eine Zertifizierung für die Reinraumklasse 2.

Sichere Handhabung von fragiler Medizintechnik

Die Greifer der Baureihe GEP2000 kommen beispielsweise bei der Handhabung von zerbrechlichen Gegenständen zum Einsatz. Für einen Kunden aus der Pharmaindustrie stattete die Zimmer Group eine Abfüllanlage mit den Elektrogreifern aus und ermöglichte damit das sichere Handling von Vials und Spritzen. Der Kleinteilegreifer überzeugt in der Anwendung durch seine kompakte Größe bei gleichzeitig großem Hub. Speziell für diese Anwendung wurde der Hub auf 11 mm vergrößert.

Nach den Grundregeln des Hygienic Design sind die Oberflächen aus Edelstahl und PEEK gefertigt und somit resistent gegen aggressive Reinigungsmittel. Zusätzlich wurde die Dichtigkeit der Elektronik auf IP65 erhöht. Die serienmäßige mechanische Selbsthemmung gewährleistet zudem einen sicheren Halt des Werkstücks auch bei Stromausfall oder Not-Aus. So wird beispielsweise verhindert, dass Probenbehälter mit infektiösem Inhalt herunterfallen und ganze Laborbereiche kontaminieren. Die Notentriegelung ermöglicht in diesem Fall ein manuelles Öffnen des Greifers auch ohne Stromversorgung der Maschine.

Elektrischer Greifer mit intelligentem Feature

Um unterschiedliche Produkte zuverlässig erkennen und sicher greifen zu können, verfügt die Baureihe GEP2000 über eine integrierte Positionserkennung. Die automatische Teileerkennung bietet eine zusätzliche Qualitätssicherung im Prozess. Standardwerte können für Werkstücke inklusive Toleranzen im Greifer hinterlegt werden. Durch die integrierte, automatische Teile- erkennung werden Abweichungen im Produkt vom Greifer sofort erkannt und eine Aussortierung kann sofort erfolgen. Der Kleinteilegreifer ist in den Varianten Digital I/O und IO-Link erhältlich. Letztere ermöglicht eine besonders komfortable Ansteuerung und Anbindung an die Anlage.

Komplexe Handhabungsaufgaben automatisieren

Mit reiner Greiftechnik ist es in der Laborautomation nicht immer getan, viele Handhabungsaufgaben im Labor gestalten sich komplizierter. Ein typisches Beispiel ist das Aufschrauben und Zudrehen von Probenröhrchen.

Um solche Aufgaben lösen zu können, hat die Zimmer Group einen kundenindividuellen Greifer der Baureihe GEP2000 mit einem Drehmodul kombiniert. Die Kombination aus Drehen und Greifen dient zum Beispiel als Decapper und Recapper von Probenröhrchen. Sie kann aber auch zum Etikettieren von Fläschchen oder zum Positionieren von Barcodes auf Probenröhrchen zum Scannen eingesetzt werden. Die Kräfte und Positionen von Greifer und Drehmodul sind individuell einstellbar. So können unterschiedlichste Behältergrößen individuell und mit hoher Prozessgeschwindigkeit gehandhabt werden.

Über die Zimmer Group
Die Zimmer Group gehört mit mehr als 1300 Mitarbeitern und einem Vertriebsnetz in 125 Ländern zu den weltweit führenden Spezialisten in der Handhabungs- und Automatisierungstechnik. Das Unternehmen bietet eine Vielzahl von Komponenten, die höchste Anforderungen an Partikelausstoß und Hygienesicher- heit erfüllen. So sind beispielsweise mehr als 500 Produkte reinraumzertifiziert. Neben einem umfangreichen Standardportfolio bietet die Zimmer Group anspruchsvolle individuelle Lösungen für Unternehmen aus der Medizin- und Pharmaindustrie, aber auch aus anderen Branchen

Über die Zimmer Group

Die Zimmer Group gehört mit mehr als 1300 Mitarbeitern und einem Vertriebsnetz in 125 Ländern zu den weltweit führenden Spezialisten in der Handhabungs- und Automatisierungstechnik. Das Unternehmen bietet eine Vielzahl von Komponenten, die höchste Anforderungen an Partikelausstoß und Hygienesicher- heit erfüllen. So sind beispielsweise mehr als 500 Produkte reinraumzertifiziert. Neben einem umfangreichen Standardportfolio bietet die Zimmer Group anspruchsvolle individuelle Lösungen für Unternehmen aus der Medizin- und Pharmaindustrie, aber auch aus anderen Branchen