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Überschrift:    

Probleme beim Verpressen: Ursachen und Beseitigung

SEO Überschriften:    

Lesezeit:    

7 Minutes, 54 Seconds

Sprache:    

Dein Artikel ist in deutscher Sprache geschrieben

Hauptstichwort (Thema des Artikels):    

Probleme der Süßwarenherstellung

Nebenstichwort (Nuance des Textes):    

Probleme der Süßwarenherstellung

Hauptthemen des einzigartigen Inhaltes:    

Matrize ✓ Presse ✓ Umfangsgeschwindigkeit ✓ Verpressen ✓ Tablette ✓ Herstellungsumgebung ✓ Anzahl ✓ Luft ✓ Rolle ✓ Materials ✓ Deckeln ✓ Stempel ✓ Energie ✓ Tabletten ✓ Material

Zusammenfassung:    

Eine weitere Ursache für das Deckeln ist eingeschlossene Luft, die während des Verpressens komprimiert wurde und letztlich dafür sorgt, dass die Tablette als Folge eines perfekten elastischen Verhaltens bricht. Ähnlich wie das Deckeln sind Inhaltsschwankungen bei hohen Pressgeschwindigkeiten ausgeprägter: mit zunehmender Rotationsraten erhöht sich auch die herrschende Geschwindigkeit, was bedeutet, dass der Zeitraum abnimmt, den die Matrize unter der Abfülleinheit bleibt. Eine detaillierte Betrachtung würde den Rahmen dieses Artikels sprengen; aber im Allgemeinen sollten alle Anstrengungen unternommen werden, das Material mit größtmöglicher mechanischer Energie zu granulieren, während gleichzeitig die Bildung von Klumpen und Verbackungen minimiert wird.

Artikel Inhalt:    

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Die Mehrzahl der Tabletten wird nicht mit der maximalen Verpressgeschwindigkeit der Presse hergestellt, da bei hohen Drehzahlen Tabletten in einer akzeptablen Qualität herzustellen ist. In vielen Fällen reicht eine Reduzierung der Drehgeschwindigkeit der Presse aus, um diese Probleme zu vermeiden. Aus diesem Grund wird die einfache Beziehung zwischen einer reduzierten Drehzahl und weniger Tabletten, die nicht den Spezifikationen entsprechen, beobachtet. Tablettierungsprobleme treten in der Regel nur während des Scale-up und bei der Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Produktionsmaschinen auf. Wenn eine Feder durch mechanische Energie verformt wird, kehrt sie in ihren ursprünglichen Zustand zurück, wenn die äußere Kraft nicht mehr aufgewendet wird. Dies ist die so genannte plastische Verformbarkeit. Ein anschauliches Beispiel für diesen Effekt ist das Aufpumpen eines Fahrradreifens mit einer Handpumpe. Wenn die Kraft langsam angewendet wird, kann der Kolben nach unten gedrückt werden und die Luft wird in den Reifen übergeben. Wenn der jedoch Kolbieren zu schnell niedergedrückt werden, kann die Luft nicht in die Reifen strömen und die Pumpe elastisch reagieren. Das Ausmaß hängt vom Verformungsverhalten der einzelnen Komponenten ab. Tablettenformulierung jedoch Substanzen enthält, die elastisch verformen oder eine viskoelastische Deformation zeigen, besteht ein hohes Risiko für Deckeln, insbesondere bei schnell angewendeten Kräften. Die Situation verschärft sich, wenn der pharmazeutische Wirkstoff (API) selbst dieses Verhalten zeigt und in hohen Konzentrationen in die Tablette eingearbeitet werden muss. Neben der Auswahl der Hilfsstoffe wirken sich auch die Prozesse vor der Tablettierung auf die Tendenz einer Tablette zum Deckeln aus. Beim direkten Verpressen definieren nur die Verpresseigenschaften der verwendeten Substanzen das Ausmaß des Deckelungspotentials. Granulate, die durch Sprühgranulation hergestellt wurden, tendieren in der Regel weniger zum Deckeln als diejenigen, die mithilfe eines Intensivmischer-Granulators hergestellt wurden. Eine weitere Ursache für das Deckelen ist eingeschlossene Luft, die während des Verpressens komprimiert wurde und letztlich dafür sorgt, dass die Tablette als Folge eines perfekten elastischen Verhaltens bricht. Je offenporiger ein Material ist – in die Regel an der geringe Schüttdichte erkennbar – desto mehr Luft ist enthalten. Tablettenpressenhersteller haben verschiedene Konzepte zur Verbesserung dieser Situation entwickelt. Beispielsweise kann die Drehzahl der Maschine bei kritischen Formulierungen um das bis zu vierfache erhöht werden. Die Division durch 60 ist notwendig, um die Geschwindigkeit in m/s zu ermitteln. Wenn eine Presse mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben wird, um Probleme mit dem Deckeln zu vermeiden, kann dies eine Reduzierung der Umfangsgeschwindigkeit gleichgesetzt werden. Mit anderen Worten, das Deckel kann verhindert werden, wenn die Presse unter einer bestimmten Größengeschwindigkeit arbeitet. Presse I ist die Referenz, Presse B ist identisch, hat aber einen größeren Rotor. Presse C hat den gleichen Rotor wie Presse A, aber die Anzahl der Pressenstationen ist erhöht, indem der Abstand zwischen den einzelnen Matrizen reduziert wurde. Infolge der linearen Korrelation wirkt im Falle der Presse B dies dem Effekt der höheren Anzahl von Pressstationen entgegen. Der höhere Ertrag, der mit dem Presse C erreicht wird, ist das Ergebnis des reduzierten Abstands zwischen den einzelnen Matrizen. Normalerweise ist es nicht möglich, die Formulierung während des Scale-up von R&D zur Produktion zu ändern, um die Tendenz zum Deckeln zu verringern. Neben der Reduzierung der Anzahl an Rotorumdrehungen und somit der Umfangsgeschwindigkeit bleiben nur noch zwei weitere Möglichkeiten. Einerseits können Stempel mit größeren Köpfen verwendet werden, und andererseits ist es möglich, den oberen Stempel nach dem Verpressen langsamer zurückzuziehen. Dadurch kann die gespeicherte Energie in vielen Fällen an den obersten Stempel übertragen werden, ohne dass die Tabletten durch Deckeln zerstört werden. Die Gefahr von Gewichtsveränderungen wird minimiert, wenn das zugeführte Material durch Granulation oder Verdichtung produziert wurde. Im Idealfall sollte die Zusammensetzung des zugeführten Materials bis hinunter zu den Eigenschaften des einzelnen Partikels bestimmt werden. Wenn aber das Material eine große Partikelgröße und/oder Dichteverteilung aufweist, ist die Gefahr der Entmischung und eine Abweichung des anschließenden Gewichts und des Tabletteninhalts hoch. Darüber hinaus sollte vermieden werden, dass das zugeführte Material zwischen den Vorgängen in der Einheit frei fällt. hnlich wie das Deckeln sind Inhaltsschwankungen bei hohen Pressgeschwindigkeiten ausgeprägter. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Fließfähigkeit zu charakterisieren, z.B. der Hausner-Faktor oder das Festlegen des Schüttwinkels. Eine der wichtigsten Aufgaben bei der Entwicklung von Mainstream-Verfahren muss daher sein, die Schwungfähigkeit des zugeführten Materials deutlich zu verbessern. Während der Weiterverarbeitung muss wieder gemahlen werden, was zu einem erhöhten Anteil der Feinstoffe und zu einer schlechteren Fließfähigkeit führt. Während des Scale-up von R&D zur Produktion können die vorgelagerten Prozesse normalerweise nur in sehr engen Grenzen optimiert werden. Häufig kann die Situation jedoch durch eine Zwangsbefüllung verbessert werden. Bei einer Zwangsbefüllung wird der untere Stempel jedoch bündig mit der Matrizenscheibe gezogen. Der Material wird durch den resultierenden Unterdruck in die Matrize gezogen, so dass auch dann hohe Pressgeschwindigkeiten verwendet werden können, wenn das Material nicht optimal fließt.
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Quellenangabe:    

https://www.gea.com/de/customer-cases/compression-issues.jsp

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