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13.03.2014

Optisches System von Scanware kontrolliert kleine Pulvermengen

Nur gute Blister werden freigegeben

Optisches System kontrolliert kleine Pulvermengen (Bild: Scanware)

Ein Produzent von Inhalatoren muss die Dosierung kleiner Pulvermengen zuverlässig kontrollieren. Dabei hilft ihm das von Scanware, Bickenbach, entwickelte dreidimensionale Kontrollsystem Lynx-Spectra 3D. Dieses wird an die Pulvereigenschaften angepasst und auf der Verpackungsmaschine installiert.

Bei Scanware gibt es keine Standard-Anwendung; alle Kontrollsysteme sind an die Gegebenheiten des Anwenders angepasst. Mit dem Thema Pulverkontrolle beschäftigt sich bei Scanware der Entwickler Dominik Hüfner. "Zuerst brauchte ich ein Muster, um die Eigenheiten der Prüfaufgabe abzuschätzen." Sofort war klar, dass die Schwierigkeit mit der kleinen Dosis zusammenhängt. Bei weniger als 20mg pro Napf ist nicht viel Spielraum. Um sicherzustellen, dass die korrekte Pulvermenge dosiert wurde, ist der Einsatz einer Kontrollwaage unzureichend. Die Pulvermenge ist in Relation zum Verpackungsmaterial zu gering, um eine korrekte Wägung für die einzelnen Näpfe zu gewährleisten.

Für ein optisches System ist die Pulverdosierung eine Herausforderung. Die Dosierung des Pulvers erfolgt als Pellet – das Pulver wird dosiert, zusammengepresst und fällt in den Blister. Beim Auftreffen im Napf zerfällt das Pellet häufig. Damit ist die Prüfung der Anwesenheit, wie sie mit herkömmlichen Systemen erfolgt, nicht ausreichend. In jedem Napf kann sich Pulver befinden, das allein sagt noch nichts über die korrekte Menge. Diese muss ausreichen, um die Mindestdosierung einzuhalten. Die Bestimmung der Füllhöhe ist unabdingbar und nur mit einem 3D-Kontrollsystem zu erreichen.

Der Anwender prüfte europaweit alle 3D-Kontrollsysteme. Das Scanware-System liest die Höheninformationen des Blisters. Dieser wird durch einen Laser abgetastet und beleuchtet; die Zeilenkamera nimmt entsprechend Bilder auf. Daraus ergibt sich ein topografisches Bild des Blisters, das ausgewertet wird.

Bei Pulver wirft das 3D-Verfahren Triangulation ein Problem auf: Der Blick auf den Blister im vorgesehenen Winkel ruft eine Verzerrung hervor. Bei einem Festkörper ist diese Verzerrung unproblematisch, da ein Ist-Wert der Form vorhanden ist. Bei Pulver jedoch ergibt sich eine Variable in der Berechnung des Volumens. Das Pellet kann zerbröseln, in mehrere Stücke zerfallen, aufrecht stehen oder umfallen. Ein Ist-Wert kann daher nicht festgelegt werden.

Dazu Dominik Hüfner: "Um die Verzerrung auszugleichen und das dadurch entstehende Scheinvolumen zu reduzieren, muss jede Bildinformation um den Aufnahmewinkel korrigiert werden." Die Berechnung dieser geometrischen Korrektur arbeitete er in den Algorithmus ein. Die Auswertung mit dem Muster vor Ort in Bickenbach lieferte sehr gute Ergebnisse. Damit stand dem Test auf der Produktionslinie nichts mehr im Wege.

Beim Factory-Acceptance-Test war Hüfner selbst vor Ort. Nach dem Anbau des 3D-Kontrollsystems gab es allerdings ein anderes Problem. Die Kommunikation zwischen der Liniensteuerung des Unternehmens und dem System riss immer wieder ab. Dazu Dominik Hüfner: "Das Kontrollsystem ist eine Sache, die Einbindung in den Betrieb meist eine weitere Herausforderung." Doch die IT kann die Verbindung rasch sicherstellen.

Dann wurde der Lernlauf durchgeführt. Zunächst wurde der unbefüllte Blister eingelernt, anschließend der Feeder eingesetzt. Das Resultat war besser als erwartet. "Die Linie war neu und damit die Befüllung schon sehr präzise. Außerdem waren unsere Muster durch den Transport ziemlich durchgeschüttelt. Vor Ort waren die Pellets besser geformt", erzählt Dominik Hüfner. Der Anwender wollte zum Abschluss sichergehen und nahm zum Gegencheck eine manuelle Dosierung vor. In kleinen Schritten wurde die Dosis erhöht. Die Auswertung hielt, was sie versprach – nur Blister innerhalb der definierten Toleranz wurden als gut zur Versiegelung freigegeben.

Unternehmensinformation

Scanware Electronic GmbH

Darmstädter Str. 9-11
DE 64404 Bickenbach
Tel.: 06257 9352-0
Fax: 06257 9352-22

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