Movimentazione agevole, rapida e sicura delle borse mediche

Per la movimentazione delle sacche medicali, Bonfiglioli Engineering nella sua ultima macchina IVB Flex | Vacuum Decay CCIT Solution (Container closure integrity test) ha sfruttato la tecnologia del sistema a levitazione magnetica XPlanar. La collaborazione tra le due aziende ha contribuito in modo significativo al raggiungimento degli obiettivi del progetto.

Nel mondo delle macchine automatiche per il packaging il controllo di qualità e di integrità dei prodotti non è solo garanzia di efficienza produttiva, ma è soprattutto un requisito normativo che deve essere soddisfatto in modo affidabile e tracciabile, specialmente nel settore farmaceutico.

Bonfiglioli Engineering, parte del gruppo industriale TASI Test and Automation, in oltre 50 anni di attività si è costruita una solida reputazione in quest’ambito. Specializzata nel leak testing (e non solo), l’azienda ha progressivamente ampliato il proprio portafoglio tecnologico nell’ambito del controllo qualità e integrità del packaging farmaceutico.

Tre tecnologie complementari

Come spiega Davide Luisari, direttore tecnico di Bonfiglioli Engineering, sono tre le tecnologie che, integrate tra loro, consentono di coprire le esigenze di controllo qualità tipico del settore.

“La prima è CCIT, Container Closure Integrity Testing, per verificare l’integrità della chiusura e la tenuta dei contenitori. La seconda è AVI, Automatic Visual Inspection, per individuare difetti visivi e non conformità di aspetto o funzionali. La terza è HGA, Headspace Gas Analysis, utile a misurare i gas presenti nello spazio di testa dei contenitori, parametro molto importante in alcuni processi di confezionamento”, spiega Luisari.

A seconda del tipo di test, è possibile impiegare una o più tecnologie di ispezione. La vera criticità emerge però nella fase di movimentazione: nel caso delle sacche medicali, ad esempio, ogni volta che una di esse viene afferrata e trasferita all’interno della macchina esiste il rischio concreto di danneggiarla. È proprio su questo punto che si distingue l’approccio di Bonfiglioli Engineering.

“Non ci limitiamo a vendere macchine, ma affianchiamo il cliente con un servizio di consulenza completo”, prosegue Luisari. “In un settore fortemente regolamentato come quello medicale, la differenza non sta solo nell’assicurare la qualità del prodotto, ma nella capacità di rendere il processo affidabile, ripetibile e realmente produttivo”. Per rispondere a questa esigenza, la nuova IVB Flex di Bonfiglioli Engineering adotta la tecnologia a levitazione magnetica XPlanar di Beckhoff, che elimina il contatto meccanico nella movimentazione, l’usura e riduce drasticamente il rischio di danneggiamento delle sacche, consentendo peraltro la tracciabilità totale.

La sfida delle sacche flessibili

La soluzione sviluppata da Bonfiglioli Engineering punta a ridurre al minimo i trasferimenti e le manipolazioni del prodotto, sfruttando le peculiarità dei mover a levitazione magnetica di XPlanar.

All’interno della macchina, i test di leak detection vengono eseguiti in modalità concorrente avvalendosi di particolari sistemi a campana, studiati e progettati dalla Bonfiglioli Engineering. Le sacche vengono posizionate sui mover, ciascuno equipaggiato con uno specifico tool porta-sacca, e trasportate al di sotto delle campane di prova. Una volta raggiunta la posizione corretta, il sistema aggancia il tool e lo solleva fino a farlo aderire alla base della campana, creando le condizioni ideali per l’esecuzione del test. La prova, della durata di circa 7 secondi, avviene mediante pressurizzazione della sacca: il differenziale di pressione consente di rilevare eventuali perdite. In base dell’esito, la sacca viene instradata verso la linea di uscita dalla stazione, oppure convogliata verso gli scarti. L’intero processo avviene senza manipolazioni dirette del prodotto. Una volta caricata sul mover, la sacca viene semplicemente trasferita tra le diverse stazioni di test, preservandone l’integrità e garantendo elevati livelli di affidabilità e ripetibilità delle prove.

La macchina integra sei campane di test, oltre a una postazione di carico e una di scarico automatico, il tutto racchiuso in dimensioni estremamente compatte, con un’impronta a terra di poco superiore ai 5 m². Il sistema impiega otto mover XPlanar da 155 × 155 mm, che scorrono su un piano composto da 13 tiles – sette da 320 × 320 mm e sei da 320 × 160 mm – garantendo un’elevata densità funzionale in uno spazio alquanto ridotto. I mover XPlanar sono dotati di sistemi porta-sacca intercambiabili, sostituibili manualmente dall’operatore in funzione della tipologia di prodotto. Il cambio formato è rapido e intuitivo: il tool viene semplicemente rimosso e sostituito con quello idoneo al nuovo formato, che viene agganciato facilmente grazie alla presenza di pioli di centraggio, che garantiscono il corretto allineamento e la stabilità durante la movimentazione. Una soluzione che assicura una flessibilità senza eguali nelle fasi di riattrezzaggio per il cambio formato. È infatti possibile passare rapidamente da contenitori di piccolo volume, ad esempio 50 o 100 ml, a sacche di maggiore capacità.

Oltre alla flessibilità del processo, il sistema garantisce elevati livelli di precisione e qualità, grazie alla capacità di carico dei mover XPlanar, che può arrivare fino a 1,8 kg. Un margine che consente un funzionamento affidabile e ampie possibilità di evoluzione futura dell’impianto.

Un problema complesso risolto in modo semplice

Il sistema XPlanar ha permesso di unire flessibilità operativa, affidabilità di processo e tracciabilità, ma l’apporto di Beckhoff non si è fermato qui: l’utilizzo di un’automazione basata su un PC industriale C6030 ha contribuito a semplificare l’architettura della IVB Flex, in particolare attraverso l’utilizzo della piattaforma TwinCAT.

“Poiché si trattava del primo utilizzo da parte nostra di queste tecnologie, abbiamo sfruttato al massimo la formazione offerta da Beckhoff”, sottolinea Davide Luisari. “All’inizio abbiamo partecipato ad un corso base, successivamente siamo passati ad un corso avanzato focalizzato proprio sul sistema XPlanar, ma sempre con la possibilità di confrontarci con il loro Product Specialist nel caso avessimo incontrato qualche ostacolo, qualche dubbio. In ogni caso, l’ambiente di programmazione TwinCAT si è rivelato facile da usare e il prototipo ha visto la luce in circa dieci mesi, dalla progettazione, allo sviluppo SW, fino al FAT con il cliente: un record per noi”.

Sul fronte dell’integrazione non sono emerse criticità. “In presenza di un vincolo di capitolato imposto dal cliente, che prevedeva l’utilizzo di PLC di terze parti, i nostri tecnici non hanno riscontrato problemi di compatibilità o interfacciamento”, precisa Luisari. Vantaggi significativi emergono anche sul fronte dell’assistenza da remoto. Il PC industriale Beckhoff è infatti predisposto per il collegamento via VPN, consentendo l’accesso sicuro alla macchina, indipendentemente dal luogo di installazione. Questo permette di eseguire attività di diagnostica avanzata, individuare tempestivamente eventuali criticità e intervenire in modo rapido ed efficace per la risoluzione di qualsiasi eventuale problematica.

Potenzialità per il futuro

La produttività della macchina è andata oltre le aspettative del cliente, un produttore con impianti situati all’estero. Un contributo decisivo arriva dalla tecnologia a levitazione magnetica senza contatto che riduce al minimo l’usura meccanica, richiedendo minore manutenzione e, cosa molto importante, garantendo condizioni operative asettiche. Ma in Bonfiglioli Engineering si guarda già oltre. “L’evoluzione a cui stiamo lavorando è l’inserimento della tecnologia di visual inspection all’interno della stessa macchina”, conferma Luisari. “Soluzioni simili esistono già sul mercato, ma hanno costi e ingombri che le rendono poco pratiche ed economicamente onerose”.

Un’altra frontiera riguarda l’intelligenza artificiale. “Stiamo valutando l’uso di reti neurali per rendere ancora più performante la leak detection, al fine di ridurre il numero di falsi positivi che, soprattutto su prodotti flessibili come le sacche, possono verificarsi con le tecnologie basate sulla visione”. Si tratta di sviluppi che richiedono una potenza di calcolo significativa: l’obiettivo, viste le performance disponibili da parte delle CPU Beckhoff, è quello di riuscire a integrare tutto – controllo real-time e AI – in un unico hardware.