IMA Active, der Pharmabereich der IMA-Group, entwickelt innovative Maschinen für die Herstellung fester Medikamente, die oral eingenommen werden.
Überzug von Tabletten
Dazu gehört auch Croma, eine Maschine für den ebenmäßigen Überzug von Tabletten. Mithilfe eines Bildverarbeitungssystems von Omron ist diese Maschine in der Lage, die Gleichmäßigkeit von Tablettenüberzügen sehr genau zu beurteilen. Das gilt sowohl für einzelne Tabletten als auch für die Gesamtheit aller Tabletten.
„Das Quality-by-Design-Konzept (QbD) basiert auf Grundsätzen zur gewünschten Produkt- und Herstellungsqualität“, betont Marco Minardi, Automation Manager bei IMA Active.. „Um Qualität zu gewährleisten, werden im Vorfeld Schlüsselmerkmale festgelegt. Kontinuierliche Prozessüberwachung ist essenziell, um während des gesamten Lebenszyklus eines Produkts gleichbleibend gute Qualität sicherzustellen. Echtzeit- und Online-Kontrollstrategien sind unerlässlich, um passende und angemessene Sicherheitsniveaus zu garantieren.“
Konstant gute Ergebnisse
Die Croma-Maschinen ermöglichen bei hoher Beschichtungsqualität kontinuierliche Prozesse, bei denen das Produkt den gesamten Beschichtungsprozess durchläuft. Anwender dieser Maschinen profitieren von optimierten und flexiblen Prozessen, hoher Effizienz und kleineren Anlagen. Das System lässt sich mit bis zu vier Modulen einsetzen, die in Reihe oder parallel arbeiten.
Die Tabletten durchlaufen eine rotierende, perforierte Trommel, die mit einem Heißluftstrom versorgt wird. An der Oberfläche werden sie mithilfe von Sprühpistolen beschichtet.
Die Anforderungen und Standards des Marktes verlangen, dass jede einzelne Tablette exakt gleich aussieht und es keinerlei Abweichungen gibt. Das gilt sowohl für die äußere Beschichtung einzelner Tabletten als auch für das Verhältnis zu anderen Tabletten derselben Charge. Deshalb wurde die interne Geometrie der Maschine zugunsten maximaler Prozesswiederholbarkeit konzipiert. Eine gleiche Verarbeitung aller Tabletten ist der erste Schritt, um Konformität zu gewährleisten. Prozessüberwachung stellt darüber hinaus eine effektive Analyse der Qualitätsindizes aller verarbeiteten Tabletten sicher.
Leistungsfähige Hochgeschwindigkeitsfarbkameras
Genau hier unterstützt Omron die Projektverantwortlichen von IMA Active: In den Bildverarbeitungssystemen des Herstellers kommen anpassbare und leistungsstarke Industriekameras zum Einsatz. Sie lassen sich in Standardsprachen programmieren und verfügen über die gängigsten, aktuellen Kommunikationsprotokolle.
IMA Active setzt zudem eine computergestütztes Bildverarbeitungstechnologie ein. Sie basiert auf einem industriellen Omron-Bildverarbeitungssystem, das mit einer Hochgeschwindigkeitsfarbkamera (nominale Bildrate von 163 fps) und einer Dombeleuchtung (Dome Light) ausgestattet ist. So kann das Unternehmen Prozesse kontinuierlich und in exakter Übereinstimmung mit den etablierten Standards überwachen.
Schatten und Reflexionen werden eliminiert
Das Bildverarbeitungssystem erfasst einerseits durchgehend Bilder, eliminiert aber zugleich Schatten und Reflexionen, die die Inspektion beeinträchtigen könnten. Hinzu kommt eine spezielle, von IMA Active entwickelte Software zur Tablettenverfolgung. Letztere basiert auf Python und OpenCV.
„Indem wir jedes von der Kamera aufgenommene Bild im laufenden Betrieb verarbeiten, können wir die Produktion einfacher und effizienter überwachen“, erklärt Giuliano Maria Emiliani, Softwareengineer bei IMA Active. „Zum einen erkennt das System jede einzelne Tablette. Die Position der Tablette im nächsten Bild wird dann auf Grundlage physikalischer Überlegungen vorhergesagt, sodass sich der gesamte Weg der Tablette leicht verfolgen lässt. Das bedeutet, dass die Beschichtung jeder Tablette nur einmal überprüft wird, was die Rechenlast verringert. Schließlich werden basierend auf den zuvor gesammelten Daten wichtige Indikatoren für die Gleichmäßigkeit der Beschichtung einzelner und aller Tabletten berechnet und in Echtzeit via Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) an die Maschine gesendet. Auf diese Weise lassen sich bestimmte Prozessparameter verändern und die Qualität des Endprodukts verbessern.”
Farbabweichungen erkennen
Darüber hinaus ist das Bildverarbeitungssystem von Omron in der Lage, die in der Croma-Maschine beschichteten Tabletten in einem CIE-Lab-Farbraum hinsichtlich möglicher Farbabweichungen zu kontrollieren.
Dank des Bildverarbeitungssystems erreichen die Croma-Maschinen sehr gute und reproduzierbare Beschichtungsergebnisse. Aufgrund der gewonnenen Daten reguliert sich die Maschine selbst und optimiert so den Beschichtungsprozess der Tabletten.
„Anstatt auf Offline-Instrumente wie Farbspektralphotometer zu setzen und so die Beschichtung einiger weniger Tabletten pro Charge zu kontrollieren, ermöglicht uns das Bildverarbeitungssystem von Omron die Beschichtungskontrolle aller Tabletten einer Charge – und dies in Echtzeit“, resümiert Minardi.
Omron Electronics GmbH, Langenfeld
