具有确定密封品质的过程的检查密封胶囊的方法以及用于在线检查的相关设备

摘要

本发明涉及一种检查用溶解性密封剂密封的已填充硬胶囊的方法，包括用于确定密封品质的过程，所述过程包括：供应用溶解性密封剂（16）密封的已填充硬胶囊（1）；供应微波谐振器（27），在所述微波谐振器内产生以谐振曲线为特征的测量场；将所述胶囊引导通过所述测量场；测量特性，所述特性与所述测量场内存在胶囊（1）时产生的谐振曲线相比较对应于所述谐振器的空状态的参考谐振曲线的修改有关；以及用测得的特性确定与密封品质相关联的值。本发明还涉及基于所述检查方法的结果来分拣胶囊的方法并且涉及能够执行此类方法的设备。

说明书

技术领域

本发明涉及检查用溶解性密封剂密封的已填充硬胶囊的方法。在本发明的上下文中，术语“胶囊”表示一种容器，其由医药上可接受的材料制成并适于容纳剂型以被患者或用户吞咽。这种剂型可包括药学活性成分或膳食补充品。

背景技术

本发明意图用于检查硬胶囊，所述硬胶囊更具体地但非排他性地填充有液体。硬胶囊通常由两个浸渍模制部分（即主体和帽盖）制成，所述浸渍模制部分由明胶或其它合适材料制成。在典型的制造过程中，一旦被模制，主体和帽盖被预组装（或预封闭）以被传输到填充设备，它们在填充设备中被自动地分离、填充和封闭。在用液体填充胶囊的情况下，必须在填充后可靠地密封胶囊以便消除泄露的风险。

已知提供一种独立于填充设备或与其集成的密封装置，其中，已填充和封闭的胶囊在流体形式的溶解性密封剂的帮助下被密封，所述溶解性密封剂被洒在胶囊上，从而通过毛细作用迁移到主体和帽盖的重叠区域内。然后该流体使重叠区域内的胶囊材料溶解从而提供密封。这种密封设备和相关方法在例如WO2004/082563、EP116743、EP116744、EP180543中公开。

尽管这种设备能以高水平的可靠性运转，但是，希望从设备释放的每一个有缺陷的胶囊在生产线中进一步前进之前被识别和去除。

在这方面，已知的视觉方法不能让人满意，因为它们仅可应用于抽样检查。

从EP1669755中还已知采用微波来测量胶囊的质量和含水量。但是，所公开的方法和相关设备没有给出密封的品质的指示。

密封的品质不仅对于分配到胶囊的最终用户的剂量的准确性（尤其是当胶囊用液体配方填充时）而且对于所感知的胶囊的整体质量来说是关键的。密封的缺陷带来的重要问题是由该缺陷导致的泄露可能不仅在生产过程中出现，而且在后来胶囊的使用期限中（例如，在包装后）也出现，由此，不能基于胶囊含量的简单重量测量来检测该缺陷。

因此，需要一种可靠的方法来检查胶囊的密封的质量，该方法可以在高吞吐量下用于生产线中，并易于与确定胶囊的其它关键特性（例如重量）的方法组合。

发明内容

这通过本发明的检查方法来实现，所述方法包括用于确定密封品质的过程，所述过程包括

-供应用溶解性密封剂密封的已填充硬胶囊；

-供应微波谐振器，在所述微波谐振器内产生以谐振曲线为特征的测量场；

-将所述胶囊引导通过所述测量场；

-测量特性，所述特性与所述测量场内存在胶囊时产生的谐振曲线相比较对应于所述谐振器的空状态的参考谐振曲线的修改有关；以及

-用测得的特性确定与所述密封品质相关联的值。

有利地，本发明的方法可具有以下特征的一个或多个：

-所述方法还包括步骤：用所述测得的特性确定密封区域（seal area）；

-所述方法还包括步骤：作为所述测得的特性的函数来计算所述胶囊的质量；

-所述方法还包括步骤：作为所述测得的特性中的至少一个除以所述计算出的质量的函数来计算与密封品质相关联的值；

-所述测得的特性包括所述测量场内存在的胶囊产生的谐振曲线的偏移和加宽。

根据第二方面，本发明涉及在硬胶囊密封设备下游分拣胶囊的方法，其中，在前述方法的帮助下检查每个胶囊，并且其中，如果与密封品质相关联的值低于预定阈值，则由于密封缺陷而舍弃所述胶囊。

根据另一方面，本发明涉及用于检查用溶解性密封剂密封的硬胶囊的设备，其包括

-微波谐振器，所述微波谐振器适于产生以谐振曲线为特征的测量场，并在目标被引导通过所述测量场时测量特性，所述特性与所述测量场内存在胶囊时产生的谐振曲线相比较对应于所述谐振器的空状态的参考谐振曲线的修改有关；

-用于单一抽取（singulating）和引导单独胶囊的装置，所述装置单一抽取并引导单独胶囊从所述谐振器上游的第一区段通过所述测量场到所述谐振器下游的第二区段；以及

-计算装置，所述计算装置适于作为所述测得的特性的函数来确定与密封品质相关联的值。

有利地，本发明的设备可包括以下特征的一个或多个：

-所述测得的特性包括所述测量场内存在的胶囊产生的谐振曲线的偏移和加宽；

-所述计算装置适于作为所述测得的特性的函数来计算所述胶囊的质量；

-所述计算装置适于作为所述测得的特性中的至少一个除以所述计算出的质量的函数来计算与密封品质相关联的值；

-所述计算装置包括比较器，所述比较器适于针对每个胶囊将与所述密封品质相关联的值与预定阈值比较，并且其还包括舍弃装置，所述舍弃装置适于当与所述密封品质相关联的值低于所述预定阈值时将所述胶囊从所述谐振器下游的胶囊的正常路线转向；

-所述计算装置还包括比较器，所述比较器适于针对每个胶囊

(i)将与所述密封品质相关联的值与预定阈值比较，并且

(ii)将计算出的质量值与预定目标范围比较，

其还包括舍弃装置，所述舍弃装置适于当

(i)与所述密封品质相关联的值低于所述预定阈值，或者

(ii)计算出的质量在所述预定目标范围之外

时将所述胶囊从所述谐振器下游的胶囊的正常路线转向。

附图说明

仅仅为了举例，现在将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，附图中：

图1是在通过喷射密封液体来密封胶囊的已知过程中硬胶囊和密封喷嘴的示意性放大透视图；

图2是胶囊生产线的一个区段的示意图，包括密封设备和根据本发明的用于检查胶囊的设备；以及

图3是曲线图，示出了谐振频率的移位和谐振曲线的加宽，其是由于谐振器内所存在的胶囊的影响，并且其在根据本发明的方法中被测量和使用。

具体实施方式

图1示出典型的硬胶囊（或“硬壳胶囊”）1包括空心管状主体2和空心帽盖3，每个均通常由例如明胶或任何其它医药上可接受的材料模制而制成为一件。为了清楚起见，所示胶囊不按真实比例。

主体2和帽盖3适于通过将主体2部分地插入到帽盖3直到完全封闭或接合的最终位置而伸缩地联接，从而在其间限定用于容纳药剂的封闭的内容积。在该位置（其在图1中示出），主体2和帽盖3限定重叠区域5。

本文所述的发明尤其涉及容纳液体药剂的胶囊，但是它也适合于具有任何其它剂型（例如粉末）的胶囊。

图1还示出气密地密封这种胶囊的步骤，其中，喷嘴13用于朝帽盖的边缘18喷洒密封剂16。密封剂是包含溶剂的流体，所述溶剂可包含水。密封剂的一些合适的例子可在US4539060中找到。

通常，被喷洒到胶囊上的密封剂通过毛细作用而均匀分布在重叠区域5中，并且在明胶胶囊的情况下，该密封件溶解主体和帽盖的重叠区域中的明胶的接触层，由此实现胶囊的密封。含密封剂的溶剂在明胶胶囊上的效果也在US4539060中描述。

参照图2和图3，现在将说明根据本发明优选实施例的用于检查这种密封胶囊的方法和设备。

图2示意地示出包括设备21的胶囊生产线的区段20，所述设备21用于用液体填充和密封硬胶囊，该硬胶囊由布置在设备21上游的制造站（未示出）连续供应。从制造站到设备21内的胶囊流由箭头D₁表示。设计为集成的填充和密封设备或设计成分开的填充和密封装置的这种设备在本领域是已知的并且将不会被详细描述。值得指出的仅仅在于优选地在该设备中根据参照图1提出的原理进行胶囊的密封。

区段20还包括在填充和密封设备21下游的根据本发明的检查设备22，所述检查设备22设置为检查和分拣由设备21供应的胶囊。从填充和密封设备21到检查设备22的胶囊1的流由箭头D₂表示。

在图2上，在生产线的区段20中，胶囊流的总体方向由箭头D₁和D₂示出。在整个说明书中，应参照该总体的流动方向来解释术语“上游”和“下游”。

区段20还包括适于将相继的被单一抽取的胶囊1从设备21的出口25传输到检查设备22内并穿过检查设备22的传输器23。为此，传输器可由沿主位移方向D₂设置有相继的凹穴（pocket）26的环状带形成，所述凹穴各自适于容纳一个胶囊1。

检查设备22包括能够进行胶囊检查的微波谐振器27以及在微波谐振器27下游的舍弃装置28，舍弃装置28能够去除有缺陷的胶囊。例如，有缺陷的胶囊由舍弃装置28引导到设置在生产线的区段20内的垃圾箱29中。

谐振器27包括具有用于胶囊的入口31和出口32的腔30，入口31对应于检查设备22的入口。它还包括微波测量系统33，所述微波测量系统33能够在腔30内以具有特征谐振曲线的谐振频率产生微波信号，从而限定测量场，并测量被腔30内的引入目标——在这种情况下是胶囊——修改的电磁场的特性。

例如，测量系统33可以是由TEWS公司制造的?TEWS MW3011型。

检查设备22还设置有计算装置37，所述计算装置37一方面连接到测量系统33，并且另一方面连接到舍弃装置28。

计算装置37适于从接收自测量系统33的输入信号来计算代表被引入腔内的胶囊的某些性质的变量，如下面将要说明的。

计算装置37还适于根据与胶囊相关联的估计性质来控制舍弃装置28，从而将所述胶囊从谐振器27下游的胶囊的正常路线转向并将其引导到垃圾箱29。正常路线应被理解为由传输器23限定的从谐振器27通过检查设备22的主出口39到生产线的后续区段（例如包括印刷设备或包装设备）的路线。

例如，如图2所示，舍弃装置可具有吹风机41和导管43，吹风机41由计算装置37控制，导管43被设计为将被吹风机41从传输器23吹走的有缺陷的胶囊传递到垃圾箱29中。

在另外的实施例（未示出）中，传输器可以是“空气传输器”类型，其包括第一管状导引器和第二管状导引器，第一管状导引器在腔30上游以实现胶囊到腔中的空气运输，第二管状导引器在腔下游以实现胶囊自腔30的空气运输。

现在将参照图2和图3以更详细地描述根据本发明的检查方法。

由检查设备22实施的根据本发明的检查方法包括确定密封品质的过程。该过程基于这样的假设，即在正好位于密封装置下游的区段中，胶囊的总湿度由胶囊上存在的密封剂的数量确定。这种假设准确地反映了大部分当前条件中的实际情况，其中，胶囊填充有不含溶剂的剂型，并且药剂的溶剂的量相比由密封剂提供的溶剂的量而言可忽略。

确定密封品质的过程在相继的硬胶囊1上实施，所述硬胶囊1在填充和密封设备21内被用含溶剂的密封剂密封，并通过入口31由传输器23连续供应到检查设备22。在该过程中，胶囊被相继地引导通过微波谐振器27的腔30内所产生的测量场，在腔的空状态下，测量场的特征在于特定的谐振频率F_E和特征谐振曲线C_E。

在所示实施例中，其中，传输器的一个区段延伸穿过腔，术语“空状态”应解释为这样的状态，其中，被包围在腔内的凹穴26是空的，因而在腔内没有胶囊。该构造可由措辞“空凹穴状态”描述。

如果使用其它类型的传输器，例如空气传输器，其中在没有延伸穿过腔的引导元件的情况下运输胶囊，则“空状态”对应于腔的实际空状态，不仅是对应于腔中没有胶囊的状态。

在本发明的上下文中，谐振器的“空状态”因而指的是

-在没有引导元件的情况下运输胶囊时的实际空状态，以及

-在带上运输胶囊时的空凹穴状态。

在图3上，在曲线图中分别示出了在腔的空状态中以及存在腔囊时的谐振曲线C_E和C_C，以频率（以MHz为单位）为横坐标并且以传动比（transmission ratio）T为纵坐标。

如图3所示，测量场中存在的胶囊1导致谐振频率偏移到较低值F_C，并且谐振曲线被加宽C_C。谐振频率的偏移限定了第一变量A，第一变量A由测量系统33测量。谐振曲线的加宽B（其为曲线C_C和曲线C_E的各自半值宽度B_C、B_E的差）限定了第二变量，所述第二变量也由测量系统33测量。

计算装置37具有处理器，该处理器被编程为用测得的变量A、B计算与胶囊相关联的溶剂值θ。该溶剂值θ不依赖于胶囊的质量（mass）并且也不依赖于胶囊内所含药剂的质量，而是仅作为第一变量A和第二变量B的函数而被计算。

根据第一实施例，用以下关系计算溶剂值

θ=t₁.(B/A)+t₂

其中，t₁和t₂是在校准过程期间计算的预定校准系数。将不会很详细地描述校准过程。

与前述假设相符，密封品质由被如此估计的溶剂值θ反映。在该确定过程中，代表密封品质的值因而被确定为溶剂值θ的简单函数。代表密封品质的值优选地正比于溶剂值θ，并且最优选地等于溶剂值θ。

根据本发明的检查方法还包括计算胶囊的质量M的步骤，该步骤由同一设备22用相同的测得的变量A、B实施。计算装置37的处理器因而也被编程为在以A和B作为仅有变量的关系的帮助下计算质量M。

具体地，在以下关系的帮助下实现质量M的计算：

M=b₁.A+b₂.B+b₃

其中，系数b₁、b₂、b₃是校准系数，对于同一批量和同一类型的胶囊而言优选为恒定系数，所述系数被预定并存储在计算装置37内。

根据第二实施例，要求采用具有三个可同时激励的谐振模式的谐振器，为每个模式获取变量A和B。如此获得的A₁、A₂、A₃和B₁、B₂、B₃的值用于计算溶剂值θ和质量M，如下所示：

θ= t₁.(B₁/A₁) + t₂.(B₂/A₂) + t₃.(B₃/A₃) + t₄

M= k₁.A₁ + k₂.A₂ + k₃.A₃ + k₄.B₁+ k₅.B₂ + k₆.B₃ + k₇

其中，t_i，i=1,…4和k_j，j=1,…7是在校准过程期间计算的预定校准系数。

根据第三实施例，与密封品质相关联的值或者是经变换的偏移A'或者是经变换的加宽B'，分别通过将偏移A和加宽B除以计算出的质量M而获得：

A'=A/M

B'=B/M

替代地，与密封品质相关联的值可作为经变换的偏移A'和经变换的加宽B'两者的函数而被计算。

在该实施例中，由于将测得的变量A、B除以计算出的质量M，与密封品质相关联的值被解除与填充水平的相关性。

计算装置37还包括缓冲器和比较器。缓冲器能够暂时存储每个胶囊的特性，即与密封品质θ（或A'、B'）相关联的值以及用检查方法估计的质量M。比较器适于在比较步骤中将这些特性与计算装置中存储的预定值进行比较，并根据比较步骤的结果返回缺陷值，该缺陷值代表了在检查期间不存在缺陷或者所发现的（一种或多种）缺陷类型。

更具体地，预定的存储值包括密封品质的阈值θ₀（或A'₀、B'₀）和质量的值的目标范围[M₁，M₂]。

在与胶囊的密封品质相关联的估计值θ（或A'、B'）低于密封品质的阈值θ₀（或A'₀、B'₀）的情况下，则比较器返回代表胶囊上存在密封缺陷的值，这可能显示缺少密封或者更通常地，密封剂数量不足。

在胶囊的估计质量M在目标范围[M₁，M₂]之外（即低于M₁或高于M₂）的情况下，则比较器返回代表在胶囊上存在质量缺陷的值，这通常显示在胶囊中含有不能接受地不准确的剂量。

在估计值θ（或A'、B'）低于阈值θ₀（或A'₀、B'₀）并且胶囊的估计质量M在目标范围[M₁，M₂]之外的情况下，则比较器返回代表胶囊上的密封缺陷和质量缺陷二者的值。

在估计值θ（或A'、B'）高于阈值θ₀（或A'₀、B'₀）并且胶囊的估计质量M在目标范围[M₁，M₂]内的情况下，则比较器返回代表无缺陷胶囊的值。

可以理解，当基于经变换的变量A'、B'进行检查时，相关联的阈值A'₀、B'₀也不依赖于目标填充水平。在这种方法的情况下，不仅可以将密封良好的胶囊从密封不良的胶囊分开，而且可以更准确地给每个胶囊的密封品质分级。

计算装置37适于基于由比较器返回的缺陷值来控制舍弃装置28。如果被检查的胶囊的缺陷值不同于代表无缺陷胶囊的值，则舍弃装置28被启动从而将所述胶囊从正常路线转向并将其导入到垃圾箱29内，由此对被引导通过填充和密封设备21下游的检查设备22的胶囊进行分拣。无缺陷胶囊通常进一步在生产线上继续前进通过检查设备的主出口39。

可以理解，本发明提供了用于在线检查和分拣胶囊的可靠方法，其可自动地并且以高吞吐量实施（例如对于单条生产线而言，70000胶囊/小时）。因而，相关联的设备可在不降低由上游填充和密封站实现的吞吐量的情况下被集成在生产线中。