DE19535252C2 - Vorrichtung und Düse zur Abfüllung kleiner Flüssigkeitsmengen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und insbesondere eine Düse zur Verbesserung der Dosiergenauigkeit bei der Abfüllung kleiner Flüssigkeitsmengen.

Dosieraerosole, insbesondere Lösungsaerosole, sind ein wichtiger Bestandteil moderner Arzneimitteltherapie - insbesondere zur Behandlung von Atemwegserkrankungen. Die Befüllung von Lösungsaerosolen nach dem sogenannten Druckfüllverfahren wird in zwei Schritten durchgeführt. Im ersten Schritt wird die wirkstoffhaltige Lösung in den Behälter gefüllt. In einem zweiten Schritt wird ein Ventil aufgesetzt und das Treibgas - im allgemeinen ein Fluorchlorkohlenwasserstoff bzw. ein Fluorkohlenwasserstoff - zudosiert. Je nach den Lösungseigenschaften des Wirkstoffs wird eine wässerige oder ethanolische Lösung des Wirkstoffs abgefüllt. Bevorzugt sind ethanolische Wirkstofflösungen, es ist jedoch denkbar, daß auch andere Lösungsmittel Verwendung finden, soweit sie pharmakologisch verträglich sind. Aufgrund der Tatsache, daß es sich üblicherweise bei den als Dosieraerosolen eingesetzten Wirkstoffen um hochaktive Pharmazeutika handelt, werden nur relativ kleine Mengen an Wirkstoff, bzw. Wirkstofflösung zur Füllung der Dosieraerosole benötigt. Je nach Wirkstoff werden zwischen 2 g und 5 g wirkstoffhaltige Lösung abgefüllt. Aufgrund der hohen pharmakologischen Wirkungsstärke der Wirkstoffe ist es erforderlich, eventuelle Dosierschwankungen möglichst gering zu halten.

Insbesondere bei der Dosierung von ethanolischen Lösungen sind bei der Verwendung einer üblichen Abfüllvorrichtung Dosierschwankungen aufgetreten, wobei einige Werte außerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen liegen.

US 4,387,748 offenbart eine Abfüllvorrichtung zur Abfüllung großer Flüssigkeitsmengen im Bereich der Getränkeindustrie. Der dort beschriebene Düsenkopf besteht aus einer Vielzahl von Düsen, die zur Lösung der dort gestellten Aufgabe, nämlich Vermeidung von Beschädigungen, in einer glatten Fläche integriert sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung mit verbesserter Dosiergenauigkeit zur Abfüllung kleiner Flüssigkeitsmengen - insbesondere zur Befüllung von Dosieraerosolen - vorzuschlagen.

In Abb. 1 ist ein axialer Schnitt einer herkömmlichen Abfüllvorrichtung dargestellt. Der Abfüllkopf (1) besteht im wesentlichen aus der eigentlichen Abfülldüse (2), einer Einrichtung zur Befestigung der Abfülldüse (3) die in einem Gehäuse (4) angeordnet ist sowie eine Zentriervorrichtung (5) für den zu füllenden Behälter (6). Ausgehend von der Dosiereinheit zur Steuerung der Flüssigkeitsmenge (in der Zeichnung nicht dargestellt) gelangt die Flüssigkeit über einen Flüssigkeitseinlaß (7) durch die Bohrungen (8) des Düsenblocks (9) der Abfülldüse (2) durch den Flüssigkeitsauslaß (11) in den Behälter (6).

In Abb. 2 ist eine Draufsicht auf die Fläche (10) des Düsenblocks (9) dargestellt, wobei 6 Bohrungen im Düsenblock (9) eingezeichnet sind. Die Fläche (10) und der Flüssigkeitsauslaß (11) der Bohrungen (Kanäle) (8) liegt in einer Ebene, so daß sich sehr leicht Tröpfchen bilden können, die dann verschleppt werden.

Nachdem die vorgegebene Menge an Flüssigkeit in den Behälter gelangt ist, wird das Ventil der Dosiereinheit geschlossen. Der gefüllte Behälter wird weitertransportiert, mit einer Ventilkappe versehen und mit Treibgas gefüllt. Ein neuer Behälter wird für den nächsten Füllschritt unter dem Abfüllkopf bereitgestellt.

Es wurde nunmehr gefunden, daß die beobachteten Über- oder Unterdosierungen im Zusammenhang mit der Geometrie der Abfülldüse (2) stehen, da sich dort kleine Tröpfchen bilden, die in den nächsten Behälter "verschleppt" werden, bzw. dem vorhergehenden Behälter fehlen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abfüllvorrichtung für kleine Flüssigkeitsmengen vorzuschlagen, die eine Verbesserung der Genauigkeit der Dosierung ermöglicht.

In Abb. 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bestehend aus einem Abfüllkopf (1a) mit Abfülldüse (2a) in einem axialen Schnitt dargestellt. Die erfindungsgemäße Abfülldüse (2a) wird von einer Vorrichtung (3) im Abfüllkopf gehalten, die derart gestaltet sein kann, daß ein einfaches Austauschen der Abfülldüse (2a) ermöglicht ist. Die Zentriervorrichtung (5) dient dazu, den Abfüllkopf (1) während des Füllvorgangs fest auf den Behälter (6) aufzusetzen.

Die Abfülldüse (2a) besteht aus einem Düsenblock (9a), der mindestens zwei, bevorzugt mehrere Bohrungen (8) - üblicherweise 6 Bohrungen - enthält, durch die die Flüssigkeit von der Dosierungseinheit über den zentralen Einlaß (7) durch die Bohrungen (8) über den Flüssigkeitsauslaß (11) in den zu füllenden Behälter gelangt. Der untere Teil der Abfülldüse ist derart gestaltet, daß die Fläche (10) die von dem Flüssigkeitsauslaß (11) und dem Düsenblock (9) gebildet wird, möglichst gering ist. Dies wird dadurch erzielt, daß beispielsweise zwischen den Bohrungen (Kanälen) (8) Vertiefungen (12) in dem Düsenblock angebracht sind. Infolge der geringeren Fläche zwischen den einzelnen Bohrungen wird verhindert, daß sich während und nach dem Befüllen infolge von Oberflächenspannungen größere Tröpfchen bilden, die zu einer Dosierungenauigkeit führen.

In Abb. 4 ist eine Draufsicht auf die Fläche (10) des Düsenblocks (9) mit den Austrittsöffnungen (11) der Bohrungen (8) im Düsenblock (9) und den sich ergebenden Vertiefungen (12) dargestellt.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, Abb. 3 und Abb. 4, sind die einzelnen Bohrungen und Austrittsöffnungen (11) durch Vertiefungen (12) voneinander getrennt. Entsprechende Schlitze können beispielsweise in einfacher Weise herausgefräßt werden, bzw. kann der Düsenblock (9) bereits bei der Herstellung entsprechend geformt werden. Der Düsenblock kann aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform, wie in dem axialen Schnitt in Abb. 5 dargestellt, besteht die Abfülldüse (2a) aus einem Düsenblock (9a), der eine entsprechende Anzahl von Bohrungen (8) enthält, wobei Kapillaren (13) so in die Bohrungen eingesetzt sind, daß sie aus der unteren Fläche des Düsenblocks (9a) herausragen. Im allgemeinen sind 1 - bis 15 mm - bevorzugt 2-6 mm - ausreichend, um zu verhindern, daß sich infolge von Oberflächenspannungen Tröpfchen bilden können. Bei einer Anordnung von 6 Kapillaren in einer Abfülldüse sind Innendurchmesser zwischen 0.5 und 1.0 mm, bevorzugt zwischen 0.6 und 0.8 mm geeignet. Der Innendurchmesser der Kapillaren sollte 0.5 mm nicht unterschreiten, da es sonst infolge der erforderlich höheren Abfülldrucke bei gleichem Volumenstrom Flüssigkeit aus dem Behälter spritzen kann. Andererseits darf der Innendurchmesser der Kapillaren nicht zu groß gewählt werden, da sie sonst nach dem Füllvorgang ganz oder teilweise leerlaufen können und es somit zu Ungenauigkeiten bei der Dosierung kommen kann.

Erfindungsgemäß wird der Innendurchmesser der Kapillaren so gewählt, daß die Kapillaren infolge der auftretenden Kapillarkräfte nach der Befüllung nicht leerlaufen. Insofern kann es vorteilhaft sein, anstelle einer Kapillare mit großem Durchmesser mehrere kleine Kapillaren einzusetzen. Die Verwendung mehrerer Kapillaren ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Abfüllzeit der Wirkstofflösung möglichst gering zu halten. Ausführungsformen mit 4 oder 8 Kapillaren sind ebenso denkbar, wie die beschrieben Ausführungsformen mit 6 Kapillaren.

Die Kanülen sind bevorzugt aus einem inerten Metall, z. B. rostfreiem Stahl gefertigt, jedoch sind auch andere Materialien, zum Beispiel Kunststoff denkbar.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kanülen zur Befüllung der Behälter an ihren unteren Enden spitz auslaufend geformt, wodurch erzielt wird, daß Tröpfchen die dort nach dem Befüllen hängenbleiben ein geringes Volumen aufweisen.

In einer weiteren Ausführungsform können die Austrittsöffnungen der Kanülen mit einem Material beschichtet sein, das die Benetzung verringert. Als Beispiel wird Teflon genannt.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur dosierten Abfüllung kleiner Flüssigkeitsmengen bestehend aus einem Abfüllkopf (1) aus einem Gehäuse (4), einer Einrichtung zur Befestigung (3) der Abfülldüse (2, 2a) sowie einer Vorrichtung (5) zur Zentrierung des Behälters (6) während des Abfüllvorgangs, wobei die Abfülldüse (2a) einen Flüssigkeitseinlaß (7) und durch Bohrungen (8) damit verbundene Flüssigkeitsauslässe (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock (9a) zwischen 4 und 8 Bohrungen (8) enthält, wobei zwischen den Bohrungen (8) Vertiefungen (12) angebracht sind, so daß die Fläche (10), die von dem Düsenblock (9a) zwischen den einzelnen Bohrungen (8) am Flüssigkeitsauslaß (11) gebildet wird, möglichst gering ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock (9a) 6 kreisförmig angeordnete Bohrungen enthält.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (8) Kanülen (13) oder Kapillaren (13) enthalten, deren Flüssigkeitsauslaß (11) aus der unteren Fläche (10) des Düsenblocks (9a) herausragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendurchmesser der Kanülen (13) zwischen 0.5 und 1.0 mm bevorzugt zwischen 0.6 und 0.8 mm, liegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (13) zwischen 1 und 15 mm aus der unteren Fläche (10) des Düsenblocks (9a) herausragen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (13) spitz auslaufend geformt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (13) aus Stahl gefertigt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (13) mit einem die Benetzung verhindernden Material beschichtet sind.

9. Vorrichtung zur dosierten Abfüllung kleiner Flüssigkeitsmengen bestehend aus einem Abfüllkopf (1) aus einem Gehäuse (4), einer Einrichtung zur Befestigung (3) der Abfülldüse (2a) sowie einer Vorrichtung (5) zur Zentrierung des Behälters (6) während des Abfüllvorgangs, wobei die Abfülldüse (2a) einen Flüssigkeitseinlaß (7) und durch Bohrungen (8) damit verbundene Flüssigkeitsauslässe (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock (9a) zwischen 4 und 8 Bohrungen (8) enthält, wobei die Bohrungen (8) Kanülen (13) oder Kapillaren (13) enthalten, die einen Innendurchmesser zwischen 0,5 und 1,0 mm bevorzugt zwischen 0,6 und 0,8 mm aufweisen und die Kanülen (13) oder Kapillaren (13) zwischen 1 und 15 mm aus der unteren Fläche (10) des Düsenblocks (9, 9a) herausragen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock (9a) 6 kreisförmig angeordnete Bohrungen (8) enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (13) spitz auslaufend geformt sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (13) aus Stahl gefertigt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (13) mit einem die Benetzung verhindernden Material beschichtet sind.