Matrizenscheiben-Segmente – ein Wort, das bis dahin im Sprachschatz der Pharmazeuten nicht vorkam. Entsprechend groß war das Interesse damals. Nicht zuletzt geweckt durch die vielen neuen Nutzen und Leistungssteigerungen, mit denen der Hersteller sie vorstellte. Bescheidene, aber gleichzeitig rechnerisch nachweisbare 25% Steigerung der Ausbringung waren die Basis, bei genauerem Hinsehen dann aber bei bestimmten Produkten bis zu 53% und sogar bis 80%. Dazu eine Verringerung der Einzelteile auf der Matrizenscheibe von beispielsweise 72 auf real neun, eine Reduzierung der Handgriffe von 72 auf neun. Daraus resultierte eine Zeitersparnis bei der Umrüstung von bis zu 88%, da Demontage und Montage zu berücksichtigen waren.
Weniger Reinigungsaufwand,geringerer Produktverlust
Weitere Vorteile: weniger Teile, geringerer und erheblich vereinfachter Reinigungsaufwand, da es beispielsweise keine schwierig zu reinigenden Gewindebohrungen mehr gibt und eine Reinigung in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden kann. Keine Spalten zwischen Matrizenscheiben und Matrizen, glatte Oberflächen, dadurch gravierend verringerter Produktverlust bis zu 50% in Abhängigkeit von den Produkteigenschaften.
Bei Formattabletten entfällt die zeitraubende Einzeljustierung der Matrizen, ebenso die Prüfung auf fehlerfreien Lauf. Die Matrizenscheiben-Segmente weisen ein identisches Füllverhalten auf. Anwender können bestehende Batch-Daten übernehmen; die Ausbringungszahl kann oben korrigiert werden. In der Produktion machen sich positive Eigenschaften, wie reduzierte Ausstoßkraft durch geringere Wandungsreibung, bemerkbar; damit sind auch niedrigere Presskräfte nötig. Längere Lebensdauer der Segmente auf Grund geringerer Beanspruchung und härterer Werkstoffe kommen hinzu. Damit wären wir bei der Logistik und die vereinfacht sich selbstverständlich auch. Aus der geringeren Anzahl der Teile resultieren vereinfachte Lagerhaltung, verringerter Pflegeaufwand, vereinfachtes Bestell- und Prüfwesen, minimierter Raumbedarf. Alle vier Formate können mit nur zwei Segmentrotor-Varianten, nur durch Wechsel der Segmente, eine maximale Ausbringung erzielen.
Die Rotoren sind nur geringfügig verändert, an der übrigen Pressenmechanik ändert sich gar nichts. Ein Umrüstsatz besteht aus einem Rotor und einem Satz Matrizenscheiben-Segmente mit Spannkeilen der gewünschten Tablettenform sowie einer Konfigurations-Diskette für die notwendigen Änderungen in der Pressen-Software. Dieser Leistungsumfang gilt nicht nur für alle Pressen der aktuellen, sondern auch für die der vorherigen Generation.
Die Umrüstung amortisiert sich in der Regel sehr schnell. Beispielhafte Rechnungen, die dazu noch auf relativ niedrigen Gewinnmargen basieren, weisen schon nach einem Jahr Einsatzzeit unter realistischen Bedingungen einen Return on Invest aus. Der Hersteller hat zwischenzeitlich eine Software entwickelt, mit der jeder potenzielle Interessent auf der Basis seiner eigenen, ganz individuellen Daten berechnen kann, wann der Break Even eintritt.
Ergebnisse wurden im Praxistestbestätigt
Von Bayer Bitterfeld berichten Ralf Rosenthal und Rainer Dahlmann, Abteilung SME Verpackung, über Ihre Erfahrungen mit den Segmentrotoren in der täglichen Praxis. Aufmerksam geworden auf dem Pharma Forum 2004 im Haus Fette haben sie seit Mai 2005 zwei Segmentrotoren im Einsatz. Höhere Stempelzahl, vereinfachte Montage, kurze Reinigungszeiten – diese Features hatten sie veranlasst, die Rotoren in den Praxistest zu nehmen. Zur Kaufentscheidung führten schließlich die höhere Leistung und die leichtere Reinigung, aber auch die Produktverlustminimierung, obwohl die bisher nur visuell beurteilt wurde und nicht genau beziffert werden kann. Bisher wurden die Segmentrotoren zur Produktion von rund 130 Mio. Tabletten eingesetzt, die in etwa 210 Batches hergestellt wurden. Die eingesparte Rüstzeit wird, sofern auftragsbedingt möglich, für weitere Produktionen genutzt.
Im ersten Einsatzfall sind die Daten wie folgt: Rotor 75 EU 19, Segmente mit Matrizenbohrungen von 12mm Durchmesser, Produkt Tabletten mit 500mg Gewicht , fünf Segmente. Produziert wird auf einer Presse PT 3090. In der Fill-O-Matic werden die gleichen Füllräder und Zuteilräder verwendet, wobei das Zuteilrad im Gegenlauf läuft. Die Änderungen an der Presse reduzieren sich also auf den Rotor.
Die Ausbringung konnte in diesem Fall ganz konkret bei einigen Produkten von 180000 bis 330000 auf 220000 bis 330000 Tabletten/h gesteigert werden; dies entspricht rund 17%. Weil eine nachgeschaltete Verpackungsmaschine in der Leistung jedoch begrenzt ist, war eine höhere Ausbringung nicht möglich. Das ist auch der wichtigste Grund dafür, warum die Steigerung der Stationszahl beim Rotor von 73 auf 75 Stationen bzw. 61 auf 75 Stationen nicht genutzt werden kann, obwohl die Segmente dafür problemlos geeignet wären.
Die Umrüstzeit hat sich gravierend verringert: Sie beträgt bei Segmenten nur noch 1,5h anstatt der 3 bis 4h bei Matrizen – eine Verkürzung um rund 67%. Die Reinigungszeit verringerte sich von 2 auf 1h. Presskräfte für Vor- und Hauptdruck wurden beibehalten, ebenso war die Ausstoßkraft identisch.
Zweiter Einsatzfall: Segmentrotor 55 EU 28-411, Tabletten mit 25,4mm Durchmesser, Produkt Brause-Tabletten mit einem Gewicht von 320mg, fünf Segmente, Produktion auf einer PT 3090.
Mit einer Steigerung der Stationszahl von 49 auf 55 Stationen wurde die Ausbringung von 180000 auf 220000 Tabletten/h entsprechend etwa 22% erhöht. Bei den Rüst- und Reinigungszeiten werden die gleichen Zeiteinsparungen wie im ersten Fall erreicht. Ebenso blieben die Presskräfte identisch.
Ralf Rosenthal und Rainer Dahlmann sehen in der Segmenttechnologie aktuell noch eine Ergänzung zum herkömmlichen Matrizeneinsatz, empfehlen die Segmentrotoren aber grundsätzlich weiter und werden die zukünftig zusätzliche Produktion komplett mit Segmentrotoren herstellen.
Von Merck berichtet Manfred Horschler, Koordinator Technische Prozesse, über seine täglichen Praxiserfahrungen mit den Segmentrotoren. Leichtere Montage, deutliche Zeiteinsparung, einfacheres Handling ohne spezielle Schulung für den Bediener waren für Merck entscheidend, der Nachfrage seitens des Pressenherstellers zu einem Produktionstest zuzustimmen. Im Test überzeugten der einfache Einbau ohne Spezialwerkzeug, die sehr glatten Segmente und der ruhigere Pressenlauf, wichtig auch der Tausch der Segmente untereinander. Der mögliche Nachschliff der Segmente nach leichter Oberflächenbeschädigung war ein weiterer Vorteil, der bis dato aber noch nicht praktiziert wurde.
Weniger Verschleißerscheinungen durch härtere Werkstoffe
Im konkreten Einsatzfall wurden auf einer PT 3090 Segmente mit drei zusätzlichen Stationen bei leicht erhöhter Rotorgeschwindigkeit eingesetzt. Die Ausbringung wurde um 40% gesteigert, der Produktverlust um bis zu 2% verringert. Schon jetzt sieht Horschler eine wesentlich längere Standzeit, denn bisher wurden schon 1Mrd. Tabletten produziert und noch keine Verschleißerscheinungen festgestellt. Entscheidende Vorteile wurden bei der Reinigung erkannt; vor allem wegen der entfallenden Matrizen- und Matrizenschraubenbohrungen ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung und größere Sicherheit durch leichtere Montage. Insgesamt ist der Einbau der Formatwerkzeuge wesentlich leichter und auch bei Stempelbruch ohne Neujustage durchzuführen.
Bei der Presse wird die Reduktion der Rüstzeit mit 1h veranschlagt, die eingesparte Zeit wird für die zusätzliche Produktion genutzt. Die Reduzierung der Rotorenvielfalt spielte insofern bei der Einsatzentscheidung eine Rolle, als dass mit dem gleichen Rotor ein breiteres Form- und Größenspektrum von Produkten durch einfachen Segmentwechsel gefahren werden kann. Die Wahl des Füllrads wird immer produktabhängig gesehen, ebenso die Laufrichtung, aber nie vom Segment abhängig.
Bei Merck laufen die Segmentrotoren in einem Projekt. In diesem Rahmen ist man auch an der neuartigen Wirtschaftlichkeits-Berechnungs-Software interessiert, die in Kürze zur Verfügung stehen wird. Die Segmenttechnologie wird nach Meinung des Hauses die Matrizen nicht ganz verdrängen, zum Beispiel bei schwierigen Formen wie Herzen. Aber die Möglichkeit, bei extrem großen Chargen schnellere Wechsel durchführen zu können, macht sich bezahlt.
Manfred Horschler bestätigt, dass er die Matrizenscheiben-Technologie weiterempfehlen würde und gibt ein paar Anregungen an andere Anwender: Die Segmente sollten in ihrer Position turnusmäßig gewechselt werden, so dass der Verschleiß gleichmäßig auftritt.
Matrizenscheiben-Segmente steigern die Ausbringung. Gleichzeitig wird die Anzahl der Einzelteile reduziert
Weitere Vorteilesind der wesentlich geringere Reinigungsaufwand sowie eine deutlich vereinfachte Logistik
