Dynamische Kontrollwaagen kommen in zahlreichen Produktions- und Verpackungsumgebungen zum Einsatz, unter anderem auch in der Pharmabranche. Sie helfen nicht nur, Über- oder Unterfüllungen zu vermeiden, sondern ermöglichen durch Funktionen, wie sie Mettler-Toledo beispielsweise mit Feedback Control zur Verfügung stellt, auch eine enge Verzahnung mit den Produktionssystemen. Registrieren die Waagen eine anhaltende Tendenz zur Über- oder Unterfüllung der Produkte, können sie das Signal selbständig, sprich automatisiert, an die jeweils zuständige Abfüllanlage übermitteln, um die Füllmenge zu korrigieren.
Wägezellen mit elektromagnetischer Kraftkompensation
Die Kontrollwaagen der C-Serie von Mettler-Toledo sind mit der Flashccell-EMFR-Wägezellentechnologie ausgestattet. Wägezellen mit elektromagnetischer Kraftkompensation (Electro-Magnetic Force Restoration – EMFR), stellen im Vergleich zu Wägezellen, die auf dem Prinzip des Dehnungsmessstreifens (DMS) basieren, eine jüngere Technologie dar. Sie sind – ebenso wie moderne DMS-Wägezellen – mikroprozessorgesteuert, weisen jedoch eine höhere Temperaturstabilität auf. EMFR-Wägezellen sind intelligente Sensoren mit der Fähigkeit, Faktoren mit potenziellem Einfluss auf die Wägeresultate entweder zu steuern oder zu kompensieren. Faktoren wie Vibrationen werden durch die Verwendung von Softwarealgorithmen gefiltert, wobei die unterschiedliche Funktionsweise der EMFR-Technik Justierungen erforderlich macht. EMFR-Wägezellen nutzen die Kraft einer elektrischen, in einem Magnetfeld gelagerten Spule. Wird eine Last auf der Oberfläche der Wägezelle platziert, verändert die Spule ihre Position. Ein Sensor misst die Lageveränderung der Spule relativ zu ihrer ursprünglichen Position. Der Regler erhöht den Strom durch die Spule, um das Magnetfeld so zu verstärken, dass die Spule wieder in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt. Da sich der erforderliche Strom proportional zu der Kraft verhält, die für den Ausgleich der Gewichtskraft erforderlich ist, kann er verwendet werden, um das Gewicht der Last zu berechnen.
Bis zu 700 Blister pro Minute
Die Flashcell-Modelle mit EMFR-Wägezellentechnologie von Mettler-Toledo stehen in drei verschiedenen Ausführungen zur Verfügung, die unterschiedliche Wägebereiche abdecken: Produktgewicht bis 600 g, bis 2000 g oder bis 10 kg. Speziell die Wägezelle für ein Produktgewicht bis 600 g ist für Anwendungen mit einem Durchsatz von bis zu 800 Produkten pro Minute ausgelegt. Damit deckt sie insbesondere die Anforderungen in der Pharmaindustrie ab, in der die Produkte im Regelfall ein vergleichsweise geringes Gewicht haben. Hier können die dynamischen Kontrollwaagen mit der Geschwindigkeit branchenführender Kartonierer Schritt halten und pro Minute bis zu 700 leichtgewichtige Blisterpackungen auf ihre Vollständigkeit hin überprüfen. Hersteller erkennen dadurch zuverlässig das Fehlen einzelner Komponenten, selbst wenn diese ein extrem geringes Gewicht aufweisen wie beispielsweise Beipackzettel oder Impfdosen.
Hohe Wägegenauigkeit und hohe Durchsätze
Je geringer das Füllgewicht, desto kostspieliger sind bereits geringe Überschreitungen der Füllmenge – und umso mehr profitieren Hersteller von einer geringeren Standardabweichung. Mettler-Toledo führte umfangreiche Vergleichstests durch, um die Wägepräzision der im Feld installierten bisherigen Wägezellengeneration mit den Messergebnissen der Flashcell-Technologie zu vergleichen. Das Ergebnis: Die Flashcell-Technologie liefert Wägeergebnisse mit einer bis zu vier Mal niedrigeren Standardabweichung. Produzenten sind somit in der Lage, ihre Füllprozesse zu optimieren und somit kostspielige Überfüllungen zu reduzieren.
Die mit der Flashcell-Technologie erzielbaren Produktdurchsätze von bis zu 800 ppm ohne Einbußen in der Wägegenauigkeit ermöglichen Pharmaherstellern, ihre Linienproduktivität zu erhöhen. Ein verbessertes mechanisches Design in Verbindung mit aktueller Prozessor-Technologie und State-of-the-Art-Software-Tools ermöglichen ein exakteres Feintuning der Kontrollwaage, um abgestimmt auf die jeweilige Anwendung die Wägegenauigkeit und Durchsatzrate zu optimieren. Dadurch sind High-Speed-Anwendungen mithilfe eines kürzeren Wägebands sowie realisierbarer kleinerer Abstände zwischen den Produkten ohne ein massives Hochfahren der Liniengeschwindigkeit möglich. Zu den elektronischen Verbesserungen zählen neben Signalprozessoren für eine schnellere exakte Berechnung der Wägeergebnisse auch die automatische Resonanz- und Frequenzoptimierung mittels eines neuen Auto-Tuning-Controllers.
Kleine Stellfläche
Hersteller mit begrenzter Produktionsfläche profitieren von der kleineren Stellfläche, die die Kontrollwaagen der C-Serie mit Flashcell-Technologie benötigen. Dank kürzerer Messzeiten auch bei hohen Liniengeschwindigkeiten lässt sich die Länge des Wägebands reduzieren. So kann je nach Applikation die Gesamtlänge der Kontrollwaage um bis zu 24 % verkürzt werden. Des Weiteren vereinfachen die durch die kürzeren Messzeiten möglichen langsameren Bandgeschwindigkeiten ein stabileres Produkthandling und erlauben kürzere Abführbänder und Produktsammelbereiche.
Mettler Toledo GmbH, Gießen
