Automatisierte Tablettenprüfanlagen

Mit der Entwicklung eines geeigneten Systems beauftragte der Hersteller seinen langjährigen Partner für Automatisierung und Prozesssteuerung, die Optimal Group, bestehend aus Optimal Industrial Automation und Optimal Industrial Technologies. Optimal unterstützt seit Jahrzehnten die Digitalisierung von Unternehmen und die Anwendung von Process Analytical Technology (PAT) in der pharmazeutischen Industrie. Die Mitarbeitenden der Bereiche Engineering und Systemintegration von Optimal Industrial Automation verfügen über umfassende Expertise in der maschinellen Bildverarbeitung und Robotik, mit der sie dem Hersteller die Erfüllung seiner Anforderungen und Zukunftssicherheit ermöglichen.

Der Automatisierungsspezialist empfahl und entwickelte ein innovatives, kybernetisches System für die Tablettenprüfung. Die von der Tablettenpresse kommenden OSD-Proben gelangen in einen Aufnahmeschacht. Dann wird die Lage jeder einzelnen Tablette mithilfe einer 2D-Kamera ermittelt. Das Bildverarbeitungssystem liefert die XY-Koordinaten für einen Sechsachsroboter, der eine Tablette nach der anderen aufnimmt und auf einer Präzisionswaage ablegt. Nach der Ermittlung der Masse nimmt der Roboter die Tablette wieder auf, dreht sie in die richtige Richtung und legt sie mit hoher Präzision in ein Analysegerät. Die korrekte Positionierung der Tabletten ist wichtig für die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messungen. 

Die Auswahl des Analysegeräts richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen des Kunden. Oft ist es sinnvoll, im Labor das gleiche Gerät zu verwenden wie für die At-Line-Prüfung, sodass bereits vorhandene Modelle genutzt werden können. Hierdurch lässt sich viel Zeit- und Validierungsaufwand einsparen. In diesem Fall verwendete Optimal ein Mehrzweckanalysegerät (Multi-Purpose Analyser, MPA) von Bruker. 

Mithilfe der PAT-Wissensmanagement-Plattform synTQ und der produktspezifischen multivariaten Analyse (MVA) des Kunden wird eine Vorhersage über die stoffliche Einheitlichkeit getroffen. In Kombination mit dem Gewicht wird dann der Gehalt bestimmt. synTQ stellt eine bidirektionale, GMP-konforme Schnittstelle zum Gerät her, führt die vom Kunden bevorzugte MVA-Software aus und speichert alle Daten ordnungsgemäß. Somit ist synTQ elementar für die Erfüllung der PAT-Anforderungen sowie für die Flexibilität bei der Auswahl von Geräten und MVA-Lösungen.

Nach der Qualitätsprüfung legt der Roboterarm die Tabletten auf ein Lagertablett. Die geprüften Tabletten liegen zur Rückverfolgbarkeit in eindeutig gekennzeichneten und leicht zu handhabenden Fächern in stapelbaren Tabletts. Die Teststation ist mit einer ausreichenden Anzahl Tabletts für viele Stunden kontinuierlichen, autonomen Betrieb bestückt. Sobald ein Tablett voll ist, nimmt das System ein neues und beginnt, es zu füllen. Mit dieser Technologie ist es möglich, mindestens eine Tablette pro Minute zu analysieren, also wesentlich mehr als früher. 

Die gesamte Anlage, einschließlich Roboter und Bildverarbeitungssystem, wird von einer SPS gesteuert, die mit synTQ und der SCADA-Software kommuniziert. Die SCADA-Software überwacht alle Vorgänge, visualisiert die wesentlichen Daten, ermöglicht die Interaktion mit der Anlage und liefert Leistungskennzahlen sowie Statusinformationen. Die Tablettenprüfanlage kann in zwei Betriebsarten arbeiten: Im Stand-alone-Betrieb liefert das lokale SCADA-System alle Rezepturdaten. Alternativ kann die Prüfanlage in das Steuerungssystem der Produktionsanlage (chargenweise oder kontinuierliche Produktion) integriert werden. In diesem Fall werden die Rezepturdaten vom SCADA-System der Produktionsanlage oder einem Prozessleitsystem (PLS eingespeist. Die hohe Konfigurierbarkeit bietet dem OSD-Hersteller ein Maximum an Flexibilität. 

Das so eingerichtete System verbessert mit seinen zusätzlichen Funktionen die Gesamtleistung der Qualitätsprüfungen, d. h. gleichermaßen die Prüfgeschwindigkeit und die Lagegenauigkeit der Tabletten. Es reduziert die Notwendigkeit von Eingriffen durch das Bedienpersonal auf ein Minimum und erleichtert die manuelle Auswahl der Tabletten nach der Analyse (falls erforderlich). Die Anlage kann integriert oder autark betrieben werden und ermöglicht aufgrund des hohen Arbeitstempos einen kontinuierlichen Herstellungsprozess: Korrekturen können rechtzeitig genug vorgenommen werden, um eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.