Качество лекарственной упаковки проверят тепловизором

Ученые Томского Политеха разработали технологию, которая с помощью кратковременного нагрева позволяет проверять качество пластиковых и стеклянных банках для лекарственных средств и БАДов при крупносерийном производстве. Разработка обеспечивает обнаружение неплотной усадки упаковочной пленки, отслоение и смятие этикетки, загрязнение и деформацию тары, а также позволяет выявить крышку, накрученную не по резьбе и проверить герметичность упаковки. 

При этом процедура испытаний не требует участия человека. Технологию возможно масштабировать и внедрить на участки действующих производственных линий фармацевтических предприятий, уточнили в пресс-службе ТПУ. Лабораторные эксперименты проводились на продукции компании ООО «Артлайф».

Современные поточные системы контроля качества упаковки при крупносерийном производстве лекарственных препаратов и БАДов обычно ориентированы на обнаружение либо значительных дефектов самой упаковки, либо этикеток. При этом контроль незначительных дефектов этикеток и термоусадочных пленок, влияющих на внешний вид товара, часто проверяют вручную.

Для решения этой задачи ученые ТПУ разработали технологию теплового неразрушающего контроля, позволяющую выявлять подповерхностные дефекты в многослойных структурах. Предложенная методика сочетает в себе одновременное использование маломощного конвективного и оптического нагрева.

«Конвективный нагрев оптимален для обнаружения отслоения этикеток и термоусадочной пленки, а также смещения пленки благодаря равномерному нагреву поверхностей с различным коэффициентом излучения. Оптический источник нагрева, такой как галогеновая лампа, лучше подходит для проверки наличия информационных этикеток и выявления загрязнений на этикетках или самом флаконе», — объяснил соавтор исследования, ведущий научный сотрудник Центра промышленной томографии ТПУ Арсений Чулков.

Кроме того, оба вида нагрева позволяют обнаруживать геометрическую деформацию флаконов и корректность установки крышки. Предложенный метод также позволяет оценить целостность алюминиевой мембраны, которая обеспечивает герметичность упаковки, и качество ее приварки к горлышку банки. Таким образом технология позволяет выявить основные типы дефектов, характерных для данного вида упаковки.

Ученые Томского политехнического университета разработали лабораторную установку для проведения неразрушающих испытаний. Методически процедура теплового контроля включала в себя имитацию захвата флакона с конвейерной ленты и его перемещение на вращающуюся платформу. Далее температуру поверхности объекта с помощью нагревателя кратковременно повышали на 10°С и методом тепловизионного сканирования получали результат в виде последовательности термограмм.

Лабораторные эксперименты проводились на флаконах из непрозрачного полиэтилентерефталата (ПЭТ) и темного стекла. Заранее были определены 11 типов часто встречающихся дефектов упаковки.

«Установлено, что определенные типы дефектов упаковок вызывают характерные температурные аномалии. Специально разработанное программное обеспечение фиксирует и анализирует данные, распознает аномалии и классифицирует их по типам дефектов. По результатам контроля объекты разделяют на „дефектный“ или „недефектный“, после чего они могут быть автоматически направлены в соответствующий контейнер», — рассказал Арсений Чулков.

Чувствительность предложенной технологии настолько высока, что обеспечивает уверенное обнаружение дефектов этикеток и термопленок, которые с трудом обнаруживаются визуально и тактильно. Время проверки одного флакона в лабораторных условиях составляет 1,2 секунды и может быть снижено до 0,3 секунд при одновременной проверке четырех объектов на производственной линии. Процедура контроля может быть полностью автоматизирована и не требовать участия оператора.

Технология также может найти применение в пищевой промышленности и производстве бытовой химии.

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Infrared Physics & Technology (Q2, IF:3,4).