Serienbegleitende, optische Messungen in der Pharma-Verpackungstechnik

Uhlmann

Uhlmann Portraet

Matthias Obert,
Mitarbeiter im Quality Management bei Uhlmann Pac-Systeme

„Alicona ermöglicht es uns, Erkenntnisse zur Reproduzierbarkeit unserer Fertigungsprozesse zu gewinnen, die wir vorher nicht hatten."

Produktsicherheit ist in der Herstellung von pharmazeutischen Verpackungen besonders wichtig und unterliegt strengsten Anforderungen. Mit Alicona verifiziert der Pharma-Verpackungsexperte Uhlmann die Güte der Maschinenkomponenten und gewinnt so Erkenntnisse zur Reproduzierbarkeit seiner Fertigungsprozesse.

Pharmazeutische Verpackungen müssen zum einen vor dem Eindringen nicht bestimmungsgemäßer Stoffe schützen, zum anderen müssen gesetzliche Richtlinien zu Fälschungssicherheit und Rückverfolgung eingehalten werden. Der Schutz hochwertiger Inhaltsstoffe, Formulierungen und uneingeschränkte Funktionalität stehen bei der Produktion von Packmitteln für Arzneimittel an erster Stelle.

Zu den weltweit führenden Systemlieferanten für das Verpacken von Pharmazeutika gehört die Uhlmann Pac Systeme GmbH & Co. KG in Baden-Württemberg. Das Produktportfolio von Uhlmann umfasst Maschinen für alle Prozessschritte des pharmazeutischen Verpackens: von Blistermaschinen und Flaschenlinien über Kartonierer bis hin zu Endverpackern. Umfangreiche Services für den gesamten Lebenszyklus der Anlage ergänzen das Spektrum.

Uhlmann Pills

3D Ansicht einer Tablette. Aus den optischen Messungen gewinnt Uhlmann Informationen zu den Gleiteigenschaften der Medikamente

Neue Erkenntnisse zur Reproduzierbarkeit der Fertigungsprozesse

Bei der Herstellung pharmazeutischer Verpackungsmaschinen steht die professionelle Qualitätssicherung in allen Phasen der Produktion im Fokus. Mit hochauflösender optischer Messtechnik von Alicona prüft Uhlmann Maschinenkomponenten und die damit erzeugten Verpackungsprodukte. „Alicona ermöglicht es uns, Erkenntnisse zur Reproduzierbarkeit unserer Fertigungsprozesse zu gewinnen, die wir vorher nicht hatten“, erläutert Matthias Obert, Mitarbeiter im Quality Management bei Uhlmann.

Die serienbegleitende Prozessüberwachung erklärt Qualitätssicherungsexperte Obert am Beispiel der hergestellten Blistermaschinen: „Wir nutzen Alicona für Überwachungsmessungen im Fertigungsprozess und verifizieren die Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der einzelnen Komponenten.“ Blistermaschinen dienen der Produktion von Blisterverpackungen, auch „Durchdrückpackung“ genannt. Diese Packungen enthalten das einzunehmende Medikament in vorsortierter Form und werden mittels Kunststoff oder Aluminiumverbundfolien hygienisch versiegelt. Für jede Arzneimitteleinheit ist ein eigener „Napf“ vorhanden, aus denen die Tablette oder Kapsel mit den Fingern herausgedrückt werden kann.

Materialkennwerte zur Beurteilung des funktionalen Verhalten der Oberfläche

Zu den Prozessschritten einer Blister-Verpackungsmaschine gehört zunächst die Einformung der napfförmigen Vertiefungen in die aus Aluminium bestehende Bodenfolie. Im darauffolgenden Schritt wird das Produkt, Tabletten oder Kapseln, in die Vertiefungen eingefüllt. Anschließend wird an der Siegelstation eine Deckfolie zugeführt und auf die Bodenfolie aufgelegt. Über Heizplatten wird die Deckfolie erhitzt, damit diese auf die Bodenfolie gesiegelt werden kann und das Produkt in der napfförmigen Vertiefung eingeschlossen ist. Um dem Anhaften auf den Heizplatten vorzubeugen und eine optimale Wärmeverteilung auf den Heizplatten sicherzustellen, bestimmt Uhlmann mit dem Alicona Messsystem flächenhafte Oberflächenkennwerte (Sa, Sz) und Materialkennwerte (Sk, Spk). „Flächen mit ähnlichen Sa-Werten können völlig unterschiedliche Strukturen aufweisen. Oftmals liefert erst eine Betrachtung der Materialanteilskennwerte eine fundierte Aussage über das funktionale Verhalten der Oberfläche," erläutert Qualitätssicherungsexperte Matthias Obert.

Zur Verschweißung der Folien werden Siegelwalzen aus Werkzeugstahl oder hochwertigem Aluminium genutzt. Die Kontaktflächen der Walzen verfügen über Schrägflächen und Spitzen, die sogenannte Pyramidenriffelung. Je nach Verteilungsdichte der Pyramiden ergibt sich eine unterschiedliche Eindringtiefe der Spitzen in den Folienverbund und damit eine angepasste Kontaktfläche für die Flächenpressung. „Bevor wir mit der Messtechnik von Alicona gearbeitet haben, konnten wir diese geriffelten Geometrien nicht messen. Für uns sind vor allem Maße wie Winkel, Höhe und Abstand der einzelnen Pyramidenstümpfe aufschlussreich.“ Mit der luftdichten Versiegelung wird jede Tablette von zwei Längssiegelstegen und zwei Quersiegelstegen eingeschlossen. Im Zuge des Verpackungsprozesses erfolgt eine Prüfung des Siegelbildes der Blister.

Mittels Formmessung und Farbauswertung überprüft Uhlmann die Homogenität des Abdrucks und vermisst Stegbreite und -höhe. Nach Versiegelung der Träger- und Deckfolie werden Sicherheitsmerkmale wie z.B. die Chargennummer, gezielt und unlösbar auf das Blisterband geprägt. Zur Pressung der Seriennummern werden Prägestempel genutzt. Die korrekte Buchstabenhöhe des Prägestempels prüft Uhlmann mit Infinite- Focus und misst dabei die Oberflächenrauheit.

Uhlmann Blister

Links: 3D Messung einer Heizplatte in Echtfarben. Die Heizplatten erhitzen die Deckfolie bevor diese auf die auf die Bodenfolie gesiegelt wird. Mit Alicona bestimmt Uhlmann flächenhafte Oberflächenkennwerte (Sa, Sz) und Materialkennwerte (Sk, Spk). Rechts: 3D Messung des Siegelbilds eines Blisters in Echtfarben.

Einfache Handhabung und umfangreiche Einsatzbarkeit

Abschließend erfolgt die Beurteilung der Schnittflächen der ausgestanzten Blisterverpackungen. „An Alicona schätzen wir insbesondere die einfache Handhabung des Systems und die umfangreiche Einsetzbarkeit. Die farbcodierten Höhendarstellungen sind sehr hilfreich, um Oberflächeneigenschaften einfach und verständlich mit anderen Schnittstellen im Unternehmen zu kommunizieren.“, führt Matthias Obert weiter aus. Um die Qualität des Produktionsprozesses der Blistermaschinen zu sichern, benötigt Uhlmann auch Informationen zu den Gleiteigenschaften der Tabletten und Kapseln. Dazu wird die Oberflächenrauheit der Medikamente bestimmt. Taktile Messmethoden sind für diese Anwendung ungeeignet, da die Oberfläche des Messobjektes im direkten Kontakt mit den Medikamenten verändert oder beschädigt werden kann. Mit Alicona werden flächenhafte Oberflächenkennwerte der Tabletten, wie Sa und Sz, berührungslos ermittelt.