ROB 50 optimiert Prozesse in kontinuierlicher und batch- orientierter Produktion

Tablettenpresse und Coater rücken näher zusammen

Auf der ACHEMA 2015 präsentierte L.B. Bohle eine inno- vative Lösung zur Automatisierung und Optimierung der Produktionsprozesse in der kontinuierlichen und batchorien- tierten 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 Rohmaterial- dosierung bis hin zum Filmüberzug der hergestellten Tablet- ten, wird ein kontinuierlicher Materialfluss angestrebt. Werden nun die Tablettenkerne unmittelbar nach dem Tablettiervor- gang 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. 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 be- einträchtigen.

Dieses Problem kann umgangen werden, indem zwischen dem Tablettier- und dem Coatingprozess eine Entspan- nungszeit 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.

Bei der Chargenproduktion sieht der Arbeitsablauf zur Frei- gabe der Tablettenkerne als Zwischenprodukt bereits aus- reichend Zeit zur Ausdehnung der Tablettenkerne vor.

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

Diese Problemstellung war Anlass zur Entwicklung und Imple- mentierung des ROB 50 als automatisches Handling-System für Tablettenkerne, wie Abb. 3 zeigt. Herzstück der Einheit bil- det die automatische Hubsäule mit verlängertem Arm, durch den Tablettenbehälter aufgenommen und transportiert wer- den können. Durch die zwei Freiheitsgrade (Drehen und He- ben, siehe Abb. 4) kann das System die Aufnahmevorrichtung am Ende des Arms in einem zylindrischen Bereich um das An- triebssystem herum bewegen. Mithilfe der Aufnahmevorrich- tung werden Tablettenbehälter automatisch aufgenommen (Abb. 5). Diese verfügen an der Oberseite über einen Deckel

mit Einfüllstutzen sowie über eine Entleerklappe an der Un- terseite. 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 Tablettenpres- se. Der Tablettenfluss wird durch eine Produktweiche am Auslass des Tablettenentstaubers in einen der zwei darun- ter 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 Be- füllposition transportiert werden können, werden im Behälterlager (2) abgelegt. Die erforderliche Lagergröße ist so zu wählen, dass bei vorgegebener Durchsatzrate der Tabletten- presse und des Filmcoaters die erforderliche produktspezifi- sche 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 vol- ler 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.

Mit dem ROB 50 werden diese Transportprozesse vollstän- dig automatisiert. Die integrierte Steuerungssoftware verfügt über ein Inventursystem für sämtliche Behälter und Behälter- positionen. 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 Char- genproduktion 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 vorgese- hen, kann der ROB 50 ebenfalls zwei nebeneinander platzier- te Coater abwechselnd beschicken. Auch kundenspezifisch angepasste Varianten mit einem zusätzlichen Freiheitsgrad sowie Produktversionen für höhere Durchsatzraten oder län- gere 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.