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Füll-und Verschließmaschine Lebenswichtiger Inhalator sicher verpackt und trotzdem leicht zu öffnen

Autor / Redakteur: Ralph Krauss* / Anke Geipel-Kern

Eine knifflige Verpackungsaufgabe umgesetzt für ein weltweit agierendes Pharmaunternehmen mit einer ausgetüftelten Füll- und Verschließmaschine und einem eigens dafür eingerichteten Testfeld für Abziehversuche.

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Die Maschinen sind in das bereits vorhandene Linienumfeld eingebettet.
Die Maschinen sind in das bereits vorhandene Linienumfeld eingebettet.
(Bild: Franz Knittel)

Asthma-, COPD-Wirkstoffe oder solche zur Behandlung von Angina Pectoris – Inhalatoren sind eine beliebte Verabreichungsform, von der jährlich über eine Milliarde Einheiten Jahr produziert werden. An die Verpackung der lebenswichtigen Medizinprodukte stellen die Pharmaunternehmen hohe Anforderungen.Sie müssen stabil genug sein, um zu schützen, Klima- und Luftdruckschwankungen aushalten und funktional also für den Patienten leicht handhabbar sein.

Für eine Verpackungsunternehmen also anspruchsvolle Entwicklungsaufgabe für die einer der weltweit größten Pharmahersteller Waldner Dosmat mit ins Boot geholt hat. Der Spezialist für Füll- und Verschließmaschinen aus Wangen setzt bei seinen Secondary-Packaging-Maschinen auf kundenspezifische Lösungen. Die Maschinen ermöglichen viele Kombinationsmöglichkeiten von Handling, Füllen, Packen, Add-On‘s und verschiedenen Siegelverschlussarten in Verbindung mit hochflexiblen Servoantrieben.

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Worum geht es bei dem Projekt genau? Ein etwa handygroßes Inhaliergerätes für Asthmapatienten sollte in einen Alumiumbecher verpackt werden, mit einem Trocknungssäckchen versehen und einem Alu-Abziehdeckel versiegelt werden. Als Zusatzanforderung kam hinzu: Der versiegelte Aludeckel sollte selbst von körperlich geschwächten Personen leicht zu öffnen sein.

Hohe Leistung, eingebettet in eine vorhandene Linie

Doch das war nicht die einzige Anforderung. Als Voraussetzungen für die zu liefernden Verpackungs- und Versiegelungsmaschinen galten des Weiteren: eine Leistung von je 10 000 Packungen in der Stunde – und die pharmatypische Doppelkontrolle aller Funktionsabläufe.

Die geforderten Maschinen durften keine „Stand-alone“-Lösungen sein, sondern mussten komplett in das bereits vorhandene Linienumfeld eingebettet und mit allen Steuerungs- und Kontrollfunktionen des Pharmaherstellers verknüpft werden. Das beinhaltete z.B. eine Signal- wie Funktionsverknüpfung mit den vor- und nachgeschalteten Linienbestandteilen wie Lasercodierer, Einschachtelanlage, Kartonierer und Palettierer.

Aufbau einer Testeinheit überzeugte den Kunden

Waldner erhielt für diese anspruchsvolle Aufgabe den Zuschlag: Weil die Abteilung Dosomat bei 14 von 15 der geforderten Funktionen der Maschine (vom Eintakten über Trocknungsbeutel schneiden und einsetzen, über Pick&Place, Hochdrucksiegeln bis zum Bechermarkieren und Laschenfalten) jeweils mehrere 100 Referenzen aufweisen und für die 15 Funktion eine tadellose Test­einheit bauen und dem Kunden vorführen konnte.

Und so funktioniert der Vorgang: Der etwa handygroße Inhalator wird von einem Roboter auf das Eintaktband gelegt und nach mehrfacher Anwesenheitskontrolle in die Aluminiumbecher eingelegt. Diese Aluminiumbecher sind zuvor mit Trocknungsmittelsäckchen bestückt worden, welche von einem Gurt geschnitten, auf Beschädigung geprüft und dann lagerichtig mit einem Pick&Place-System am Boden des Bechers positioniert werden. Die so beladenen Becher werden dann von einer servogesteuerten Hochdruckversiegelung (mit 50 bar und über 1 to Siegelkraft pro Becher für nur 0,3 s) mit einer starkwandigen Aluplatine versiegelt.

Die so versiegelten Becher mit dem Inhalator halten so genannten Platzdrücken von +/-700 mbar innerhalb einer Stunde stand, z.B. wenn sie bei einem Flug von Normalhöhe bis ca. 4500 m über dem Meeresspiegel transportiert werden. Gleichzeitig müssen sie sich mit einer definierten Aufreißkraft von nur 12 N öffnen lassen (Easy-­Peel). Das bedeutet einen sehr geringen Kraftaufwand – damit auch geschwächte Patienten an ihre Medikation gelangen. Ein Mensch mit 100 kg Gewicht könnte sich also auf den Becher stellen, ohne dass dieser aufplatzt. Aber auch ein Kind oder ein Greis könnte die Verpackung öffnen.

Um die optimalen Siegelparameter einzustellen, werden in der Waldner Montagehalle topaktuelle Wasserbad-Vakuumkontrollgeräte für die Platzdruckmessung und so genannte Zwick-Tester für die Peelversuche (Abzugsversuche) aufgebaut.

Hohe Effizienz in sensibler Umgebung

Bei den aktuellen Dosomaten im Bereich Secondary Packaging sind darüber hinaus Funktionen wie eine aktive Rezept- und Programmverwaltung (Active Directory) sowie eine Chargendatenanwahl und -nachverfolgung durch die übergeordnete Liniensteuerung inzwischen selbstverständlich. Nicht ein Parameter der Maschine oder der Rezeptdaten kann geändert werden, ohne dass die Zugangsberechtigung der Person, sowie ein Zeitstempel erfasst und gespeichert werden. In dem hochsensiblen Arbeitsumfeld ist zudem eine Effizienz von mindestens 98 % Voraussetzung.

Jetzt noch FAT und dann Auslieferung

Inzwischen stehen die Linien 8 und 9 in der Montagehalle in Wangen und werden demnächst einem gründlichen FAT (Factory-Acceptance-Test) unterzogen ehe sie zur Auslieferung kommen. Das Projektteam ist stolz, dass dank der enormen Funktionsvielfalt der Dosomaten und der zielgerichteten Anpassungsentwicklungen auch diese schwierige Anwendung mit Erfolg verwirklicht werden konnte.

* Der Autor ist Mitarbeiter im Verkauf Verpackungsmaschinen bei Waldner Dosomat, Wangen.

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