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CN109843727B - 用于将散装材料填充到容器中的设备和方法 - Google Patents

用于将散装材料填充到容器中的设备和方法 Download PDF

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CN109843727B CN201780056647.8A CN201780056647A CN109843727B CN 109843727 B CN109843727 B CN 109843727B CN 201780056647 A CN201780056647 A CN 201780056647A CN 109843727 B CN109843727 B CN 109843727B
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Abstract

公开了一种用于将粉末状药物分配到瓶中的系统和方法。所述系统包括具有粉末填充机头部和相应的重量传感器的填充机、两个或更多个防风罩以及一个或多个静电减少装置。在一些实施方式中，所述系统还包括一个或多个除尘器。在一些实施方式中，静电减少装置是主动静电减少装置，例如一个或多个静电棒。所述两个或更多个防风罩可包括用于减小小的压力和/或气流变化的内部防风罩以及用于减小大的压力和/或气流变化的外部防风罩。

Description

用于将散装材料填充到容器中的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据《美国法典》35卷119条(e)款要求于2016年7月18日提交的、标题为“APPARATUS AND METHOD FOR FILLING BULK MATERIALS”的美国临时申请NO.62/363,619的优先权，该美国临时申请的内容在此通过全文引用被并入。
技术领域
所公开的实施方式总体上涉及生产过程，更具体地涉及用于以例如粉末状药物(powdered pharmaceutical)之类的散装材料(bulk material)对容器进行填充的设备和方法。
背景技术
通常，使用螺旋加料机(auger)将例如粉末之类的散装材料填充到容器中。一些螺旋加料机以体积分析的方式分配粉末，而另一些螺旋加料机可以以重量分析的方式分配粉末。对于某些目的，例如对于生产食品和化妆品的目的，精确测量分配到容器中的散装材料可能不是必要的。对于另一些目的，例如对于生产药物制剂的目的，可能需要高的填充精度。
发明内容
根据一个实施方式，公开了一种用于将粉末状药物填充到瓶中的系统。所述系统包括具有布置成将粉末状药物分配到瓶中的第一粉末填充机头部和定位于第一粉末填充机头部下方的第一重量传感器的填充机、布置成减少填充过程期间产生的静电的一个或多个静电减少装置以及两个或更多个防风罩(draft shield)，所述两个或更多个防风罩中的每一者围绕填充机的至少一部分定位。
根据另一实施方式，公开了一种通过填充系统用规定重量的粉末状药物对瓶进行填充的方法。填充系统包括具有第一粉末填充机头部和定位于粉末填充机头部下方的重量传感器的填充机、布置成在填充过程期间减少静电的一个或多个静电减少装置以及两个或更多个防风罩。所述方法包括：将空瓶传送到填充机的第一粉末填充机头部，当空瓶朝向第一粉末填充机头部的出口移动时，空瓶经过一个或多个静电减少装置；通过第一粉末填充机头部用粉末状药物对空瓶进行填充；在填充过程期间通过两个或更多个防风罩减小通风，所述两个或更多个防风罩中的每一者围绕填充机的至少一部分定位；以及将已填充的瓶从第一粉末填充机头部传送到下游工位。
应当理解的是，由于本公开不限于此方面，因而前述概念和下面讨论的附加概念可以以任何适当的组合进行布置。
通过以下结合附图的描述，能够更全面地理解本教示的前述及其他方面、实施方式和特征。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的附图标记表示。为清楚起见，并非每个部件都会在每个附图中标出。在附图中：
图1是根据一个实施方式的填充系统的示意图；
图2是列出了可以使用图1的填充系统分配到容器中的几种说明性API以及可以分配到容器中的API重量范围的表；
图3是根据一个实施方式的具有带两个填充机头部的填充机的填充系统的示意性横截面图；
图4A是根据一个实施方式的具有带一个填充机头部的填充机的填充系统的放大的示意性横截面图；
图4B是根据另一实施方式的具有带一个填充机头部的填充机的填充系统的放大的示意性横截面图；
图5是根据另一实施方式的填充系统的示意性横截面图；
图6是表示由填充系统的控制装置运行的说明性算法的流程图；
图7是示出了带有静电减少装置的填充系统所提高精度的图表；以及
图8是根据一个实施方式的计算机系统的示意图。
具体实施方式
使用填充系统来将如粉末之类的散装材料分配到容器中。例如，可以使用填充系统来分配奶粉、婴儿配方奶粉、维生素和/或药物制剂(下文中称为“药物”)。如将理解的，添加到每个瓶的粉末量可取决于瓶尺寸和/或剂量。例如，可以将较多的粉末分配到较大的容器中，而非分配到较小的容器中。对于药物而言，也可以将较多的粉末分配到提供较高剂量的活性药物成分(下文中称为“API”)的容器中，而非分配到提供较低剂量的活性药物成分的容器中。
出于许多目的，例如出于生产食品和化妆品的目的，精确测量分配到容器中的散装材料可能不是必要的。申请人已经认识到，出于这些目的，具有最小限度的修改和/或操纵的螺旋加料机填充设备可能是足够的。然而，对于某些制备，例如药物的制备，可能需要高的填充精度以符合由诸如食品和药物管理局(FDA)、美国药典(USP)以及国际协调会议(ICH)之类的管理机构制定的质量标准。
通常，分配到容器中的药物包括API以及一种或多种填充剂，例如一种或多种赋形剂(excipient)和/或助流剂(glidant)。这些赋形剂和/或助流剂可用于辅助填充过程，例如通过促进粉末状药物移动通过设备和/或通过使确定药物的重量变得更容易来辅助填充过程。赋形剂和/或助流剂也可用于通过保护API免于吸水、结块和/或降解而延长特定药物的保质期。
申请人已经认识到，通过用仅包括纯API而不含任何这样的赋形剂和/或助流剂的药物对容器进行填充，可以实现各种优点。例如，纯API药物(例如，不含填充剂)可能具有更好的生物相容性和/或更容易被消费者吸收。作为另一示例，用于仅以纯API药物(例如，不含填充剂)进行药物复合和/或重组的试剂盒的制备根据《食品、药物和化妆品法案》的第503A款——其规定只有无掺杂形式的API可以用于复合药物(即不含赋形剂和/或助流剂的API粉末)的制备中——可以允许在药物复合方面进行商业应用。
如将理解的，在这种情况下，可以将非常少量的药物分配到每个容器中，例如以符合医生规定的剂量强度。申请人已经认识到，在非常低的容器填充量下，例如当仅以纯API药物对容器进行填充时，为了商业可行性而实现填充精度与填充生产量的适当平衡尤其成问题。申请人进一步认识到，典型的填充系统无法在所有方面中都令人满意地将少量药物分配到容器中。例如，当将粉末状药物分配到容器中时，纯API药物可能难以测量并且因此难以精确地按剂量给药。纯API药物也可能不易移动通过填充设备和/或可能导致填充设备的部件效率降低或者甚至随着时间的推移而失效。例如，申请人已经认识到静电干扰和粉末颗粒相互作用可能损害以适当的精度和生产量来分配粉末的能力。
为此，本文公开的实施方式包括下述填充系统：该填充系统具有带一个或多个粉末填充机头部和相应的重量传感器的填充机、用于在填充过程期间减少通风的两个或更多个防风罩以及一个或多个静电减少装置。在一些实施方式中，填充系统还包括一个或多个除尘器(dust extractor)，例如防尘罩(dust shroud)，所述一个或多个除尘器布置成移除填充过程期间产生的粉尘。
根据一个方面，填充系统包括一个或多个粉末填充机，例如螺旋加料机，所述一个或多个粉末填充机具有带旋转构件的填充机头部(例如螺旋加料机头部)，旋转构件旋转以将粉末状药物分配到容器中。在一些实施方式中，填充机可以将粉末以重量分析的方式分配到容器中(例如，基于粉末的重量)。在这样的实施方式中，可以将粉末分配到容器中，直至加上或减去任何公差——例如允许符合美国药典(USP)指南的公差——的目标API剂量被填充到容器中为止。例如，被放置到容器中的粉末的规定重量可以是目标API剂量加上或减去10％，或者加上或减去5％。在一些实施方式中，当添加到容器中的粉末的重量比容器的重量小几个数量级(例如，2至20倍)时，可以使用这样的重量分析填充机(gravimetricfiller)。在其他实施方式中，可以将粉末以体积分析的方式放置到容器中(例如，基于粉末的体积)。这样的体积填充可以通过将螺旋加料机旋转目标转数或目标时间段来实现。
不希望受到理论束缚，在一些实施方式中，重量分析填充机可以比体积分析填充机(volumetric filler)更精确地将纯API粉末分配到容器中。例如，当用API对大量容器进行填充时，通过一定的螺旋加料机转数将少量的纯API一致且精确地转移到容器中可能是困难的。如将理解的，与填充带有填充剂的粉末状药物相比，当将纯API填充到容器中时存在较小的误差阈值。
根据另一方面，填充系统包括重量传感器，该重量传感器定位于填充机头部下方，以确定添加到瓶的粉末(例如，纯API)的重量。在一些实施方式中，重量传感器包括磁位移称重传感器(magnetic displacement load cell)。在这样的实施方式中，可以得到容器的即时重量并且在填充过程期间可以用该即时重量确定是否达到API的目标重量。在其他实施方式中，重量传感器可包括应变计重量传感器，其中，确定偏转或应变并将其转换成对应的重量。
申请人已经认识到，在将例如纯API药物之类的少量粉末分配到容器中的实施方式中，磁位移称重传感器可以在填充过程期间提供更佳的精度和效率。例如，在容器的重量比API的重量高几个数量级的实施方式中，可以使用磁位移称重传感器来快速确定瓶的小的整体重量变化。也就是说，当利用填充系统对大量的瓶进行填充时，这样的磁位移称重传感器可以允许一致的结果。如将理解的，虽然其他重量传感器可能能够确定这种小的重量变化，但是这样的传感器可能无法快速实现这样的读数或者为了更快的读数而可能不得不牺牲精度。
根据另一方面，填充系统包括用于抵消填充过程期间产生的静电的一个或多个静电减少装置。申请人已经意识到，填充过程期间产生的静电可能对粉末填充的精度产生负面影响。例如，在一些实施方式中，对称重传感器有吸引力的电荷可能影响称重传感器记录的重量测量值。在这样的示例中，称重传感器可能显示比容器中粉末的实际重量高或低20mg至30mg的重量。在一些实施方式中，静电可能由瓶通过填充系统的移动而产生。例如，当第一塑料瓶与相邻的第二塑料瓶相接触时，可能产生静电。
在一些实施方式中，静电减少装置是被动装置。例如，在一些实施方式中，填充系统可包括由能够耗散静电的材料制成的设备，例如传送带、瓶导向器和/或填充机。在一些实施方式中，所述设备可以由不锈钢材料和/或静电耗散塑料(例如，迭尔林聚甲醛树脂材料)制成。这样的静电耗散塑料可以具有任何适当的颜色，例如为黑色塑料材料。如将理解的，在其他实施方式中也可以使用其他静电耗散材料。在一些实施方式中，填充设备可以一起接地。例如，填充系统可以连接至公共接地端。
在其他实施方式中，静电减少装置是主动装置。例如，在一些实施方式中，一个或多个静电棒可以放置在用于将瓶传送至填充机的上游传送带的附近或者邻近于该上游传送带放置。这样的静电棒可以通过在空气中产生电弧的不锈钢点状部或尖端来使瓶周围的空气电离。在一些实施方式中，静电棒呈棒的形状，但它们可具有任何适当的形状，例如是环形的。代替静电棒或除静电棒之外，可以使用静电鼓风机。这样的静电鼓风机可以将电离空气吹送越过和/或绕过行进通过所述系统的瓶。在一些实施方式中，离子发生器可以放置在(多个)填充机头部处或附近、例如邻近填充机头部出口，以使被分配到容器中的粉末周围的空气电离。
根据另一方面，填充系统可包括一个或多个除尘器。在一些实施方式中，当从填充机头部分配例如粉末状API之类的粉末状药物以及粉末状药物进入容器中时，可能形成粉尘。申请人已经认识到，这样的粉尘会被吸引至静电减少装置并聚集在静电减少装置上，并且随着时间的推移，粉尘的聚积可能降低静电减少装置的效率。如上所述，这又会影响由(多个)重量传感器测量的重量。申请人进一步认识到，粉尘对粉末状药物的影响程度还取决于粉末的特性。例如，如将要描述的那样，具有非常小的粒径和非粘性流动性的粉末在分配期间可能趋于变成粉尘状，并且可能需要粉尘控制。
在一些实施方式中，除尘器包括定位在填充机头部处或附近(例如，邻近于填充机头部定位)的防尘罩。例如，防尘罩可以定位在填充机头部的出口处或附近，例如定位在漏斗的最靠近容器——粉末状药物(例如，纯API)被分配到该容器中——的端部处或附近。在一些实施方式中，防尘罩连接至真空源，真空源从填充机头部出口周围移除空气以移除粉尘颗粒。在一些实施方式中，通过施加压差(例如，负压差)来创造真空，以从填充机头部出口周围移除空气和粉尘颗粒。在这样的实施方式中，通过由一个或多个压力传感器测量压差来确定从填充机头部出口周围移除的空气的体积。在一些实施方式中，压差是足够高的以使得可以从填充机头部出口周围收集粉尘，但压差不能高到使得分配到容器中的粉末被移除或者使得容器在称重传感器上变得不稳定。
在其他实施方式中，可以通过经由一个或多个流量计测量空气流量来确定从填充机头部出口周围移除的空气的体积。在这样的实施方式中，如果空气流量过高，则可能会干扰粉末从填充机头部和潜在的称重传感器流出。相反，低流量可能无法从填充机头部出口周围收集到足够的粉尘以防止粉尘聚积在静电棒中的一个静电棒上。
如将理解的，填充系统还可以利用其他方法来减少填充过程期间的粉尘形成。例如，可以调节(例如，减小)螺旋加料机的旋转速度，以降低填充期间粉尘形成的可能性。
根据另一方面，填充系统可包括用于最小化或减小可能到达填充机和(多个)填充机头部的环境通风的一个或多个壳体、也称为防风罩。申请人已经认识到，环境通风可能影响粉末状药物(例如，纯API)的分配。例如，气流可能扰乱粉末进入容器内的流动和/或可能导致粉尘颗粒迁移到静电棒上，这可能影响重量传感器的读数。在一些实施方式中，填充系统包括用于最小化或防止大的压力和/或气流运动扰乱填充过程的外部防风罩。例如，这样的外部防风罩可以最小化或防止由通风口、HVAC系统和/或经过所述设备的人员引起的通风。在一些实施方式中，外部防风罩可以围绕填充机定位，例如围绕填充机头部和/或围绕填充系统的其他部分定位(例如，传送带的将容器运到和运离填充机头部的部分)。在一些实施方式中，填充系统还包括用于最小化或防止小的压力和/或气流运动扰乱填充过程的内部壳体。例如，这样的内部壳体可以最小化或防止通过相邻设备产生的通风、例如通过沿着上游传送带朝向(多个)填充机头部移动的瓶引起的通风。在这样的示例中，内部壳体可以围绕(多个)填充机头部的至少一部分定位，例如围绕(多个)填充机头部的(多个)出口和/或朝向及远离(多个)出口移动的瓶。如将理解的，在一些实施方式中，最小化或防止通风到达填充机头部还可以最小化或防止粉尘形成和/或防止粉尘从(多个)填充机头部的出口行进至静电减少装置。
在一些实施方式中，填充系统还可包括布置成防止瓶的污染的一个或多个壳体或防风罩。例如，所述系统可包括定位于填充机下游以在粉末状药物已经被分配到容器中之后防止污染物进入容器中的一个或多个壳体。在这样的示例中，防风罩可以定位在(多个)填充机头部与瓶压盖机(bottle capper)之间。防风罩还可以围绕瓶压盖机定位。
在一些实施方式中，填充系统可用于用直接提供给消费者的粉末状药物对容器进行填充。在其他实施方式中，填充系统可用于制备用于将药物复合或重组成溶液或悬浮液成品剂型的试剂盒。众所周知的是，用于药物复合或重组的试剂盒用于通过向一定体积的粉末状药物加入如水之类的稀释液来制备液体药物。
现在转向附图，图1示出了用于将例如粉末状药物(例如，纯API药物)之类的散装材料分配到如瓶101之类的容器中的填充系统100的示意图。如将理解的，尽管所述系统是关于纯API药物的分配来进行描述的，但所述系统也可用于将任何类型的散装材料分配到瓶中。另外，尽管所述系统可用于少量粉末的分配，但它也可用于分配大量粉末。
如图1所示，在一些实施方式中，所述系统包括瓶清洁器和理瓶机(bottlecleaner and descrambler)102。在这样的实施方式中，瓶清洁器和理瓶机可以将瓶布置在使瓶的顶部朝上以准备接收粉末的直立位置。瓶101可以从瓶清洁器和理瓶机102被传送到填充机104，在填充机104处，用粉末对瓶101进行填充。如将理解的，可以通过任何适当的方法、例如通过传送带106将瓶101从清洁器和理瓶机102传送到填充机104(以及从填充机104传送到填充系统的另一个下游工位)。在一些实施方式中，传送带可以由静电耗散材料形成。
在填充机104处，可以将规定量的、例如规定重量的粉末状药物分配到瓶101中。在一些实施方式中，规定重量对应于目标剂量的API加上或减去任何公差，例如由监管机构或其他相关的管理机构(例如USP)所允许的公差。在这样的实施方式中，规定重量可以是目标API剂量加上或减去5％或10％。例如，在将目标剂量为300mg的奥美拉唑分配到容器中的实施方式中，被分配到容器中的规定重量的奥美拉唑可包括介于291.0mg与309.0mg之间的奥美拉唑。填充系统可以分配到瓶中的API及重量范围的示例在图2中示出。如将理解的，规定重量可以从图2中所示的重量范围内选择。如将进一步理解的，尽管图2中示出了若干API及重量范围，但是填充系统还可用于以其他API及按照其他重量来对瓶进行填充。例如，填充系统可以将约25mg至约100g的粉末分配到瓶中。
在一些实施方式中，填充机104包括重量传感器，该重量传感器布置成测量被分配到瓶中的粉末状药物的重量。在一些实施方式中，如果由重量传感器测量的重量处于规定重量加上或减去任何允许的公差的范围内，则可以将瓶从填充机104传送到瓶压盖机108(参见图1)。在其他实施方式中，如果被添加到瓶中的粉末的重量高于或低于规定重量加上或减去任何允许的公差的范围，则可以将瓶传送到废弃物托盘110。在这样的实施方式中，可以将废弃的瓶存储在废弃物托盘110中，直至将瓶取回和/或丢弃为止。
在一些实施方式中，瓶在瓶压盖机108处被装盖，并且接着被传送到封瓶机112中以进行密封。在这样的实施方式中，可以检查密封过的瓶以确保已经施加了适当的密封。在一些实施方式中，如果瓶没有被适当地密封，则可以将瓶101传送到废弃物托盘110，在废弃物托盘110处，可以将瓶101取回和/或丢弃。
在一些实施方式中，如果确定瓶被正确地填充，则可以在贴标机114处对瓶进行贴标，并且此后将瓶传送到积聚台116。在一些实施方式中，可以在积聚台116处积聚一批已填充的瓶，以用于打包、储存和/或运输。在一些实施方式中，可以将瓶打包以运输到药房，在药房中，瓶可以直接提供给消费者。在其他实施方式中，可以将瓶打包到用于药物复合或重组的试剂盒中。
在一些实施方式中，用于复合或重组的试剂盒可仅包括含有粉末状药物(例如，纯API)的瓶。试剂盒还可包括其他部件，例如装有稀释剂(例如水)的第二瓶，稀释剂随后与粉末状药物混合以生产提供给消费者的口服悬浮液或溶液。试剂盒还可包括用于分配液体药物的分配器(例如，计量杯和/或口腔注射器)和/或说明书。
图3示出了根据一个方面的填充系统200的填充机204。如图3所示，填充机204可包括带有两个填充机头部218a、218b(例如，两个螺旋加料机头部)的双头填充机，所述两个填充机头部218a、218b用于将粉末状药物220分配到定位于相应的填充机头部下方的第一瓶201a和第二瓶201b中。如将理解的，填充机头部204可以布置成容纳任何粉末，无论粉末是否具有赋形剂和/或助流剂(或其他填充剂)。例如，螺旋加料机、漏斗及料斗设计可以与所分配的粉末的类型(例如，非流动性的、粘性的、易流动的和自由流动的)相匹配。
如图3所示，双头填充机204可以允许同时对两个单独的瓶201a、201b进行填充。在一些实施方式中，填充机被额定成能够填充介于每瓶25mg(0.025g)与每瓶100g之间的粉末状API。在一些实施方式中，填充机配置成填充介于每瓶0.060g与每瓶16g之间的API。在这样的实施方式中，填充机头部218a、218b可以具有介于约1rpm与约2000rpm之间的旋转速度，以用于分配所述重量的粉末状API。在一些实施方式中，旋转速度可以介于约25rpm与约500rpm之间。
在一些实施方式中，如图3所示，填充机204包括定位于填充机头部218a、218b下方以用于测量分配到每个瓶201a与201b中的粉末的重量的重量传感器、即称重传感器222a和222b。例如，称重传感器可以是磁位移称重传感器。在一些实施方式中，称重传感器各自配置成处理具有小于约100g的重量的瓶。在这样的实施方式中，空瓶可以具有介于约15g与30g之间(例如，介于约3oz与约10oz之间)的重量。例如，填充机204可以将粉末状API分配到不同尺寸的瓶中，例如分配到3oz、5oz及10oz的瓶中。如将理解的，在填充期间使用的瓶尺寸可以对应于分配到瓶中的API的重量。例如，在分配较小重量的API的情况下，可以使用较小的瓶。
尽管填充机204在图3中被示出为双头填充机，但在其他实施方式中，填充机204可以是单头填充机。例如，如图4A和图4B中所示，在其他实施方式中，填充机204可包括单个填充机头部218a，该填充机头部208a布置成将粉末状药物220分配到定位于填充机头部下方的瓶201a中。如图4A和图4B中所示，在具有单个填充机头部218a的实施方式中，填充机204包括定位于填充机头部218a下方的仅一个重量传感器、即称重传感器222a。与其他实施方式一样，称重传感器222a布置成测量通过填充机头部218a分配到瓶201a中的粉末的重量。
在一些实施方式中，称重传感器包括一个或多个瓶稳定器，例如指状部或钩状部，所述一个或多个瓶稳定器在填充期间将瓶保持就位于称重传感器上。在其他实施方式中，所述一个或多个瓶稳定器还可包括板簧。
回到图3，在一些实施方式中，在填充过程期间，可以将瓶201通过上游传送带206a传送到位于相应的填充机头部下方的称重传感器222a、222b。在一些实施方式中，也可使用星形轮224将瓶传送到相应的填充机头部。例如，星形轮224可以旋转以使瓶在填充机头部与传送带之间移动。在这样的示例中，星形轮224可以旋转以将空瓶从上游传送带206传送到第二下游填充机头部218b。星形轮224还可以旋转以将已填充的瓶从第一或上游填充机头部218a传送到下游传送带206b。在一些实施方式中，已填充的瓶通过下游传送带206b(参见图3)被传送到下游工位，例如瓶压盖机108(参见图1)。
如将理解的，也可以使用其他装置将瓶移动到(多个)填充机头部以及移动离开(多个)填充机头部。例如，如图4A所示，在存在单个填充机头部的实施方式中，可以将瓶通过上游传送带206a传送到填充机头部218a以及通过下游传送带206b传送离开填充机头部218a。在其他实施方式中，如图4B所示，可以将瓶通过进给螺杆244传送到单个填充机头部218a以及传送离开该填充机头部218a。在一些实施方式中，所述系统包括平行且彼此间隔开的两个进给螺杆。在一些实施方式中，所述两个进给螺杆相对于彼此旋转以使瓶在进给螺杆之间移动、使瓶移动到填充机头部218a以及移动离开填充机头部218a。在一些实施方式中，所述系统还包括一个或多个传送带，所述一个或多个传送带将瓶在进给螺杆(和填充机头部)与填充系统的不同工位之间传送，例如从瓶清洁器和理瓶机传送到进给螺杆并且接着传送到瓶压盖机。例如，如图4B中所示，上游传送带206a可以将瓶传送到进给螺杆244，并且进给螺杆244可以将瓶传送到下游传送带206b。
在一些实施方式中，辅助传送带246可定位于进给螺杆244下方以支撑传送的瓶。在这样的实施方式中，进给螺杆244可以充当用于将瓶传送到填充机头部以及传送离开填充机头部的主要机构，而辅助传送带246仅充当用于所传送的瓶的支撑平台。如将理解的，可以使用其他支撑平台来支撑通过进给螺杆传送的瓶。如将进一步理解的，在一些实施方式中，填充系统可以仅具有进给螺杆244(而不具有辅助传送带246)。
根据另一方面，填充机204包括防尘罩，该防尘罩布置成最小化和/或消除当将粉末分配到瓶中时产生的粉尘。如图3及图4A至图4B所示，防尘罩226a、226b可以定位在相应的填充机头部上、在填充机头部的出口228a、228b处或附近。例如，防尘罩可以定位成与填充机头部的出口相邻。
在一些实施方式中，双头填充机可具有两个防尘罩226a、226b，填充机头部218a、218b中的每一者上都有一个防尘罩，而单头填充机在单个填充机头部218a上具有一个防尘罩226a。在一些实施方式中，防尘罩226a、226b可以永久地附接至填充机头部218a、218b。例如，防尘罩可以胶合、焊接或以其他方式附接至相应的填充机头部。防尘罩也可以与填充机头部一体成型。在其他实施方式中，防尘罩226a、226b可以以可移除的方式附接至填充机头部218a、218b。在这样的实施方式中，可以根据所分配的粉末和粉尘形成的可能性而选择性地将防尘罩附接至填充机头部或从填充机头部移除。例如，在粉末不太可能产生会对填充过程产生负面影响的粉尘的实施方式中，可以不将防尘罩附接至填充机头部。之后，如果通过所述系统分配的粉末可能产生会对填充过程产生负面影响(例如，通过降低静电减少装置的效率)的粉尘，则可以将防尘罩附接至填充机头部。
如图4A至图4B所示，在一些实施方式中，防尘罩226a可通过拼合环(splitcollar)230a附接至填充机头部的出口228a。在其他实施方式中，防尘罩226a可以以可螺纹连接的方式附接至填充机头部的出口228。防尘罩也可以与填充机头部一体成型。
在一些实施方式中，还如图4A至图4B所示，防尘罩可具有介于约3英寸至5英寸之间的宽度W，但防尘罩还可具有适于从填充机头部出口周围抽出空气和粉尘的其他宽度。在一些实施方式中，防尘罩的宽度W可以对应于由填充机头部填充的(多个)瓶的尺寸(例如，宽度)。例如，在一些实施方式中，防尘罩可以大于最大的瓶的宽度(或直径)。防尘罩也可以具有显著大于瓶宽度的宽度W。在一些实施方式中，防尘罩的宽度大于其高度。例如，防尘罩可具有介于约0.5英寸与1英寸之间的高度H，但防尘罩还可具有其他适当的高度。
在一些实施方式中，防尘罩定尺寸和定形状成从填充机头部的出口周围抽出所需体积的空气并且从而抽出粉尘。在这样的实施方式中，防尘罩定尺寸成使湍流气流最小化。例如，在使用较大的防尘罩的实施方式中，可以在没有湍流气流的情况下移除较大体积的空气。
在一些实施方式中，防尘罩定形状成类似于漏斗，但是在其他实施方式中防尘罩可以具有其他形状。例如，防尘罩在形状上可以是半球形的。
在一些实施方式中，防尘罩定位于被填充的瓶上方，使得防尘罩可以抽出当粉末被分配到瓶中时形成的粉尘颗粒。在一些实施方式中，如图4A至图4B所示，填充机头部出口228a的下游端部伸出超过了延伸穿过(并垂直于)防尘罩的底部的平面P。也就是说，填充机头部的出口228a可以定位成比防尘罩更靠近瓶。如将理解的，这种布置可以确保打算分配到容器中的粉末不会通过防尘罩被抽出。还如图4A至图4B中所示，填充机头部的出口228a可以定位在距瓶的顶部距离D处。在一些实施方式中，瓶的顶部与填充机头部出口228a的下游端部之间的距离D介于约0.125英寸与1英寸之间。在其他实施方式中，距离D介于约0.125英寸与0.25英寸之间。如将理解的，出口与瓶的顶部之间的距离可以尽可能小，以在填充过程期间保持瓶的开口靠近填充机头部出口，同时仍然提供由于制造商而导致的瓶高度的变化的公差。
尽管防尘罩在图3与图4A至图4B中被示出为附接至并定位在填充机头部出口中的每一者的上方，但(多个)防尘罩可以放置在其他适当的位置，以用于从填充机头部周围移动空气和粉尘。例如，防尘罩可以定位成紧邻但不附接至填充机头部出口中的每一者。在其他实施方式、例如所述系统包括多于一个填充机头部的那些实施方式中，不需要将防尘罩附接至每个填充机头部。例如，单个防尘罩可以定位成通过双头填充机填充的两个瓶中的两者之上，以从每个填充机头部的出口周围移除空气和粉尘。
如图3和图4A至图4B所示，防尘罩可以通过一个或多个导管——例如，管232a、232b——连接至真空源235。在一些实施方式中，管可具有约0.5英寸的内径，但在其他实施方式中内径可以不同。例如，内径也可以为约1英寸。在一些实施方式中，管的长度(例如，从防尘罩到真空源)可以为约2英尺长，但是管的长度可以伸长或缩短。在这样的实施方式中，缩短/加长的管可以改变通过真空源235经由防尘罩施加的压差。在一些实施方式中，通过防尘罩能够移除的空气的体积可以为约137ft3/min。
根据另一方面，所述系统包括一个或多个静电减少装置，所述一个或多个静电减少装置布置成抵消(例如，减少和/或消除)填充过程期间产生的静电。在一些实施方式中，所述系统、例如填充机204包括一个或多个被动静电减少装置(passive static reductiondevice)。例如，所述系统中使用的传送带和/或其他设备部件可以由静电耗散材料形成。
在一些实施方式中，如图3中所示，所述系统、例如填充机204还可包括一个或多个主动静电减少装置(active static reduction device)，例如静电棒234a。如图3中所示，静电棒234a可以定位成与在上游传送带206a上行进的瓶相邻。例如，静电棒234a可以定位成紧邻在上游传送带206a上行进的瓶。尽管在这些图中示出了一个静电棒234a，但是在其他实施方式中可以使用两个或更多个静电棒。例如，一个或多个静电棒可以放置在瓶的任何一侧或上游传送带206a的任何一侧。在一些实施方式中，静电棒可以定位在与传送带相同的平面中(例如，平行于传送带)但是与传送带间隔开。在一些实施方式中，一个或多个静电棒可定位于传送带、进给螺杆下方和/或称重传感器下方。如将理解的，虽然静电棒仅被示出为位于上游传送带附近，但静电棒也可定位于下游传送带附近或在下游传送带上行进的瓶附近。
在其他实施方式中，主动静电减少装置可包括离子发生器236，该离子发生器236定位于(多个)填充机头部附近，以使(多个)填充机头部附近的静电减到最少。在这样的实施方式中，可使用离子发生器使(多个)填充机头部出口内部及周围的空气电离。
如将理解的，尽管图3的系统被示出为具有静电棒及离子发生器两者，但在其他实施方式中，所述系统可以仅包括一种类型的主动静电耗散装置。例如，所述系统可以仅包括静电棒或仅包括离子发生器。如将进一步理解的，在其他实施方式中也可以使用其他静电减少装置来减少和/或消除填充过程期间产生的静电。
根据另一方面，填充机204可包括一个或多个壳体，也称为防风罩，所述一个或多个壳体布置成使填充机头部内部及周围的通风最小化。例如，在一些实施方式中，填充机可包括外部防风罩238，外部防风罩238布置成减少和/或防止大的压力和/或气流运动影响粉末状药物分配到容器中。如图3和图4A至图4B中所示，在一些实施方式中，外部防风罩238可以围绕整个填充机定位。在一些实施方式中，外部防风罩可围绕(多个)填充机头部、(多个)称重传感器以及上游传送带与下游传送带的至少一部分定位。如将理解的，在这样的实施方式中，壳体可以包括入口开口和出口开口，瓶可以在相应的传送带上通过入口开口行进至(多个)填充机头部以及通过出口开口行进离开(多个)填充机头部。在其他实施方式中，外部防风罩可以仅围绕(多个)填充机头部定位。
填充机还可包括用于减少或防止较小的压力和/或气流运动影响粉末状药物分配到容器中的内部防风罩240。如图3和图4A至图4B中所示，这样的内部防风罩240可以仅围绕(多个)填充机头部出口、相应的防尘罩和被填充的瓶定位。与外部防风罩一样，内部防风罩也可包括入口开口和出口开口，瓶可通过入口开口和出口开口传送到相应的(多个)填充机头部的出口。
尽管图3和图4A至图4B中示出了用于减少或消除通风的两个防风罩，但是应当理解的是，在其他实施方式中可以使用仅一个防风罩或者三个或更多个防风罩。例如，填充机204可包括围绕填充机头部出口中的每一者的单独的内部防风罩，以代替图3中填充机204围绕填充机头部出口中的两者都具有单个的内部防风罩。在一些实施方式中，如所示出的那样，防风罩在形状上可以大体上是正方形或矩形。在其他实施方式中，防风罩还可以具有其他适当的形状。如将理解的，内部防风罩的形状不必与外部防风罩的形状相同。例如，内部防风罩在形状上可以是矩形的，而外部防风罩在形状上是方形的。在一些实施方式中，防风罩可包括硬塑料外壳，但也可使用其他适当的结构(例如，塑料片)。
在一些实施方式中，如图5所示，所述系统还可以包括布置成防止和/或消除被分配到容器中的粉末状药物的污染的一个或多个防风罩。例如，在一些实施方式中，所述系统包括防风罩242，在粉末状药物已经被分配到容器中之后、但在容器被装盖和/或密封之前，容器通过防风罩242。在这样的示例中，防风罩242可以围绕瓶压盖机208定位。防风罩242还可以定位成与外部防风罩240相邻。
如将理解的，尽管使用了两个防风罩(外部防风罩238和防风罩242)来将填充机及一个或多个下游工位围封以减少或消除通风和瓶的污染，但在其他实施方式中，可以使用单个较大的防风罩来包围填充机和下游工位以防止和/或消除通风和污染。例如，在一些实施方式中，外部防风罩可以定尺寸成将填充机和一个或多个下游工位封围。
在一些实施方式中，填充机可以是手动操作的。填充机也可以是自动操作的。在这种自动方案中，填充机可以连接至控制装置241(参见图3)，控制装置241可以控制填充机的操作。例如，控制装置可以运行算法并指示填充机对瓶进行填充。如将理解的，控制装置241还可以控制填充系统的其他工位——例如瓶压盖机和贴标机——的操作。因此，控制装置241可以运行其他算法或进程。如将理解的，其他处理和/或分析也可以由控制装置241和/或由填充机204(或填充系统200)执行。
填充算法300的说明性示例在图6中示出。在一些实施方式中，所述算法可以包括为空瓶编索引的步骤350以及对空瓶进行称重的步骤352，使得可以为每个瓶记录并存储基重。接下来，可以通过填充机将粉末状药物分配到瓶中、即步骤354。在一些实施方式中，可以对已填充的瓶进行称重、即步骤356，并且可以计算所分配的粉末的重量、即步骤358，例如通过对已填充的瓶的重量与空瓶的重量进行比较来计算所分配的粉末的重量。如果粉末的重量加上或减去任何允许的公差在包括规定重量的范围内，则填充过程将结束、即步骤360，并且已填充的瓶将被传送到下游工位，例如加盖站(参见例如图1)。如果所述重量超出所述范围，则将瓶废弃、即步骤362。
图7示出了展示通过包含静电减少装置实现精度改进的图表的示例。如将理解的，该图表比较了瓶的实际重量与称重传感器上显示的重量之间的差，该差相对于所归档的瓶的数量被用图表说明。如图7所示，随着已填充的瓶的数量的增加，由于填充系统中静电的拉动(例如，来自由移动的瓶产生的静电)，重量的变化变得不稳定。当启动静电减少装置ESD时，由称重传感器测量的重量与瓶的实际重量之间的重量变化接近零。相反地，当静电减少装置被禁用时，重量的差是不一致的并且接近±0.1000。
如关于图3和图6所描述的，填充机(和填充系统)可以连接至控制装置241，控制装置241可以用于控制填充机204(和填充系统200)的操作。控制装置241可以是计算机(台式计算机或笔记本电脑)、平板电脑、移动设备或用于控制装置200的任何其他适当的装置。如图3所示，装置241可以直接地连接至填充机204(例如，通过USB连接)，或者控制装置241可以间接地连接至填充机。这种间接连接可以包括互联网、内联网、无线、蓝牙或其他适于将控制装置241间接地连接至填充机204(和填充系统)的网络连接。
由于本发明的各方面在这方面不受限制，因而根据本文描述的技术的控制装置241可以采用任何适当的形式。图8中示出了可以结合本发明的一些实施方式使用的计算机系统400的说明性实现形式。例如计算机系统400之类的一个或多个计算机系统可用于实现任何上述功能。计算机系统400可以包括一个或多个处理器410(例如，处理电路)、例如易失性存储器420(例如，内存)的一个或多个计算机可读存储介质(即有形的、非暂时性计算机可读介质)以及一个或多个非易失性存储介质430，所述一个或多个非易失性存储介质430可以由任何适当的非易失性数据存储介质形成。由于本发明的各方面在这方面不受限制，因而(多个)处理器410可以以任何适当的方式控制向易失性存储器420和/或非易失性存储设备430写入数据以及从易失性存储器420和/或非易失性存储设备430读取数据。为了执行本文描述的任何功能，(多个)处理器410可以执行存储在一个或多个计算机可读存储介质(例如，易失性存储器420)中的一个或多个指令，所述计算机可读存储介质可以充当存储用于由处理器410执行的指令的、有形的、非暂时性的计算机可读介质。
尽管填充系统已经被示出并描述为将纯API分配到容器中，但应当理解的是，所公开的系统也可以用于分配具有API和诸如助流剂与赋形剂之类的各种填充剂的粉末状药物。这样的系统还可包括具有粉末填充机头部(例如，重量分析填充机)与相应的称重传感器(例如，磁位移称重传感器)的填充机、静电减少装置以及一个或多个防尘罩。所述系统还可包括除尘器。
虽然已经结合各种实施方式和示例描述了本教示，但是这并不意在本教示限于这样的实施方式或示例。相反，如本领域技术人员将理解的，本教示包含各种替代、修改及等同物。因此，前面的描述和附图仅是示例性的。

Claims (34)

1.一种用于将粉末状药物填充到一个或多个瓶中的系统，所述系统包括：
填充机，所述填充机具有第一粉末填充机头部和第一重量传感器，所述第一粉末填充机头部布置成将粉末状药物分配到瓶中，所述第一重量传感器定位于所述第一粉末填充机头部下方；
一个或多个静电减少装置，所述一个或多个静电减少装置布置成减少填充过程期间产生的静电；
内部防风罩，所述内部防风罩至少围绕所述第一粉末填充机头部的出口定位；以及
外部防风罩，所述外部防风罩围绕整个所述填充机定位。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括除尘器，所述除尘器布置成移除所述填充过程期间产生的粉尘。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述除尘器包括附接至所述第一粉末填充机头部的所述出口的防尘罩。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述除尘器以可移除的方式附接至所述第一粉末填充机头部的所述出口。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述除尘器是漏斗形的。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一粉末填充机头部包括重量分析填充机。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一重量传感器包括定位于所述第一粉末填充机头部下方的称重传感器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个静电减少装置包括一个或多个主动静电减少装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述一个或多个主动静电减少装置包括一个或多个静电棒。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个静电棒定位于所述第一粉末填充机头部的上游。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述一个或多个静电棒定位于布置成将所述一个或多个瓶传送到所述第一粉末填充机头部的上游传送带以及向所述第一粉末填充机头部传送的所述一个或多个瓶中的至少一者附近。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述一个或多个主动静电减少装置包括离子发生器，其中，所述离子发生器定位于所述第一粉末填充机头部的所述出口附近。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述离子发生器定位于所述内部防风罩内。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个静电减少装置包括一个或多个被动静电减少装置。
15.根据权利要求7所述的系统，其中，所述称重传感器包括磁位移称重传感器。
16.根据权利要求3所述的系统，其中，所述防尘罩连接至真空源并且布置成从所述第一粉末填充机头部的所述出口周围抽出空气。
17.根据权利要求1所述的系统，还包括分别位于所述第一粉末填充机头部的上游和下游的上游传送带和下游传送带，其中，所述外部防风罩围绕所述上游传送带和所述下游传送带的至少一部分定位。
18.根据权利要求17所述的系统，还包括第三防风罩，所述第三防风罩围绕所述下游传送带的至少一部分和瓶压盖机定位。
19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一粉末填充机头部布置成分配介于25mg与100g之间的粉末状药物。
20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一重量传感器布置成对介于15g与30g之间的瓶进行称重。
21.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一粉末填充机头部具有介于1rpm与2000rpm之间的旋转速度。
22.根据权利要求1所述的系统，其中，所述填充机包括第二粉末填充机头部和定位于所述第二粉末填充机头部下方的第二重量传感器。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述内部防风罩至少围绕所述第二粉末填充机头部的出口定位。
24.根据权利要求1所述的系统，其中，所述粉末状药物包括纯活性药物成分。
25.一种通过填充系统用规定重量的粉末状药物对瓶进行填充的方法，所述填充系统具有带第一粉末填充机头部和定位于所述第一粉末填充机头部下方的重量传感器的填充机、布置成在填充过程期间减少静电的一个或多个静电减少装置、内部防风罩、以及外部防风罩，所述方法包括：
将空瓶传送到填充机的所述第一粉末填充机头部，当所述空瓶朝向所述第一粉末填充机头部的出口移动时，所述空瓶经过所述一个或多个静电减少装置；
通过所述第一粉末填充机头部用所述粉末状药物对所述空瓶进行填充；
在填充过程期间通过所述内部防风罩和所述外部防风罩来减少通风，其中，所述内部防风罩至少围绕所述第一粉末填充机头部的所述出口定位，所述外部防风罩围绕整个所述填充机定位；以及
将已填充的瓶从所述第一粉末填充机头部传送到下游工位。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括通过一个或多个除尘器抽出在所述第一粉末填充机头部处对所述空瓶进行填充期间产生的粉尘。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，用所述粉末状药物对所述空瓶进行填充包括用所述粉末状药物对所述空瓶进行填充直至将规定重量的所述粉末状药物分配到瓶中。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，用所述粉末状药物对所述空瓶进行填充包括通过定位于所述第一粉末填充机头部下方的所述重量传感器对瓶进行称重。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，通过所述重量传感器对瓶进行称重包括通过磁位移重量传感器对瓶进行称重。
30.根据权利要求26所述的方法，其中，抽出所述填充过程期间产生的粉尘包括通过附接至所述第一粉末填充机头部的所述出口的防尘罩抽出粉尘。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，抽出所述填充过程期间产生的粉尘包括将真空源施加到所述防尘罩以从所述第一粉末填充机头部的所述出口周围抽出空气。
32.根据权利要求25所述的方法，还包括：
将所述空瓶传送到所述填充机的第二粉末填充机头部，当所述空瓶朝向所述第二粉末填充机头部的出口移动时，所述空瓶经过布置成减少填充过程期间产生的静电的一个或多个静电减少装置；
通过所述第二粉末填充机头部用粉末状药物对所述空瓶进行填充；以及
将已填充的瓶从所述第二粉末填充机头部传送到下游工位。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括通过一个或多个除尘器抽出在所述第一粉末填充机头部和所述第二粉末填充机头部处对所述空瓶进行填充期间产生的粉尘。
34.根据权利要求25所述的方法，还包括通过第三防风罩减少已填充的瓶的污染。
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