Problemloses Dragieren durch intelligente Wägetechnik

idealgewicht

06.11.2007 Wägetechnik spielt bei der Produktion von pharmazeutischen Produkten und in der Nahrungsmittelindustrie immer eine wichtige Rolle. Welchen Beitrag sie an der Qualitätssicherung hat, hängt von den eingesetzten Verfahren ab. In jedem Fall stellt sie Messdaten zur Verfügung, deren Genauigkeit unterschiedlich präzise vorgegeben ist. Die eingesetzte Hardware – wie zum Beispiel Wägemodule und intelligente Terminals – muss dabei die strengen Anforderungen in punkto Hygiene, Validierbarkeit, und Datenhaltung der behördlichen Vorschriften erfüllen.

Tabletten, Dragees oder Süßwaren mit ihrer festen, häufig farbigen Hülle kennt jeder. Diese äußere Schicht wird im Coating-Verfahren erzeugt, wobei die Partikel mit Flüssigkeiten überzogen werden. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel zusätzliche Wirkstoffe und Farben anlagern oder staubfreie Produkte erzeugen.

Die thermischen und strömungsmechanischen Bedingungen in den Apparaten beeinflussen den Kontakt zwischen Flüssigkeiten und Feststoffen. Durch Aufsprühen einer Flüssigkeit können Teilchen mit einer festen Hülle versehen werden. Über Sprühdüsen wird die Flüssigkeit aufgesprüht, die sich auf der Oberfläche verteilt und verfestigt. Die in der Flüssigkeit enthaltenen Lösemittel verdampfen, die enthaltenen Feststoffe bleiben auf der Teilchenoberfläche und bilden dort eine feste Schicht. Solche Prozesse werden häufig in Wirbelschichtapparaten oder in Trommelcoatern durchgeführt.
Die Tabletten werden manuell in einen Coater gefüllt. Ihm vorgelagert ist ein Behälter mit der aufzutragenden Flüssigkeit. Dieser ist auf drei hochauflösenden Wiegezellen spannungsfrei montiert.

Kennzeichen: Genauigkeit und reibungslose Kommunikation

Für diese Anwendung hat sich der Kunde für eine Drei-Bereichs-Multi-Intervallwaage entschieden. So kann die Dosiergenauigkeit bei Bedarf unterschiedlich exakt ermittelt werden. Sie erlaubt bei Dosiermengen, die kleiner als 30 kg sind, die Dosiergenauigkeit bis auf 10g. Bei Mengen bis maximal 150 kg ermittelt sie eine Genauigkeit bis zu 50g.

Vom Hersteller der Wägetechnik wurden die analogen Wägezellen an ein Wägeterminal des Typs IND560 angeschlossen. Dies ist über Profibus mit dem vorhandenen Prozessleitsystem vernetzt. Über diese Schnittstelle erfolgt die Vorgabe von Solldaten und die Rückmeldung von Ist-Werten. Wenn es nötig ist, kann darüber die komplette Fernsteuerung des IND560-Wägeterminals erfolgen. Werden zukünftig neue Netzwerke eingesetzt, kann das Terminal mit Optionskarten einfach erweitert werden.
Beim Start des Coating-Vorgangs wird die Waage tariert und das von einer SPS gesteuerte Dosierventil geöffnet. Die verbrauchten Mengen gehen als Gewichtswert direkt in diese Steuerung. Ist die vorgegebene Sollmenge erreicht, schließt die SPS das Ventil. Das heißt, dass die definierte Menge Flüssigkeit in den Coater eingesprüht ist und der Schutzfilm auf den Tabletten aufgetragen ist.
Dieser Prozess kann mehrere Stunden andauern. Während dieser Zeit sorgt die im Terminal integrierte TraxDSP-Filterung für optimale Gewichtsstabilität. Diese computergesteuerte Filterung arbeitet intern mit 366Hz und filtert sowohl zyklische Vibrationen wie auch einmalige Störgrößen, wie zum Beispiel Erschütterungen des Bodens, weg.

Einfach zu justieren und zu kalibrieren

In nur drei Minuten kann die Waage dank des elektronischen Calfree-Verfahrens justiert werden. Dazu werden die technischen Daten der Wägemodule am IND 560 eingegeben und die Vorlast ermittelt; damit ist die Justierung beendet. Zertifizierte Gewichte müssen erst kurz vor dem Produktionsstart aufgelegt werden, um die behördlichen Anforderungen zu erfüllen.

Der Anlagenbetreiber kann über den Konfigurations-Mode des Terminals das Kalibrierungsintervall und einen -test definieren. Damit legt er fest, nach wie vielen Tagen eine Kalibrierung der Waage durchführt werden muss und stellt damit die gleich bleibende Genauigkeit des Messgeräts sicher. Der jeweilige Bediener muss dazu die konfigurierten Schritte des Kalibrierungstests durchführen und die zertifizierten Gewichte auflegen. Die Resultate des Kalibrierungstest werden protokolliert.
Das IND 560 kann als Schalttafel, Tisch- oder Wandgerät montiert werden. Das große Display bringt je nach Konfiguration des Geräts Gewichtswerte, Produktinformationen oder grafische Einwaagehilfen zur Anzeige. Schon von weitem sind die 21 mm hohen, sehr kontrastreichen und hellen Zeichen gut lesbar. Die programmierbaren Bedientasten stellen jederzeit genau die Funktion dar, die gerade gebraucht wird.
Mit seinem Edelstahlgehäuse erfüllt das Wägeterminal die Schutzart IP69K und hält somit den Umgebungsbelastungen der Pharmaproduktion stand. Es ist auch für den Einsatz in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie bestens geeignet. Die Edelstahlkonstruktion und das polierte, sanitäre Finish ist beständig gegen aggressive Reinigungsmittel und die Hochdruckreinigung bei hohen Temperaturen, wie es die EHEDG- und NSF-Richtlinien vorschreiben.

Das IND560 wurde speziell für Industriezweige entwickelt, die behördlichen Vorschriften unterliegen. Zertifizierungen von mehreren globalen Behörden liegen vor. Die Zulassungen stellen sicher, dass die Leistung des Produktes in Bezug auf Umwelt, Störfestigkeit, Sicherheit und Messtechnik die anspruchsvollen Anforderungen unabhängig vom Standort erfüllen.

Heftausgabe: November 2007

Über den Autor

Carsten Rotzsch , Projektingenieur im Engineering-Team ASC, Mettler Toledo
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