gesponsertSchützende Schichten für alle Pressanforderungen Wie Tablettierwerkzeuge Klebeneigung und Miniformate meistern

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Fette Compacting GmbH

Vom Umgang mit unterschiedlichen Ausgangsprodukten bis zu außergewöhnlichen Formaten und enormen Presskräften: Tablettierwerkzeuge müssen äußerst vielfältig einsetzbar sein. Sie tragen entscheidend zur Effizienz und Qualität des gesamten Tablettierprozesses bei. Worauf es im Detail ankommt, zeigen zwei ganz unterschiedliche Beispiele: Produkte mit Klebeneigung und die Produktion von Minitabletten.

Zwei parallele Entwicklungen sorgen für erhöhte Materialanforderungen an Tablettierwerkzeuge wie Stempel, Segmente und Matrizen. Dies sind zum einen steigende Stückzahlen und stärkere Maschinenleistungen, die die Belastungen durch Presskräfte und beschleunigte Abläufe erhöhen. Zum anderen werden bei der Tablettenproduktion aus Kostengründen zunehmend Hilfsstoffe eingespart oder die Qualität der Hilfsstoffe schwankt – was jeweils die Klebeneigung erhöhen kann. Darüber hinaus gilt es, harten, grobkörnigen und damit abrasiven Hilfsstoffen Stand zu halten.

Den hohen Ansprüchen an die Leistungsfähigkeit von Tablettierwerkzeugen widmet sich die Business Unit Tableting Tools von Fette Compacting. Dadurch steht Anwendern mit optimierten Werkzeugbeschichtungen und leistungsstarken Werkstoffen ein breites Portfolio zur Verfügung, das den Großteil sämtlicher Fälle bei der Produktion von Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln abdeckt (siehe Tabelle). Maßgeblich sind stets eine lange Lebensdauer der Werkzeuge und dass sich auch anspruchsvollste Materialien prozesssicher verarbeiten lassen.

Formel für doppelte Widerstandskraft

Mit einer neu entwickelten Beschichtung gelang es, gleich beiden genannten Phänomenen – Verschleiß und Verklebungen – entgegenzuwirken. Ihre Bezeichnung lautet „Chrome Nitride super glatt“ (FCG-SCR) und der Name ist Programm: Durch eine besonders feine und homogene Mikrostruktur weist sie beste Antihafteigenschaften auf, die in Sachen Klebeneigung selbst bisherige Spitzenreiter wie PVD-Chrom (PCR) oder Chromnitrid (CRN) übertrifft. Zugleich verfügt FCG-SCR über eine äußerst hohe Härte und Verschleißfestigkeit. Damit ist sie der ideale Kandidat, wenn bei der Solidaproduktion klebende und abrasive Hilfsstoffe zum Einsatz kommen.

Ob sich die Schicht tatsächlich für die individuelle Anwendungssituation eignet, können Unternehmen im Kundenzentrum von Fette Compacting in Schwarzenbek im Rahmen von Anwendungstests ermitteln. Bei der Gelegenheit lässt sich außerdem eine zu den EasyCare-Handlings- und Reinigungsmodulen gehörende Poliermaschine begutachten. Das Polieren der Pressflächen verstärkt nochmals den gewünschten Anti-Sticking-Effekt und kann eine beanspruchte Schicht wieder aufbereiten. Ein spezielles Kunststoffgranulat sorgt für eine FDA-konforme Wiederaufbereitung. Die neue Beschichtung bringt noch einen weiteren Vorteil mit sich: Es lassen sich nahezu alle Tablettierwerkzeuge damit versehen, sogar Stempel für Minitabletten – was zum zweiten Beispiel führt.

Starke Leistung im Kleinstformat

Nicht nur die Beschaffenheit von Hilfsstoffen stellt Tablettierwerkzeuge vor neue Herausforderungen, sondern auch Branchenbesonderheiten wie die Produktion von Minitabletten. Dazu zählen Tabletten mit einem Durchmesser von maximal drei Millimetern. Diese bieten in der pharmazeutischen Produktion große Vorteile, beispielsweise eine verbesserte Dosierungsgenauigkeit und Anwendungsmöglichkeiten für spezielle Patientengruppen wie Kinder oder Personen mit Schluckbeschwerden.

Während die Kleinstformate bei Nahrungsergänzungsmitteln bereits etabliert sind, gehören sie in der pharmazeutischen Industrie noch zu einer weniger verbreiteten Darreichungsform. Allerdings nimmt ihre Bekanntheit zu, was auch an einigen Studien liegt, die die produktbezogenen Potenziale bestätigen. So wurde bereits frühzeitig ermittelt, dass sich selbst aus schwer verpressbaren Wirkstoffen wie Paracetamol oder Ibuprofen prozesssicher bikonvexe Minitabletten herstellen lassen (Pich, C. H., Moest, T., 1989: Cylindrical microtablets). Dieses Wissen findet nun zunehmend seinen Weg in die Praxis.

Feinabstimmung aller Design- und Prozessparameter

Falls Pharmahersteller Minitabletten in Betracht ziehen, gilt es, auch einige Herausforderungen zu meistern, etwa hinsichtlich der Belastbarkeit der Stempel, aber auch was das Fließverhalten der Pulvermischungen angeht. So sind die Tablettierwerkzeuge abhängig vom Design der Tabletten und je nach Anwendungsszenario kundenspezifisch auszulegen. Derzeit sind zum Beispiel Mehrfachwerkzeuge mit bis zu 37 Stempeleinsätzen zur Herstellung von Tabletten mit einem Durchmesser von zwei Millimetern in Gebrauch. Damit geht eine hohe Produktivität einher, jedoch sind hier gegenwärtig auch die Grenzen der Werkzeuggeometrie erreicht, was wiederum besondere Anforderungen an die Konstruktion der Tablettierwerkzeuge sowie die Feinabstimmung der Prozessparameter stellt.

Damit die pharmazeutische Produktion von Kleinstformaten sicher und effizient gelingt, ist zunächst ein Tablettendesign zu wählen, das dafür sorgt, dass die verwendeten Pulver sich optimal kompaktieren und verpressen lassen. In Pressversuchen haben hier flache Tabletten die besten Voraussetzungen geboten, da sonst die maximal mögliche Presskraft zu sehr abnimmt. Für die Weiterverarbeitung ist jedoch auch eine graduelle Wölbung erforderlich, denn sie sorgt für gute Fließeigenschaften und verhindert beispielsweise beim Coating das Aneinanderkleben von Tabletten. Beim Tablettendesign muss eine optimale Balance gefunden werden.

Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich zudem aus dem Umstand, dass die geometrischen Kleinstmaße auch anfällig für kleinste Veränderungen sind. Deswegen verlieren Minitabletten bei Abweichungen vom Optimum besonders schnell an Bruchfestigkeit und die Stempeleinsätze verschleißen aufgrund der damit einhergehenden ungleichmäßigen Belastung schneller. Bei Kleinstformaten kommt es also vor allem auf eine präzise Abstimmung von Tablettengeometrie und Presskraft an. In diesem Zusammenhang liegt ein Vorteil neuer Generationen von Mehrfachwerkzeugen darin, dass sie vom Aufbau her Standardwerkzeugen immer mehr ähneln – mit entsprechend hohem Standardisierungsgrad als Ergebnis.

Tablettierwerkzeuge als Leistungsträger

Wie diese Beispiele gezeigt haben, spielen die Tablettierwerkzeuge eine tragende Rolle für den Gesamtprozess. Entsprechend gilt es, einerseits mit leistungsstarken Werkstoffen, optimalen Oberflächen sowie maßgeschneiderten Beschichtungen ihren Verschleiß zu minimieren und ihre Lebensdauer zu erhöhen. Andererseits müssen die Werkzeuge sämtliche Produktionsanforderungen bezüglich komplexer Geometrien, Gravuren, Wölbungen oder Bruchkanten erfüllen. In diesem Zusammenhang versteht sich Fette Compacting als Partner für den gesamten Lebenszyklus von Tablettenpresse und Tablettierwerkzeugen, wobei eine gesamtwirtschaftliche Betrachtung immer im Fokus steht.

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