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Verfahrenstechnik 5/2017

Verfahrenstechnik 5/2017

MESSE-SPECIAL I TITEL

MESSE-SPECIAL I TITEL Der Stempel macht die Tablette Tablettierwerkzeuge entscheiden über die Qualität des Produkts Es geschieht in wenigen Mikrosekunden und entscheidet doch über die Qualität: Bei der Tablettenproduktion findet ein zentraler Prozessmoment statt, wenn zwei Stempel ein Pulver oder Granulat zum gewünschten Produkt verpressen. Entsprechend hoch ist das Augenmerk der Hersteller auf die eingesetzten Tablettierwerkzeuge. Tablettierwerkzeuge in Tablettenpressen müssen verschiedensten Belastungen standhalten und mit hohen Standzeiten einen effizienten Produktionsprozess gewährleisten. Generell gilt: Wenn Form, Werkstoff und Beschichtung präzise aufeinander abgestimmt sind, passt das Tablettierwerkzeug auch optimal zur Maschine und zum Prozess. Autor: Jan Diwisch, Leiter Business Unit Tablettierwerkzeuge, Fette Compacting GmbH, Schwarzenbek Die Anforderungen an die Tablettierwerkzeuge beginnen bei den enormen Presskräften und gehen bis hin zu schwierigen Produkteigenschaften der verwendeten Pulver und Granulate. Einzuhaltende Industrievorgaben nehmen zusätzlich Einfluss auf den Prozess. Hersteller von Tablettierwerkzeugen stehen vor der Aufgabe, mit widerstandsfähigen Materialien, speziellen Beschichtungen und optimierten Stempelkopfformen für ein perfektes Zusammenspiel von Maschine, Stempel und Bediener zu sorgen. Die folgenden Beispiele zeigen, mit welchen Innovationen sich selbst ein standardisierter Prozess noch verbessern lässt. Höhere Standzeiten Um die Auslegung von Tablettierwerkzeugen zu vereinfachen, haben sich Stempelnormen mit einheitlichen Prozessparametern etabliert. In Europa sind dies die EU- Formate und in den USA die TSM-Formate (Tablet Specification Manual). So bietet beispielsweise Fette Compacting Stempel für verschiedene Normen an. Alternativ nutzen Produzenten seit Jahren patentierte Produkte aus der Produktgruppe FS-Technologie von Fette Compacting, die längere Standund Druckhaltezeiten sowie eine insgesamt höhere Laufruhe bewirken. Nun ist es gelungen, die bisher getrennten Formatwelten der EU-Normstempel und der FS-Technologie miteinander zu verschmelzen: Das zum Patent angemeldete Format EU19 FS überträgt die „FS-Gene“ erstmals auf Normstempel. Es ersetzt einen EU19- Stempel vollwertig, das heißt, alle Prozessparameter bleiben unverändert und alle vorhandenen Kurven können weiterverwendet werden. Durch den Wechsel steigt die Standzeit des Stempels, der Stempelkopf wird gleichmäßiger belastet und seine maximale Belastbarkeit nimmt zu. Darüber hinaus verbessert sich die Standzeit der Druckrollen sowie aller weiteren stempelberührenden Teile. Insgesamt bewirkt der EU19 FS eine verbesserte Laufruhe, die sich positiv auf den gesamten Tablettierprozess auswirkt. Spannungen reduzieren Die Ursache für diese Effekte liegt in einer besonderen Geometrie des Stempelkopfs, die sich durch zwei Innovationen vom EU19 unterscheidet: Erstens folgt der Übergang zwischen Anlaufbereich und ebener Spiegelfläche einer Polynomfunktion vierten Grades – eine konsequente Weiterentwicklung der FS-Technologie. Dies führt zu geringeren Spannungen beim Eintritt in die ebene Spiegelfläche. Zweitens hat Fette Compacting in den mittleren Kopfbereich eine zusätzliche Vertiefung eingebracht. Somit bildet die Spiegelfläche beim EU19 FS 48 VERFAHRENSTECHNIK 5/2017

TITEL I MESSE-SPECIAL 01 Der neue Stempel sorgt für eine verbesserte Laufruhe, die sich positiv auf den gesamten Tablettierprozess auswirkt 02 In der Tablettenpresse verpressen zwei Stempel ein Pulver oder Granulat zum gewünschten Produkt – das ist ein zentraler Prozessmoment 03 Bei anwendungsspezifischen Belastungen in der Produktion können verschiedene Beschichtungen für Tablettierwerkzeuge eingesetzt werden eine Ringfläche um die Stempelkopfmitte und fällt deutlich kleiner aus. Die tiefer liegende Mitte hat während des Pressvorganges keinen Kontakt zur Druckrolle. Der Übergangsbereich von Ringfläche zur Stempelmitte ist krümmungsstetig ausgeführt, was sich besonders vorteilhaft auf die Belastbarkeit auswirkt. Folglich verbessern sich sowohl die Kontaktbedingungen zwischen Druckrolle und Spiegelfläche als auch die Stabilität der Stempelstruktur. Wie umfassend sich solche Modifikationen am Stempelkopf auch auf den Gesamtprozess auswirken, zeigt sich bei den stempelberührenden Maschinen- und Verschleißteilen, beispielsweise der Druckrolle: Die Mitte der Druckrollenlauffläche wird durch die Vertiefung entlastet, während die Randbereiche zusätzlich belastet werden. Insgesamt läuft die Druckrolle damit gleichmäßiger und ihre Standzeit nimmt zu. Außerdem verkürzt sich die Kontaktlinienlänge zwischen Druckrolle und ebener Spiegelfläche um den Durchmesser der Vertiefung. Dies verbessert die Laufruhe und verringert die Geräuschentwicklung. Lange Lebensdauer Neben der Geometrie entscheiden die Werkstoffe und die Beschichtungen über die Lebensdauer der Tablettierwerkzeuge. Für verschiedene Einsatzgebiete kommen hochlegierte und durchhärtbare Werkzeugstähle, Hartmetalle oder Keramiken zum Einsatz. Bei besonderen Belastungen können zudem verschiedene Beschichtungen verwendet werden: Um etwa die Pressflächenbereiche vor abrasivem Verschleiß zu schützen, können Anwender neben Chromnitrid (FCG- CRN) und Titannitrid (FCG-TIN) auch die neue Schicht Titanaluminiumnitrid (FCG- TAN) für höchste Härtefälle verwenden. Sie ermöglicht es, kristalline Pulver wie Salze oder Mineralientabletten zu verpressen. Bei adhäsiven Stoffen kann neben FCG-CRN die Beschichtung PVD-Chrom (FCG-PCR) das Kleben von Formulierungen reduzieren und dadurch den Produktionsprozess verbessern. Grob- und Feintuning Arzneimittelhersteller können also durch die passenden Stempel, Werkstoffe und Beschichtungen selbst problematische Wirkstoffe effizient verpressen. Damit hier von Anfang an die Weichen richtig gestellt werden, ist eine enge Abstimmung zwischen Anwender und Werkzeughersteller wichtig. Fette Compacting bietet hierzu Beratung und Services, um bei allen Prozessschritten die optimale Werkzeuglösung zu finden. Hierzu gehören beispielsweise Berechnungen der maximalen Presskraft, Messprotokolle, Material- und FDA-Zertifikate, allgemeine Pressversuche für optimale Parameter sowie die passende Werkzeug- und Beschichtungsauswahl. Halle 18, Stand C19 www.lmt-group.com VERFAHRENSTECHNIK 5/2017 49

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