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Tablettenpresse und Coater rücken näher zusammen

ROB 50 optimiert Prozesse in kontinuierlicher und batch-orientierter Produktion

24.04.2017 ROB 50 - ein Robotersystem zum Handling von Tablettenbehältern. Er schließt die verfahrenstechnische Lücke zwischen Tablettenpresse und Film-Coating. Er ist die innovative Lösung zur Optimierung der Produktionszeit beschichteter Tabletten und trägt zur Kostensenkung bei.

Bereits 2015 präsentierte L.B. Bohle eine innovative Lösung zur Automatisierung und Optimierung der Produktionsprozesse in der kontinuierlichen und batchorientierten Herstellung von pharmazeutischen Feststoffen, den ROB 50. Der ROB 50 ist ein Robotersystem zum Handling von Tablettenbehältern und schließt damit die verfahrenstechnische Lücke zwischen Tablettenpresse und Film-Coating.

Initial entwickelte L.B. Bohle den ROB 50 zum Einsatz in der kontinuierlichen Fertigungslinie (Gericke AG, Korsch  AG  und  L.B.  Bohle)  im  Technology  Center in Ennigerloh. Während des gesamten Produktionsprozesses, von  der  Rohmaterialdosierung bis hin zum Filmüberzug der hergestellten Tabletten, wird ein kontinuierlicher Materialfluss angestrebt.

Werden nun die Tablettenkerne unmittelbar nach dem Tablettiervorgang in den Coatingprozess übertragen, besteht aufgrund der Ausdehnung des Tablettenkerns nach dem Tablettiervorgang ein hohes Risiko für Riss-/Spaltenbildung im Filmüberzug. Denn das  Coating bildet eine Schale um den Kern, wobei sich der Kern über einen Zeitraum von Minuten oder sogar Stunden ausdehnt und dabei von innen gegen diese Schale drückt, siehe Abb.1.

ROB 50 Druck
Abb. 1: Wird der Filmüberzug direkt nach der Tablettierung aufgebracht, besteht ein hohes Risiko für Defekte im Lack.

Da der Filmüberzug  nur  begrenzt elastisch ist, entstehen an den schwächsten Stellen Risse. Solche Risse wären natürlich ein nicht akzeptabler Qualitätsmangel und können bei funktionellen Filmüberzügen sogar den therapeutischen Effekt des  pharmazeutischen Produkts beeinträchtigen.

Dieses Problem kann umgangen werden, indem zwischen dem  Tablettier-  und  dem Coatingprozess  eine  Entspannungszeit zur Ausdehnung der Kerne eingeplant wird, wie in Abb. 2 dargestellt. Die erforderliche Entspannungszeit ist da- bei produktabhängig und kann wenige Minuten bis Stunden betragen.

Abb 2: Filmüberzug nach dem Expandieren
Abb. 2: Durch das Einhalten der Entspannungszeit, wird der Filmüberzug erst nach dem Expandieren der Kerne aufgebracht.

Bei der Chargenproduktion sieht der Arbeitsablauf zur Freigabe der Tablettenkerne als Zwischenprodukt bereits ausreichend Zeit zur Ausdehnung der Tablettenkerne vor.

Das Konzept der kontinuierlichen Produktion zielt jedoch darauf ab, Produktbewegungen zwischen dem Produktionsbereich und dem Lager zu vermeiden, um die Durchlaufzeit zu optimieren  und im Idealfall Produktfreigabe als “Real Time Release“ zu ermöglichen.

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Abb. 3: Übersicht des ROB 50 Systems.

Diese Problemstellung war Anlass zur Entwicklung und Implementierung des ROB 50 als automatisches Handling-System für Tablettenkerne, wie Abb. 3 zeigt. Herzstück der Einheit bildet die automatische Hubsäule mit verlängertem Arm, durch den Tablettenbehälter aufgenommen und transportiert werden können.

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Abb. 4: Der ROB 50 verfügt über die zwei Freiheitsgrade Drehen und Heben

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Abb. 5: Die Tablettencontainer enthalten spezielle Befüll- und Entleerklappen.

Durch die zwei Freiheitsgrade (Drehen und Heben, siehe Abb. 4) kann das System die Aufnahmevorrichtung am Ende des Arms in einem zylindrischen Bereich um das Antriebssystem herum bewegen. Mithilfe der Aufnahmevorrichtung werden Tablettenbehälter automatisch aufgenommen (Abb. 5). Diese verfügen an der Oberseite über einen Deckel mit Einfüllstutzen sowie über eine Entleerklappe an der Unterseite. Bei der Aufnahme eines Behälters stellt der Roboter eine Verbindung zur Steuerung der Entleerklappe her.

Innerhalb des Betriebsbereichs des Systems können die folgenden drei Positionen angesteuert werden:

  1. Befüllposition
  2. Behälterlager
  3. Entleerung in den Film Coater

Die Befüllposition (1) mit zwei Behälteraufnahmen befindet sich am Auslass des Tablettenentstaubers der Tablettenpresse. Der Tablettenfluss wird  durch eine Produktweiche am Auslass des Tablettenentstaubers in einen der zwei darunter platzierten Behälter  geleitet.  Ist  der  aktuell verwendete Behälter voll, wechselt die Produktweiche den Tablettenfluss in den Behälter in der anderen Aufnahme um. Der Roboter kann nun den vollen Behälter  aufnehmen  und  durch  einen  leeren ersetzen. Behälter mit Tablettenkernen, die sich noch ausdehnen müssen, sowie leere Behälter, die wieder zur Befüllposition transportiert werden können, werden im Behälterlager (2) abgelegt.

Die erforderliche Lagergröße ist so zu wählen, dass bei vorgegebener Durchsatzrate der Tablettenpresse und des Filmcoaters die erforderliche produktspezifische Entspannungszeit erreicht wird. In der dritten Position wird die Entleerung in den Film Coater (3) vorgenommen. Um die Tablettenkerne in den Coater zu geben, wird ein voller Behälter über dem Füllstutzen des Coaters platziert und die Entleerklappe an der Unterseite des Behälters geöffnet.

Hierfür eignen sich am besten Coater, die von oben befüllt werden können, wie z. B. die KOCO Produktreihe von Bohle.

Der ROB 50 im Technology Center

Mit dem ROB 50 werden diese Transportprozesse vollständig automatisiert. Die integrierte Steuerungssoftware verfügt über ein Inventursystem für sämtliche Behälter und Behälterpositionen. Durch Schnittstellen zur Tablettenpresse und zum Tabletten- Coater plant die Steuerungseinheit die verschiede- nen Transportaufgaben und optimiert den Materialfluss nach vordefinierten Priorisierungen.

Dadurch wird  die  optimierte  Aufgabenplanung erreicht.  Zudem  wird  die  Einhaltung  der vordefinierten Ausdehnungszeiten sichergestellt,  die für die Produktqualität von entscheidender Bedeutung sind.

Dieser  Roboter  wurde  von  L.B.  Bohle  ursprünglich für den Einsatz in der kontinuierlichen Produktion entwickelt. Der ROB 50 kann aber ebenso den Produkttransfer in der Chargenproduktion automatisieren und damit die Lücke zwischen Tablettenpresse und Film Coater schließen. Hierfür bietet Bohle Produktvarianten des ROB 50 für größere Behälter an. Sind beim Film-Coating lange Verarbeitungszeiten vorgesehen, kann der ROB 50 ebenfalls zwei nebeneinander platzierte Coater abwechselnd beschicken.

Auch kundenspezifisch angepasste Varianten mit einem zusätzlichen Freiheitsgrad sowie Produktversionen für höhere Durchsatzraten oder längere Ausdehnungszeiten sind verfügbar.

Der ROB 50 von L.B. Bohle ist eine innovative Lösung zur Optimierung der Produktionszeit beschichteter Tabletten und trägt gleichzeitig zur Kostensenkung im Produkt-Handling und zur Vermeidung von Risiken im Produktionsablauf bei.

Weitere Informationen: www.lbbohle.de
Kontakt – Herr Borgers: t.borgers@lbbohle.de

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