Monoblockmaschine oder integrierte Einzelkomponenten?

Jede Tablette zählt

08.05.2006 Beim Verpacken von Tabletten in Flaschen stellt sich die Frage, ob eine Verpackungslinie aus Einzelmaschinen oder ein Monoblockkonzept die besseren Ergebnisse bringt. Ein Systemvergleich soll diese und die weiteren Fragen beantworten: Welche Vor- und Nachteile sind in Hinblick auf die Installation, den Verpackungsprozess sowie die Produktsicherheit bzw. -qualität jeweils zu erwarten?

Nahrungsergänzungsmittel und Vitaminpräparate, die häufig in Flaschen abgefüllt werden, boomen in Europa. Der amerikanische Trend, diese Verpackungsform darüber hinaus für zahlreiche Medikamente wie zum Beispiel Kopfschmerztabletten zu nutzen, hält auch bei uns Einzug. Die im Vergleich zu Blisterpackungen deutlich höhere Kindersicherheit der Drehverschlüsse lässt eine weiter steigende Nachfrage nach Tabletten-Verpackungslinien in Flaschen erwarten.

Bei der Konstruktion der Linocount-Tablettenzählmaschine konnte der Hersteller von den Erfahrungen beim Handhaben von Flaschen aus dem Flüssigbereich profitieren. Doch stellt sich zunächst die Frage: Warum überhaupt diese Konstruktion?

Kann scheinbarer Nachteil zumVorteil werden?

Viele Funktionen in nur einer Maschine – dieses augenfällige Merkmal wirkt sich auf den Produktionsprozess erheblich aus. Nicht verschwiegen werden soll der in der Regel höhere Anschaffungspreis einer Monoblockmaschine. Deshalb wird zu klären sein, ob das Monoblocksystem diesen Nachteil im betrieblichen Ablauf in einen Produktivitätsvorteil umkehren kann. Sind zudem qualitative Verbesserungen zu erwarten?

Gleich bei der Installation einer Monoblock-Anlage kommen die kleinen, sehr kompakten Abmessungen der Monoblock-Konzeption zum Tragen. Raum, insbesondere in der Pharmaproduktion, ist teuer und daher meist knapp. Je nach Produkt wird zwingend in Reinräumen mit Schleusen für Produkt, Packmittel und Personal produziert. Zusammen mit der Lüftung ergibt dies einen hohen Aufwand. Bei identischen Funktionen nutzt man mit der Monoblockmaschine denvorhandenen Raum wesentlich effektiver. Mehr Maschinen können auf vorhandener Fläche untergebracht werden, Neubaumaßnahmen fallen kleiner aus oder werden erst später bzw. gar nicht fällig. Die geringeren Raumkosten des Monoblockkonzepts schlägt sich letzten Endes auch in der Produktkalkulation nieder. Das Kostenverhältnis aus Anschaffungspreis gegenüber Installationskosten kann bereits an dieser Stelle in der Gesamtbetrachtung für die Monoblockmaschine sprechen.
Eine Verpackungslinie für Tabletten vereint in maximaler Ausbaustufe bis zu zehn Funktionen. Die Linie kann somit zunächst aus bis zu zehn eigenständigen Maschinen mit zehn individuellen Steuerungen bestehen:

  • Flaschenspeicher,
  • Flaschensortierung-/aufstellung,
  • Flaschenreinigung (Ausblasen),
  • Trocknungsmittel einsetzen,
  • Tabletten in Flaschen zählen,
  • Watte einsetzen,
  • Verschluss sortieren,
  • Verschluss aufbringen,
  • Siegeln (induktiv) und
  • Verschließmoment einstellen.

Alle Komponenten aufeinanderabgestimmt

Der Linienaufbau erweist sich häufig als eine komplexe und umfangreiche Aufgabe. Komponenten sind nicht aufeinander abgestimmt, und die Softwarekompatibilität bzw. -kommunikation untereinander, die heutzutage oft gefordert wird, muss erst hergestellt werden. Diese große „Unbekannte“ bedingt ein erhebliches Risiko bei der Projektumsetzung, das zu Projektbeginn meist unterschätzt wird. Die Monoblock-Konstruktion kennt diese Problematik nicht, da die Systemkomponenten bereits während der Maschinenentwicklung steuerungstechnisch aufeinander abgestimmt werden. Eine Linocountmaschine ist in der Lage, verschiedenste Prozesse in einer Maschine und somit mit einer Steuerung zu realisieren. Bei der Verpackungslinie hingegen ergibt sich weiteres Potenzial für die Störanfälligkeit durch die zahlreichen mechanischen Maschinenübergänge zwischen den Funktionen, die ebenfalls nachträglich eingerichtet werden müssen. Im Monoblock-Modell entfallen diese zum Großteil, da viele Arbeitsschritte innerhalb einer einzigen Maschine vorgenommen werden. So erreicht die Monoblockmaschine eine wesentlich höhere Betriebssicherheit. Ergebnisse sind ein deutlich höherer Wirkungsgrad sowie durch den geschlossenen Aufbau und zuverlässige Kontrollen eine höhere Produktqualität.

Sicherheit in der Produktion von Pharmazeutika, aber auch die Qualitätssicherung in der Verpackung verlangen zuverlässige Kontrollen. Die Risiken bei der Verpackung der Präparate so weit wie möglich zu minimieren, kann nur durch einen übersichtlichen und geschlossenen Prozessaufbau erzielt werden. Die Linocount-Maschine bietet hierfür ein integriertes Konzept mit einer Vielzahl an Kontrolleinrichtungen, die nach Bedarf einbezogen werden können. Beispiele hierfür sind die Kontrollen, ob das Einwerfen einer Trocknungskapsel tatsächlich stattgefunden hat, gefolgt von der optischen Prüfung der Tabletten per Infrarot-Sensor noch vor dem Befüllen bzw. Zählen. Zur Kontrolle der Zählfunktion wird anschließend das Nettogewicht der Füllmenge ermittelt. Da in diesem Bereich häufig Glasflaschen mit hoher Gewichtstoleranz eingesetzt werden, ist das Ermitteln des Taragewichts, das vom Bruttogewicht in Abzug gebracht wird, unabdingbar. Auch das induktiv aufgebrachte Siegel wird auf Anwesenheit, der Verschluss auf Schrägsitz sowie das Drehmoment auf Erreichen des Sollwertes kontrolliert – innerhalb nur einer Maschine. Ein weiterer Vorteil der linearen Monoblockmaschine ist der durchgängige Schutz vor unkontrolliertem Zugriff. Unter Sicherheitsaspekten gilt der Mensch in der Pharmaproduktion als Risikofaktor. Definierte individuelle Zugriffsrechte schützen vor Missbrauch und machen den Betriebsablauf dokumentierbar. Empfindliche Produkte werden optimal geschützt. Der geschlossene Aufbau sorgt dafür, dass Fremdpartikel nicht eindringen können, und beispielsweise feuchte, empfindliche Produkte können in einem definierten Durchlaufzeitraum kontrolliert verarbeitet werden. So verlassen ausschließlich korrekt verschlossene Flaschen den Bereich. Produkte wie etwa Hormone, die für das Bedienpersonal ein Risiko darstellen, können zudem durch den Einsatz von Isolatortechnik abgeschlossen verarbeitet werden.

Qualitative Vorteile bei höhererProduktivität

Unter Kostengesichtspunkten betrachtet, scheint die Monoblock-Lösung zunächst teurer zu sein als vergleichbare Verpackungslinien aus Einzelmaschinen. Doch bereits bei Betrachtung der wesentlich geringeren Raumkosten der kompakten Monoblockmaschine kann sich das Verhältnis umkehren. Werden nun noch die höhere Betriebssicherheit, die höhere Maschinenverfügbarkeit und der geringere Produktverlust hinzu addiert, lassen sich insgesamt erhebliche Produktivitätsvorteile auf Seiten der von Beginn an funktionsintegrierten Monoblockmaschine feststellen.

Qualitative Vorteile ergeben sich auch aus den umfangreichen Kontrollfunktionen für den Abfüll- und Verpackungsprozess, die in der Monoblockmaschine nach Bedarf eingesetzt werden können. Das im linearen Aufbau verwendete Rechentransportsystem ist Grundlage der 100-%-Inprozesskontrolle.

Um unterschiedliche Kundenanforderungen abdecken zu können, steht die Linocount-Maschine in drei Leistungsklassen mit einer Ausbringung von maximal 60, 120 oder 180 Flaschen/min an. Bei Linien aus Einzelkomponenten bestimmt das schwächste Glied der Kette den Produktausstoß, so dass hier kein grundlegender Vergleich vorgenommen werden kann. Beim Einstiegsmodell Flexocount wird auf die Inprozesskontrolle verzichtet; es ist mit Schaltstern als Transportsystem ausgerüstet.

Bei identischen Funktionen nutzt man mit der Monoblockmaschine den vorhandenen Raum wesentlich effektiver.

Heftausgabe: Mai-Juni 2006

Über den Autor

Matthias Poslovski , Sales Director, Optima Packaging Group Kugler Division
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