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Success stories 03.12.2020

Remplissage de gel hyaluronique avec un robot Stericlean

Facilité de programmation – Remplissage stérile

En résumé

Un constructeur Suisse établit de nouvelles références avec sa ligne de remplissage de gel hyaluronique. Au cœur du système se trouve un robot Stäubli Stericlean qui remplit les seringues de cette substance anti-âge dans des conditions stériles. L’interface uniVAL plc du robot 6 axes permet une programmation simplifiée et directe via un PLC Siemens.

Le gel hyaluronique (Gel HA) est largement reconnu comme un remède miraculeux, une véritable fontaine de jouvence pour la peau. Le gel est très efficace car un seul gramme de l’ingrédient de base, l’acide hyaluronique, suffit à lier 1 litre d’eau. La peau est hydratée de manière ciblée, le gel produit une réserve d’humidité qui donne à la peau une élasticité supplémentaire.

Il n’est donc pas étonnant que le gel soit si demandé. Zellwag Pharmtech AG – une filiale du très réputé groupe Rychiger AG (Suisse) – a développé un système de remplissage et de scellage entièrement automatisé spécialement pour ce produit. La machine Z-810 R-2 fonctionne dans des conditions de salle blanche pour remplir les seringues de gel HA, puis les scelle. Les deux processus se déroulent sous vide – une condition essentielle – car l’injection accidentelle d’air sous l’épiderme serait extrêmement dangereuse et doit être évitée à tout prix.

Avec ce projet, Zellwag évolue dans sa zone de confort, car l’entreprise, basée à Frauenfeld (Suisse), est spécialisée dans le développement et la fabrication de systèmes de remplissage et de scellage pour les industries pharmaceutiques, médicales et cosmétiques. Zellwag Pharmtech AG est connue dans le monde entier pour la planification et la construction de systèmes de productions multi-formats spécifiques aux clients et jouit d’une excellente réputation pour les fonctionnalités économes en ressources et hautement automatisées de ses systèmes.

Lors de la conception du Z-810 R-2 pour un fabricant russe de produits cosmétiques, la priorité de l’équipe d’ingénierie de Zellwag était d’assurer un mélange, une compression et un remplissage sans bulles. Le gel est livré en toute sécurité à la ligne de remplissage sous vide et sans aucune entrée d’air au moyen d’une extrudeuse.

Une autre caractéristique du système multi-formats est la grande flexibilité. Des récipients imbriqués et stériles de différents formats tels que des seringues, des flacons et des cartouches en verre ou en plastique peuvent être traités sur une seule et même ligne de remplissage.

Remplissage stérile réalisé par un robot

Grâce aux propriétés largement reconnues du robot 6 axes TX2-60 Stericlean, il a été possible de concevoir une intégration peu encombrante pour la manipulation des seringues, des flacons et des cartouches. Un container scellé contenant une centaine de seringues préparées et stériles arrive dans la zone de travail du robot. Un dispositif décolle la feuille de scellage Tyvec, et un système linéaire soulève ensuite le support (nid) de seringues.

Le robot saisit le nid contenant les seringues, le fait pivoter de 90 degrés et le présente à la station de remplissage. Les seringues sont ensuite remplies deux par deux, le gel étant extrudé à partir d’une buse. Après 50 cycles, toutes les seringues ont été remplies. Le robot ultra-dynamique Stericlean les dépose dans le container qui est transporté au moyen d’un système de convoyage vers d’autres stations de traitement.

Un taux de remplissage allant jusqu’à 2200 seringues par heure est atteint, les seules limites étant ici fixées par la viscosité du gel plutôt que par la capacité technique du robot. En effet, pour les liquides aqueux, jusqu’à 6000 remplissages par heure sont possibles.

 

Le robot Stericlean de Stäubli est conçu pour travailler dans des environnements aseptiques.

Fabriqué sur mesure pour un environnement stérile

Le processus entier se déroule dans des conditions stériles pour lesquelles l’utilisation d’un robot conventionnel serait tout simplement impensable. Les robots Stericlean de Stäubli sont au contraire adaptés à de tels environnements. Cette série de robots a été spécialement développée pour des applications critiques dans les zones de production aseptique de classe GMP A et a fait ses preuves dans d’innombrables applications.

La cinématique des robots 6 axes Stericlean est entièrement encapsulée et étanche, avec le câblage utilisateur à l’intérieur du bras. Il n’y a pas d’espaces de rétention, seulement des surfaces lisses empêchant la formation d’impuretés. Les spécifications uniques de ces robots pharmaceutiques exceptionnels les rendent résistants aux procédures de stérilisation et de décontamination régulières les plus dures, comme par exemple au peroxyde d’hydrogène (H₂O₂).

L'intégration dans un système de contrôle de niveau supérieur réduit les efforts de programmation

L’interface uniVAL plc, présente sur toute la gamme TX2, apporte également un bénéfice à cette application. uniVAL PLC permet de programmer le robot au moyen de contrôleurs logiques programmables fournis par tous les fabricants réputés – comme ici un Siemens PLC. Cela facilite la mise en œuvre de robots dans des applications complexes et les opérateurs peuvent ainsi continuer à travailler dans leur environnement familier sans avoir à apprendre un nouveau langage de programmation de robot.

Programmation adaptée du robot grâce à uniVAL PLC

Parce que Zellwag utilise le portail TIA de Siemens, la charge de travail s’en trouve encore simplifiée. Le robot Stäubli peut être programmé directement sur l’outil de développement de Siemens exploitant la bibliothèque TIA. En raison du nombre réduit de sous-systèmes et d’interfaces, ce système centralisé réduit non seulement massivement l’entrée de programmation, mais améliore également la fonctionnalité et l’efficacité de la ligne de remplissage. Il offre également les conditions optimales pour les adaptations de processus et les extensions de format, même après l’installation, tout en étant ouvert à des exigences nouvelles et croissantes en matière d’acquisition, de traitement et de qualification des données.

Ahmad Asraf, chargé de projet pour l’automatisation chez Zellwag, est convaincu des mérites de cette solution intégrée: « L’application a rendu la programmation du système beaucoup plus facile. Sans cela, les opérateurs auraient dû configurer le robot pour chaque nid de conteneur, augmentant ainsi massivement l’effort requis. Dès le début, lorsque nous avons programmé le premier nid de seringues, l’application a permis de gagner 30% de temps. Pour chaque nid de conteneur supplémentaire que nous attribuons au système, nous procédons maintenant deux fois plus vite qu’auparavant. De plus, l’application est explicite, une brève introduction chez Siemens était plus que suffisante.

Avec le robot Stäubli Stericlean, Zellwag a pu mettre en œuvre une solution parfaite pour le remplissage de gel hyaluronique dans des conditions stériles, dans un espace compact, avec un haut degré de flexibilité et avec un effort de programmation minimal. La conception hygiénique et conforme aux normes pharmaceutiques du robot et l’interface uniVAL plc ont fourni les conditions préalables essentielles.

Dans cette application, le robot 6 axes se distingue par sa trajectoire fluide et dynamique
Les avantages du système en un coup d'œil:
  • La conception du robot permet de créer une cellule simplifiée
  • Programmation centrale pour une fonctionnalité et une efficacité améliorées
  • Adaptation rapide des processus et extensions de format, même après l’installation
  • Réduction des sous-systèmes et des interfaces pour une programmation et une qualification rationalisées

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