Mehrfachwerkzeuge

Mehrfachwerkzeuge tragen zur Erhöhung der Produktivität bei. Die Anzahl der Tabletten pro Umdrehung des Rotors multipliziert sich mit der Anzahl der Stempelspitzen. Es ist kein größerer Kapitalaufwand für neue Tablettenpressen erforderlich, wodurch höhere Werkzeugkosten leicht durch erhöhte Produktion ausgeglichen werden können.

Durch Mehrfachwerkzeuge erhöht sich der Tablettenausstoß pro Rotorumdrehung und folglich die Effizienz. Bei nur geringer Investition leisten vorhandene Tablettenpressen ein Vielfaches.

Zum Beispiel wollte ein Kunde den Ausstoß seiner Korsch PH800 (77 Stationen) erhöhen. Einfache Tablettierwerkzeuge lieferten bei 80% der Maximaldrehzahl rund 665.000 Tabletten pro Stunde. Ein Zweifach-Werkzeug schaffte schon rund eine Million Tabletten – bei nur 60% Drehzahl. Da liegt die Verwendung von Dreifach-Werkzeugen nahe und tatsächlich lag deren Ausstoß bei 1,5 Millionen Tabletten pro Stunde. Durch den Wechsel zu Mehrfachwerkzeugen wurde der Ausstoß um 125% gesteigert und die Produktionszeit von 14,5 auf gut 8 Stunden verringert. Ganz ohne Investition in neue Maschinen.

Fast alle Pressen können Mehrfachwerkzeuge aufnehmen. Um den Prozess aber erfolgreich zu implementieren sind vorab einige grundsätzliche Dinge zu beachten.

Die Maschine muss in gutem Zustand sein, ohne nennenswerten Verschleiß am Rotor, wie den Stempelführungen und Führungsnuten und am Matrizentisch an den Öffnungen für die Matrizen.
Grundsätzlich muss der obere Rotor Führungsnuten haben, um die Werkzeuge korrekt einrichten zu können.
Beim unteren Rotor ist das nicht zwingend notwendig, jedoch empfohlen bei einer größeren Anzahl von Werkzeugspitzen. Eine Führungsnut vereinfacht hier das Einrichten und verhindert Schaden an den unteren Stempelspitzen.
Möglicherweise müssen die Füllräder angepasst werden, um eine korrekte Befüllung der Matrizen sicherzustellen. Ebenso muss die Ausstoßstation in der Lage sein mit dem größeren Produktionsvolumen umzugehen.
Die Überwachungssysteme der Tablettenpresse müssen für Mehrfachwerkzeuge geeignet sein, um brauchbare Informationen zu liefern.
Die Formulierung selbst spielt eine große Rolle, da beim Befüllen gute Fließeigenschaften gefordert sind.
Die Zuführung muss an das erhöhte Produktionsvolumen angepasst werden. Alternativ kann die Maschine langsamer laufen.
Die Partikelgröße sollte innerhalb gewisser Grenzen sein. Allerdings lassen sich Abweichungen durch Tablettendesign, spezifische Details am Tablettierwerkzeug und durch Maschineneinstellungen teilweise ausgleichen.
Die maximale Anzahl an Werkzeugspitzen ist durch die Geometrie gegeben. Die Herausforderung besteht darin, ein robustes Werkzeug zu entwickeln, das Befüllung und Ausstoß problemlos ermöglicht.
Schon das Tablettendesign enthält Faktoren, die bei der Entwicklung von Mehrfachwerkzeugen in Betracht gezogen werden müssen: Form und Größe, Profil, Prägung und Bruchkerben.
Ebenso ist die Werkstoffauswahl und die Beschichtung von großer Bedeutung für die potenziellen Problemfelder Korrosion, Verschleiß und Kleben.

Das Installieren von Mehrfachwerkzeugen ist das Gleiche wie bei Formwerkzeugen. Ein Einrichtwerkzeug stellt sicher, dass die Matrizen optimal ausgerichtet sind. Besondere Aufmerksamkeit ist beim Einsetzen der Tablettierwerkzeuge in die Maschine geboten. Leicht werden die Ränder der Stempelspitzen beschädigt, was zu Problemen führt.

Die Implementation ist nicht umfangreich, zu beachten sind jedoch die Fähigkeiten der Presse, wie Befüllung und Ausstoß und bei Peripheriegeräten wie dem Entgrater. Rat bieten die Pressen- und Werkzeughersteller.

Entwicklung und Herstellung der Mehrfachwerkzeuge ist eine Sache weniger Wochen. Die produktionsseitige Umsetzung und Prüfung kann länger dauern, da es von den individuellen Prozessen und deren Voraussetzungen abhängt.

Eine kürzere Laufzeit der Presse bei der Tablettenproduktion bedeutet, dass pro Batch von Tabletten weniger Wartungsarbeiten notwendig sind. Zum Erreichen der gewünschten Produktionsleistung werden weniger Tablettenpressen benötigt, was wiederum weniger Grundfläche erfordert und zu höherer Produktion pro Quadratmeter führt. Weniger Werkzeuge erfordern weniger Lagerplatz und lassen daher mehr Raum für Produktionsanlagen. All diese Faktoren führen zur Reduzierung der Gesamtkosten der Produktionsanlage.

Mehrfachwerkzeuge mit externer Kappenbefestigung

Diese Werkzeuge haben externe Kappe, die über den an der Stelle verjüngten Stempelschaft geht. In manchen Fällen können so mehr Spitzen auf jedem Stempel untergebracht werden.

Eigenschaften:

abgenutzte oder beschädigte Spitzen können einzeln ausgetauscht werden
bei kleineren Spitzen können auf jedem Stempel mehr Spitzen untergebracht werden
die Materialauswahl kann optimiert werden. Spitzen und Körper der Stempel können beispielsweise je nach den Eigenschaften des Pulvers und dem Tablettendesign aus unterschiedlichen PharmaGrade®-Materialien hergestellt werden

Mehrfachwerkzeuge mit interner Kappenbefestigung

Dieses Design bietet einen nahtlosen Stempelschaft, da die Kappe innerhalb des Schaftes eingesetzt ist. Dadurch reduziert sich das Risiko von Schäden an der Rotorstempelführung und an den Öl-/Staubdichtungen und auch Verunreinigungen werden minimiert.

Eigenschaften:

abgenutzte oder beschädigte Spitzen können einzeln ausgetauscht werden
nahtloses Design verhindert das Risiko von Beschädigungen an Dichtungen und minimiert Kreuzkontamination
Die Materialauswahl kann optimiert werden. Spitzen und Körper der Stempel können beispielsweise je nach den Eigenschaften der Pulvers und dem Tablettendesign aus unterschiedlichen PharmaGrade®-Materialien hergestellt werden

Mehrfachwerkzeuge mit Stiftbefestigung

Durch das unkomplizierte Design der Stiftbefestigung wird diese Bauweise zu einer effektiven Lösung für Nutzer, die regelmäßig die Stempelspitzen austauschen müssen. Mit einem einfachen Stift, der als Befestigungsmittel verwendet wird, ist dieser Vorgang ganz unkompliziert durchzuführen. Die Stiftfixierung der Stempel reduziert im Vergleich zu anderen zusammengesetzten Bauweisen außerdem das Risiko einer Kreuzkontamination und ist einfach zu reinigen.

Eigenschaften:

unkompliziertes Austauschen der Stempelspitzen durch einfaches Design
ermöglicht abhängig vom Tablettendesign mehr Spitzen pro Stempel
weniger Bauteile
Austausch von einzelnen Spitzen möglich
die Materialauswahl kann optimiert werden. Spitzen und Körper der Stempel können beispielsweise je nach den Eigenschaften des Pulvers und dem Tablettendesign aus unterschiedlichen PharmaGrade®- Materialien hergestellt werden.

Mono- Mehrfachwerkzeug

Bei diesem Design wird aus einem einzigen Stück Stahl ein stabiler Monoblock-Mehrfachstempel gefertigt. Mehrfachwerkzeuge im Monoblock-Design bieten den Vorteil der kürzeren Reinigungszeit und einem geringeren Risiko von Produktverunreinigungen im Vergleich zu zusammengesetzten Werkzeugen. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass bei einem beschädigten Monoblock-Stempel der gesamte Stempel ausgewechselt werden muss.

Eigenschaften:

das Fehlen einer Verbindung beseitigt das Risiko von Schäden an Dichtungen
eine Montage/Demontage ist nicht erforderlich
vermindert das Risiko von Verunreinigungen durch eine einfache Reinigung
ideal für WIP-Maschinen, wenn geeignete Materialien und Beschichtungen verwendet werden