Mehr Geschwindigkeit auf kleinem Raum: Zur Befilterung von Pipettenspitzen zeigt die Hekuma GmbH, Hallbergmoos, auf der Fakuma die Hochleistungsautomation Hekutip filter 2.0 mit automatisierter Vereinzelung, Zuführung und Montage der Filter […]
In der Hochleistungsautomation zur Befilterung von Pipettenspitzen erzielte Hekuma eine deutliche Produktivitätssteigerung. (Foto: Hekuma)
Mehr Geschwindigkeit auf kleinem Raum: Zur Befilterung von Pipettenspitzen zeigt die Hekuma GmbH, Hallbergmoos, auf der Fakuma die Hochleistungsautomation Hekutip filter 2.0 mit automatisierter Vereinzelung, Zuführung und Montage der Filter in die Pipettenspitzen. Zum 1. Juli dieses Jahres hat der Stuttgarter Dürr Konzern, zu dem seit Februar auch Teamtechnik aus Freiberg (Neckar) als Spezialist für Montage- und Funktionsprüfanlagen gehört, 100 % an Hekuma übernommen. Hekuma stellt in Friedrichshafen zum ersten Mal mit dem neuen Mutterkonzern Teamtechnik auf einem Stand aus.
Dass die jährliche Nachfrage nach Pipettenspitzen und anderen Einweg-Laborprodukten im Rahmen der Covid-19-Krise exponentiell gestiegen und dadurch Produktionsraten explodiert sind, ist kein Geheimnis. Darüber hinaus gibt es jedoch auch den Trend zu höherwertigen Pipettenspitzen. Das liegt zum einen an den neuen regulatorischen Anforderungen im Medizinbereich, zum anderen an den zunehmenden Automationsvorgängen beim Testen im Labor. Die Anforderungen an die Qualität und Präzision der Pipettenspitze ist enorm gestiegen.
Befilterte Pipettenspitzen sind eine Antwort auf die Frage der Qualität, denn Filter schützen Pipetten und Proben vor ungewollter und unbemerkter Kontamination und bewahren die Probenintegrität. Wurden vor Covid-19 noch etwa 65 % der Pipettenspitzen ohne Filter verwendet, wird mittlerweile die Mehrzahl an Pipettenspitzen befiltert, und Prognosen bis 2025 besagen einen klaren Trend mit 65 % zu Spitzen mit Filter.
Was bedeutet das also für die Hersteller? Erhöhung von Produktionskapazität bei gleichzeitiger Optimierung der Qualität der Pipettenspitze ist zwingend notwendig. Die Automatisierung der Filtermontage ist daher eine logische Schlussfolgerung und nahezu ein Muss.
Leistungsstarkes Montagesystem
In Sachen automatisierter Vereinzelung, Zuführung und Montage der Filter in die Pipettenspitzen hat Hekuma nach eigenen Angaben eine Vorreiterstellung am Markt. Bereits 2013 hat der Automatisierer das System zum Patent angemeldet und über die Jahre weiter optimiert.
So ist es dem Spezialisten für Hochleistungsautomationen mit der HekuUtip filter 2.0 gelungen, den Zyklus von der Filterzuführung als Schüttgut über die Vereinzelung der Filter bis zur Montage in die Pipettenspitzen nochmals von 5 s auf gerade mal 3,5 s zu komprimieren. Zu dieser Zykluszeit trägt auch die Tatsache bei, dass das System komplett ohne Sortiertöpfe und Schläuche auskommt.
Das Hekuma-Montagesystem kann parallel bis zu 96 Filter pro Zyklus und damit über 1.600 Pipettenspitzen pro Minute verarbeiten. Vergleichbare Systeme schaffen laut Hekuma lediglich rund 500 Pipettenspitzen in der Minute. Neben deutlicher Geschwindigkeits- und somit Produktivitätssteigerung ist auch gerade in Anbetracht der Leistungsfähigkeit der sehr geringe Platzbedarf der Anlage ein großer Pluspunkt.
Herausforderung Qualität erfolgreich gemeistert
Kritische Stimmen argumentieren, dass das Risiko der Produktbeschädigung durch den zusätzlichen Arbeitsschritt der Montage des Filters in die Pipettenspitze steigen würde. In der Tat gibt es bei der Befilterung der Pipettenspitzen einiges zu beachten. Ist beispielsweise der Filter oder die Montagekraft zu groß, besteht das Risiko der Beschädigung der Pipettenspitze. Umgekehrt ist bei zu kleinen Filtern und zu geringer Montagekraft die Gefahr einer Kontamination vorhanden. Eine beschädigungsfreie Montage mit präziser Positionierung des Filters ist daher unerlässlich. Dies kann durch einen automatisierten Prozess mit mechanischer Krafteinwirkung besser gelingen als durch manuelle Bestückung.
Die Lernkurve bei Hekuma hat darüber hinaus gezeigt, dass dabei auch die Qualität der Filter eine entscheidende Rolle spielt. Für eine fehlerfreie Verarbeitung durch die Automation muss der Filter staub-, grat- und beschädigungsfrei sowie rechtwinklig und maßhaltig sein. Nur so können qualitativ hochwertige befilterte Pipettenspitzen garantiert werden.
Verifiziert wird die einwandfreie Produktqualität bei der HEKUtip filter durch die Prüfung auf Filtervollständigkeit und präzise Filterpositionierung.
Flexibler Allrounder
Auf der Allround-Montageanlage von Hekuma lassen sich problemlos alle Arten von Filter, sei es Flach- oder Hochfilter, verarbeiten. Konkret wurden auf den Systemen bereits Filter mit einem Durchmesser von 1,5 bis 5,7 mm in Pipettenspitzen mit einem Volumen von 25 bis 1.000 µl montiert und die befilterten Spitzen sowohl ins Rack als auch ins Tray eingesetzt. Der Clou dabei ist, dass das Bedienpersonal für einen Produktwechsel lediglich drei Formatteile austauschen muss. Die einfach und schnell zu handhabende Umrüstbarkeit ist somit ein weiteres Argument für die Montagezelle.
Je nach Anlagenkonzept der HEKUtip filter kann die Zykluszeit von 3,5 auch auf 5 oder 18 s ausgelegt werden – je nach Bedarf und Budget des Kunden. Denn der Bedarf an befilterten Pipettenspitzen ist auch von der allgemeinen Produktionskapazität bzw. vom Lagervolumen an Pipettenspitzen des Herstellers abhängig und sollte darauf abgestimmt sein.
Resultierend daraus lässt sich die Filtermontage sowohl als Stand-Alone-Anlage bedienen als auch als Modul in eine bestehende oder geplante Komplettautomation integrieren. Auch hier kann der Automatisierer mit den optimierten Konzepten HEKUtip vision und cav das komplette Handling von der Entnahme der Pipettenspitzen aus der Spritzgießmaschine bis hin zur Verpackung liefern. Die Montagezelle wäre jedoch auch mit anderen Systemen kombinierbar.
