Individuelles Kühlsystem für die Arzneimittelverpackung bei Bayer Schering Pharma

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17.11.2010 Bei der Tablettenverpackung in Blister muss die Kunststofffolie im richtigen Moment die richtige Temperatur besitzen – keine leichte Aufgabe bei einem Ausstoß von bis zu 1300 Blistern/min. Eine Kombination aus Proportionalventil sowie Temperatursensor und -regler meistert sie über die Regelung des Kühlwasserdurchflusses. Bei Bedarf können Maschinenentwickler auf dieser Basis 13 parallel arbeitende Temperaturregelkreise realisieren.

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Entscheider-Facts Für Anwender


  • Die Temperaturregelung spielt eine entscheidende Rolle, um die Blistergröße und das Schrumpfverhalten zu beein-flussen und das Siegeln mit der Deckfolie prozesssicher zu gewährleisten.
  • Ein individuelles System zur Regelung der Temperatur entspricht nicht nur den allgemeinen Kriterien an die Blisterverpackung, sondern erfüllt auch die spezifischen Anforderungen des Anwenders wie zum Beispiel die Verpackungsgeschwindigkeit.
  • Bei beiden Kühlprozessen des Folienbandes kommt eine Regeleinheit des Kühlwasserdurchflusses zum Einsatz.
  • Erst die Neuentwicklung von Magnet-Proportionalventilen ermöglichte die Realisierung von bis zu 13 parallel arbeitenden Temperaturregelkreisen.

Blisterpackungen haben die Kunststoffflaschen als meistverkaufte Gruppe von Arzneimittelverpackungen weltweit abgelöst. Vorteile wie Akzeptanz der Medikation bei den Patienten, höhere Flexibilität in der Logistik, Sterilität durch Einzelverpackung, Kindersicherheit und Marketingattraktivität werden ihre Verbreitung als Verpackung für pharmazeutische Produkte wohl noch erweitern. Die Herstellung von Blisterpackungen stellt jedoch für Unternehmen, die Arzneimittel verpacken, einen kritischen Prozess dar, denn die Packungen, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, haben einen relativ komplexen Aufbau. Darüber hinaus ist eine konstante und wiederholbare Blistergröße erforderlich.

Die Temperaturregelung spielt eine entscheidende Rolle, um die Blistergröße und das Schrumpfverhalten zu beeinflussen und das Siegeln mit der Deckfolie prozesssicher zu gewährleisten. In einer gemeinsamen Anstrengung mit einem deutschen Hersteller für Arzneimittelverpackungsanlagen wurde ein individuelles System zur Regelung der Temperatur entwickelt. Dieses System entspricht nicht nur den allgemeinen Kriterien an die Blisterverpackung, sondern erfüllt auch die spezifischen Anforderungen des Anwenders wie zum Beispiel die Verpackungsgeschwindigkeit.

Blistererzeugung mitHöchstgeschwindigkeit

Während der Herstellung von Blisterverpackungen wird in einem kontinuierlichen Prozess eine spezielle Kunststofffolie auf maximal 240°C erwärmt. Danach werden die sogenannten Blisterhöfe in die erwärmte Folie geformt – dies übernimmt ein auf das Produkt angepasstes Formwerkzeug. Das Folienband wird anschließend abgekühlt und die Tabletten darin eingelegt. Danach wird das befüllte Folienband mit der Deckfolie heißversiegelt und erneut abgekühlt.

Bei beiden Kühlprozessen des Folienbandes kommt eine Regeleinheit des Kühlwasserdurchflusses zum Einsatz. Das Erfüllen der Kriterien der konstanten Blistergröße und der Planheit der Verpackung hilft dabei, die Tabletten exakt in die geformten Höfe einzulegen und sorgt dafür, dass die Tablettenblister automatisch weiterverarbeitet und verpackt werden können. Dies erfordert ein präzises Einstellen und Überwachen der Temperatur und das bei äußerst hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten von bis zu 1300Blistern/min bei geringen zulässigen Temperaturschwankungen.
Der Verpackungsmaschinen-Hersteller, unter anderem tätig für Bayer Schering Pharma, hat sich mit diesen anspruchsvollen Anforderungen an einen Armaturenhersteller gewandt. Ein Projektteam wurde zusammengestellt, um auf der Grundlage der Spezifikationen innerhalb von nur drei Monaten ein komplettes System zu entwickeln.
Diesen kurzen Entwicklungszeitrahmen konnte das Projektteam unter anderem auch deshalb einhalten, weil es für das System auf viele Standardkomponenten aus dem Produktportfolio des Herstellers, wie zum Beispiel Proportionalventil, Temperatursensor und Temperaturregler, zurückgreifen konnte. Der Temperaturregler wurde auf der Grundlage eines Standardproduktes als kundenspezifische, individuelle Lösung entwickelt. Die erste Maschine, die mit diesem einzigartigen System bestückt wurde, ist seit 2006 bei Bayer Schering Pharma in Betrieb.

Ventil- und Regeltechnik ideal für Kühlsysteme

Erst die Neuentwicklung von Magnet-Proportionalventilen ermöglichte die Realisierung von bis zu 13 parallel arbeitenden Temperaturregelkreisen. Die Spezialität des Proportionalventils liegt in der reibungsfreien Lagerung des Magnetkerns durch speziell ausgelegte Formfedern. Bei diesem Ventil können also keine Stick-slip-Effekte auftreten. Dies spiegelt sich in Funktionsdaten wie zum Beispiel einer sehr guten Ansprechempfindlichkeit (0,1% vom Endwert), einer kleinen Umkehrspanne sowie einer sehr guten Regelgüte wider. Gegenüber bisherigen Proportionalventilen wurde die Messspanne von 1:25 auf 1:100 verbessert. Erst mit diesen Eigenschaften wird es möglich, kleinste Temperaturschwankungen durch sehr präzise Ventilhubkorrekturen auszuregeln.

Kundenspezifische Aufgabenstellungen erfordern neben dem grundsätzlichen Verständnis der Problemstellung ein breites Produktportfolio. Hierzu gehören die drei wesentlichen Glieder zur Realisierung eines Regelkreises: Stellsystem, Sensor und Regler. Eine der wichtigsten Rollen in dieser Kette spielt der Regler. Dieser muss in der Lage sein, unterschiedliche Sensorsignale wie Temperatur, Druck, Durchfluss oder Analyse (pH, Leitfähigkeit) verarbeiten zu können. Darüber hinaus muss er die Möglichkeit besitzen, unterschiedliche Stellsysteme – pneumatisch oder elektrisch – ansteuern zu können.
Über all diese Eigenschaften verfügt der neu entwickelte Universalregler Econtrol, der insbesondere für Kühlsystemanwendungen aller Art entwickelt wurde. Wesentliche Features des Universalreglers sind

Temperaturreglung;
Druckregelung;
Durchflussregelung;
Ansteuern von Auf/Zu-Magnetventilen, Magnet-Proportionalventilen, Prozess-Regelventilen und elektromotorischen Regelventilen;
Erfassen der üblichen Sensorsignale (Normsignal 4…20mA, Frequenz, PT100).

Alle Komponenten eines Regelsystems sind langjährig erprobt, hinsichtlich ihrer Funktionalität aufeinander abgestimmt und werden voreingestellt und anschlussfertig geliefert, sodass auch die Inbetriebnahme und Montage reibungslos verläuft.

 

Heftausgabe: November 2010
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Dr. Egon Huefner , Segment Manager Cooling Bürkert Fluid Control Systems

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Dr. Egon Huefner , Segment Manager Cooling Bürkert Fluid Control Systems
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