Sechsachsroboter TX60

Der Milch-Abholer

Robotergestützte Automation im Milchprüflabor
Nach dem Scannen setzt der Stäubli TX60 die Mikrotiterplatten präzise an exakt definierter Position auf einer Transfereinheit ab. Das erfolgt schnell, schonend und ruhig. (Foto : Stäubli)
Milch gehört zu den besonders streng kontrollierten Lebensmitteln. Für die Umsetzung der Milch-Güterverordnung sorgt unter anderem der Milchprüfring Bayern. In Wolnzach unterhält er das wohl größte und modernste Labor weltweit und setzt auf Automation – mit einem Stäubli-Roboter.

Der Milchprüfring Bayern (MPR) prüft die Qualität der Milch von rund 40.000 Erzeugern. Milchproben von knapp einer Million Kühen durchlaufen die Hightech-Labors in Wolnzach. Fett- und Eiweißgehalt, bakteriologische Beschaffenheit, Gefrierpunkt, Gehalt an somatischen Zellen und Hemmstofffreiheit heißen die ständig zu überwachenden Prüfkriterien. Um möglichst schnell, sicher, zuverlässig und kosteneffizient arbeiten zu können, setzt der MPR auf modernste Labortechnik und hat sich zur Investition in zwei Anlagen für die Hemmstoffanalyse entschlossen. Die robotergestützten Systeme von Hamilton Robotics setzen Maßstäbe in diesem Bereich und ermöglichen die Analyse von rund 10.000 Proben innerhalb von sechs Stunden. Bei der Hemmstoffanalyse werden die Milchproben auf Arzneimittelrückstände wie Penicilline und Sulfonamide untersucht. Die Anlagen von Hamilton übernehmen die Verteilung von Milchproben aus Probenflaschen in Mikrotiterplatten (MTP), die Inkubation der MTP sowie die optische Hemmstoffanalyse. Die komplett eingehausten Anlagen bestehen im Wesentlichen aus einem Hamilton Microlab Starplus Pipettierroboter, einem Reservoir für Mikrotiterplatten, einem Inkubatorschrank, einer optischen Detektionseinheit und einem Stäubli-Sechsachsroboter TX60, der die Verteilung der Mikrotiterplatten zwischen den Stationen übernimmt.

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Roboter bringt die Platten zum Bebrüten...

Die Probenflaschen mit den Milchproben kommen in Rundkassetten an der Anlage an. Eine Rundkassette enthält maximal 72 Probenflaschen. Im ersten Schritt werden die Probenflaschen automatisch vereinzelt. Ein Scanner erfasst den Barcode jeder einzelnen Flasche und liest die Informationen ein. Danach gelangen die Flaschen über ein Zuführsystem zur Pipettierstation. Während hier die Bereitstellung der Probenflaschen für die anschließende Pipettierung in vollem Gange ist, übernimmt auf der anderen Seite der Anlage ein präzise arbeitender Roboter von Stäubli eine weitere wichtige Aufgabe: Der Sechsachser entnimmt aus einem Magazin die Mikrotiterplatten, fährt damit zu einer Scannerstation, die den Barcode der MTP einliest. Durch das Scannen der Barcodes der Probenflaschen und der Mikrotiterplatten kann die Verteilung der Proben zu jedem Zeitpunkt lückenlos verfolgt werden. Somit ist das spätere Analyseergebnis jeder Probe eindeutig dem jeweiligen Milcherzeuger zuzuordnen.

Nach dem Scannen setzt der TX60 die Platten präzise an exakt definierter Position auf einer Transfereinheit ab, die jeweils zwei MTP in ihre genaue Position auf dem Deck des Pipettierroboters Microlab Starplus bringt. Die Maschine hat 16 individuell spreizbare Kanäle und verbringt kleinste Mengen Milch aus den Probeflaschen in die Wells der MTP. Nach jedem Befüllvorgang kommen die Nadelsätze des Pipettierroboters automatisch in eine Reinigungsstation und werden gegen einen frischen Satz ausgetauscht. Der Stäubli TX60 holt die befüllten MTP an definierter Position wieder ab und übergibt sie an die Übergabestation des Inkubatorschrankes, wo die Proben etwa 2,5 Stunden bebrütet werden. Beim Einsatz in der Hemmstoffanalyse zählen besonders die Kriterien Präzision und Bahnverhalten des Roboters. Für eine fehlerfreie Pipettierung müssen die Mikrotiterplatten sehr exakt positioniert werden. Außerdem muss der Roboter die MTP schnell, schonend und ruhig transportieren. Der TX60 leistet das.

…und holt sie vom Inkubator wieder ab

Das Detektieren eventueller Hemmstoffe folgt einem ebenso einfachen wie effizienten Verfahren. Jedes der 96 Wells einer MTP enthält einen definierten Nährboden mit einem speziellen Keim und den Farbstoff Brillant-Schwarz. Nach dem Bebrüten zeigt sich optisch in den Wells, in welchen Milchproben Hemmstoffe vorhanden sind. In den Wells mit hemmstoffhaltiger Milch kann der Farbstoff von den im Nährboden enthaltenen Bakterien nicht umgesetzt werden, deshalb bleibt das Well blau. Sind in einer Milchprobe keine Hemmstoffe vorhanden, kann der Farbstoff umgewandelt werden, und es erscheint eine intensive gelbe Farbe.

Nach rund 2,5 Stunden holt der Roboter die bebrüteten Proben am Inkubatorschrank wieder ab. Nach einem kurzen Zwischenstopp, bei dem kondensierte Flüssigkeit entfernt wird, steuert der TX60 eine Bildverarbeitungsstation an. Das Visionsystem macht eine Aufnahme von allen Wells auf der MTP und leitet die Daten direkt an den Rechner weiter. Die optische Detektion mit automatischer Auswertung der Farbsättigungswerte führt zu einem zuverlässigen Ergebnis und hat mehrere Vorteile: Zum Einen ist das Ergebnis der Probe durch die hinterlegte Aufnahme dokumentiert, zum Anderen signalisiert das System dem Bediener bereits über den Monitor, welche Probe ein positives Ergebnis geliefert hat. pb

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