2025-09-23
Häufige Probleme und Diskussionen an einer Rundläufer-Tablettenpresse
Eine Rundläufer-Tablettenpresse ist eine Art von mechanischer Ausrüstung, die in Industrien wie Pharma, Lebensmittel und Chemie eingesetzt wird, hauptsächlich zum Verdichten von pulverförmigen oder granulierten Materialien zu Tabletten. Während der praktischen Anwendung treten jedoch häufig Probleme wie Gewichtsschwankungen, Pulverleckage und Lärm auf. Daher analysiert dieser Artikel die häufigen Probleme von Rundläufer-Tablettenpresse und schlägt entsprechende Lösungen vor, um eine theoretische Anleitung für den Produktionsprozess zu geben.
Tablettenpressen sind eines der am häufigsten verwendeten Geräte in der pharmazeutischen Industrie, die zum Verdichten von Arzneimittelpulvern oder -granulaten zu verschiedenen Arten von Tabletten eingesetzt werden, wie z. B. Vitamintabletten, Antibiotikatabletten und Schmerztabletten. Basierend auf ihren Eigenschaften und Funktionen können Tablettenpressen in Einzeltablettenpressen, Mehrfach-Tablettenpressen, Doppelschicht-Tablettenpressen, Rundläufer-Tablettenpresse und andere Typen unterteilt werden. Unter diesen ist die Rundläufer-Tablettenpressen für ihre hohe Produktionseffizienz und den kontinuierlichen Betrieb bekannt, wodurch sie sich für die industrielle Großserienproduktion eignet und somit in pharmazeutischen Herstellungsaktivitäten weit verbreitet ist.
Die ursprüngliche Definition der inländischen Hochgeschwindigkeits-Rundläufer-Tablettenpresse war, dass die lineare Geschwindigkeit des Mittellochzentrums der mittleren Matrize nicht weniger als 60 m/min betragen sollte. Mit der kontinuierlichen Expansion des pharmazeutischen Tablettenmarktes, den Fortschritten in der Tablettierprozesstechnologie und der Steuerungstechnologie sowie den steigenden Qualitätsanforderungen für die Tablettierung unter GMP-Zertifizierung sind Rundläufer-Tablettenpresse nach und nach zu einem Symbol für hohe Leistung und hohe Effizienz geworden [1]. Während der Produktion und des Gebrauchs stoßen die Bediener jedoch häufig auf eine Reihe von häufigen Problemen, die sich negativ auf die Granulatqualität und die Produktionseffizienz auswirken können. Um den Herstellern zu helfen, diese Probleme besser zu verstehen und anzugehen, untersucht dieser Artikel die häufigen Probleme von Rundläufer-Tablettenpressen und entsprechende Gegenmaßnahmen.
Teil 01: Funktionsprinzip der Rundläufer-Tablettenpressen
Der Arbeitsablauf einer Rundläufer-Tablettenpresse ist ein kontinuierlicher Kreislauf. Dieser Kreislauf umfasst die Füllzone, die Verdichtungszone und die Restmaterialrückgewinnungs- und Entstaubungszone. Jede Zone hat ihre spezifische Funktion, und durch das kontinuierliche Zusammenspiel dieser Zonen wird das Material letztendlich zu Tabletten verdichtet, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1: Vereinfachte Darstellung des Arbeitsablaufs einer Rundläufer-Tablettenpresse
Füllzone: Die Hauptfunktion der Füllzone besteht darin, das Pulver gleichmäßig in die Matrizenlöcher zu verteilen und so eine gleichmäßige Materialmenge für jeden Tablettierzyklus zu gewährleisten. Dieser Prozess wird typischerweise durch einen Feeder oder Schaber erreicht, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2: Halbmondförmiger Zuführrahmen (Vorderansicht links, Rückansicht rechts) mit Schabern auf beiden Seiten
Verdichtungszone: Das Material gelangt in die Hauptverdichtungszone. Diese Zone hat ein Paar Hauptverdichtungswalzen, bei denen sich die oberen und unteren Stempel unter der Einwirkung der Hauptverdichtungswalzen annähern und einen größeren Druck auf das Material ausüben, um es schließlich zu einer Tablette zu formen. Der obere Stempel, die mittlere Matrize und der untere Stempel sind in Abbildung 3 dargestellt.
Abbildung 3: Links: Oberer Stempel, Mitte: Unterer Stempel, Rechts: Mittlere Matrize
Restmaterialrückgewinnungs- und Entstaubungszone: Während des Tablettierprozesses können einige Pulver oder Fragmente um die Matrize verbleiben. Die Funktion dieser Zone besteht darin, diese Rückstände zu entfernen, die Sauberkeit im Tablettierbereich aufrechtzuerhalten und das zurückgewonnene Restmaterial zu recyceln. Dieser Prozess wird typischerweise durch Vakuumabsaugung oder andere Entstaubungsgeräte erreicht.
Nachdem der Füllbereich, der Hauptverdichtungsbereich und der Restmaterialrückgewinnungs- und Entstaubungsbereich durchlaufen wurden, ist ein Zyklus abgeschlossen, um das Material zu Tabletten zu verdichten. Kontinuierliches Tablettieren ist die Wiederholung dieses Zyklus.
Teil 02: Häufige Probleme mit Rundläufer-Tablettenpressen
Während des Einsatzes von Rundläufer-Tablettenpresse können verschiedene Probleme auftreten, die sich auf die Produktionseffizienz und die Tablettenqualität auswirken. Im Folgenden werden einige häufige Probleme und ihre potenziellen Ursachen aufgeführt.
2.1 Pulverleckage-Phänomen
Definition von Pulverleckage: Für ein Material mit der Masse M1 ist die Masse der produzierten Tabletten (einschließlich qualifizierter und nicht qualifizierter Tabletten) M2. Die Massendifferenz M0 = M1 - M2 ist die Menge der Pulverleckage [1]. Starke Pulverleckage kann zu Materialverschwendung und Kontamination der Arbeitsumgebung führen.
Es gibt viele Ursachen für Pulverleckage, wie im Folgenden detailliert beschrieben:
Probleme mit dem Zuführsystem: Schlechte Dichtungsleistung des Zuführsystems, übermäßige Zuführgeschwindigkeit oder ein unvernünftiges Feeder-Design können während des Zuführprozesses zu Pulverleckage führen.
Schlechte Schabewirkung: Wenn der Schaber am halbmondförmigen Zuführrahmen das Restmaterial aus dem Sammeltank nicht umgehend zurück in den Feeder zurückführt, sammelt sich das Restmaterial an und wird schließlich beim Drehen des mittleren Revolvers herausgeschleudert, was zu Pulverleckage führt, wie in Abbildung 4 dargestellt.
Abbildung 4: Pulverleckage-Phänomen
Schlechte Matrizendichtung: Übermäßiges Spiel zwischen dem oberen Stempel, dem unteren Stempel und dem Matrizenloch, Matrizenverschleiß oder unsachgemäße Installation können die Dichtungsleistung beeinträchtigen und zu Pulverleckage führen.
Übermäßige Vibration der Tablettenpresse: Vibrationen, die während des Maschinenbetriebs erzeugt werden, können Pulverleckage verursachen.
Schlechte Materialfließfähigkeit: Wenn das Material eine schlechte Fließfähigkeit oder eine ungleichmäßige Partikelgrößenverteilung aufweist, neigt es dazu, sich während der Zuführung und Tablettierung zu verteilen, was die Wahrscheinlichkeit von Pulverleckage erhöht.
2.2 Probleme mit der Tablettengewichtsvariation
Tablettengewichtsvariationen in Rundläufer-Tablettenpresse können durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie im Folgenden aufgeführt:
Materialeigenschaften: Wenn beispielsweise die Feuchtigkeit des Materials zu hoch oder zu niedrig ist, beeinträchtigt dies seine Fließfähigkeit, was zu ungleichmäßiger Zuführung und folglich zu ungleichmäßigem Tablettengewicht führt.
Große Dichteunterschiede im Material: Dies kann zu Schichtbildung während der Zuführung führen, was zu ungleichmäßiger Zuführung führt.
Pulverleckage: Leckage und Streuung von Pulver können zu ungleichmäßigem Füllen der Matrizenlöcher führen, was das Gewicht und die Gehaltskonsistenz der Tabletten beeinträchtigt.
Starker Matrizenverschleiß: Längerer Gebrauch kann zu Matrizenverschleiß, Oberflächenschäden oder Verformungen führen, was die Materialfüllung und die Verdichtungseffektivität beeinträchtigt und zu ungleichmäßiger Materialfüllung führt.
Ungleichmäßiger Tablettierdruck: Ungleichmäßiger Druck zwischen den oberen und unteren Stempeln kann zu Gewichtsschwankungen in den Tabletten führen.
2.3 Probleme mit der physikalischen Qualität von Tabletten
Probleme mit der physikalischen Qualität von Tabletten sind ebenfalls kritisch während des gesamten Produktionsprozesses. Diese Probleme wirken sich in erster Linie auf das Aussehen, die mechanische Festigkeit und das Zerfallsverhalten der Tabletten aus. Häufige Probleme mit der physikalischen Qualität sind unzureichende oder übermäßige Tablettenhärte, raue Tablettenoberflächen und Tablettenbruch oder -risse. Die Hauptfaktoren, die die Tablettenqualität beeinflussen, sind unsachgemäße Druckeinstellungen, ungeeigneter Materialfeuchtigkeitsgehalt, ungleichmäßige Partikelgrößenverteilung und schlechte Materialfließfähigkeit. Darüber hinaus hilft die Überprüfung, ob das Matrizendesign vernünftig ist, ob die Matrizenoberfläche rau oder kontaminiert ist und ob sie beschädigt ist, auch bei der Identifizierung der Ursachen für Probleme mit der physikalischen Qualität.
2.4 Probleme mit Lärm und Vibrationen
Jede rotierende Maschine erzeugt während des Betriebs unweigerlich Vibrationen und Lärm. Rundläufer-Tablettenpressen weisen während des Gebrauchs ebenfalls spürbaren Lärm und Vibrationen auf. Der Lärm stammt hauptsächlich von Komponenten wie dem Hauptmotor, dem Hauptgetriebe-Schneckengetriebe, der Hauptwelle und dem Stempelrevolver. Beispielsweise kann eine geringe Präzision der Hauptmotorlager oder ein übermäßiges Lagerspiel zu erhöhten Vibrationen und Lärm in der Rundläufer-Tablettenpresse führen. Verschleiß der Schnecke und des Schneckenrads im Hauptgetriebe-Schneckengetriebe, schlechtes Eingreifen, Lagerschäden oder -ausfall sowie schlechte Schmierung können ebenfalls zu diesem Phänomen führen. Unwucht aufgrund ungleichmäßiger Massenverteilung während der Herstellung des Stempelrevolvers oder Beschädigung während des Gebrauchs sowie Koaxialitätsfehler in den oberen, mittleren und unteren Stempellöchern des Revolvers, die zu ungleichmäßiger Kraft auf die Stempel während der Tablettierung führen, können ebenfalls Vibrationen und Lärm auslösen.
2.5 Sonstige Probleme
Zusätzlich zu den oben genannten Problemen können andere Probleme auftreten, wie z. B. Verstopfungen des Zuführsystems, ungleichmäßiger Ausstoß und ungleichmäßige Tablettenfärbung. Nur durch das Verständnis der zugrunde liegenden Ursachen können diese Probleme besser gelöst und somit qualitativ hochwertigere Produkte hergestellt werden.
Teil 03: Gegenmaßnahmen für häufige Probleme
3.1 Gegenmaßnahmen für das Pulverleckage-Phänomen
Für das Pulverleckage-Phänomen werden hauptsächlich die folgenden Maßnahmen ergriffen:
Verbesserung der Struktur des Entstaubungsmechanismus: Installieren Sie eine Entstaubungsklinge oder einen Schaber am halbmondförmigen Zuführrahmen, wie in Abbildung 5 dargestellt. Überprüfen Sie regelmäßig die Entstaubungswirkung der Klinge oder des Schabers und ersetzen Sie sie regelmäßig.
Abbildung 5: Arbeitszustand der Stanzmatrize und der Schaberplatte im halbmondförmigen Zuführrahmen
Auswahl geeigneter Rohstoffe: Wählen Sie pulverförmige Rohstoffe mit guter Fließfähigkeit und gleichmäßiger Partikelgröße, um die Staubentwicklung zu reduzieren.
Verbesserung der Abdichtung der Tablettenpresse: Verbessern Sie die Abdichtung des Tablettierbereichs und des Pulverfördersystems. Passen Sie die Matrizenspiele an, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung zwischen den oberen und unteren Stempeln zu gewährleisten. Überprüfen Sie regelmäßig den Verschleiß von Stempeln und Matrizen und ersetzen Sie stark abgenutzte Teile umgehend, um glatte Matrizenoberflächen zu gewährleisten und Pulverleckage zu minimieren.
Verwenden Sie ein effizientes Staubabsaugsystem: Installieren Sie Saugvorrichtungen an Schlüsselpositionen der Tablettenpresse, um ausgetretenes Pulver umgehend zu entfernen und die Sauberkeit der Ausrüstung und der Arbeitsumgebung aufrechtzuerhalten.
Die Behebung von Tablettengewichtsvariationen erfordert eine umfassende Berücksichtigung und Optimierung von Ausrüstung, Prozessen, Rohstoffen und Betriebsabläufen.
Verbesserung des Zuführsystems: Überprüfen Sie regelmäßig den Trichter, den Feeder und die Förderleitungen, um sicherzustellen, dass keine Verstopfungen oder Pulverrückstände vorhanden sind. Stellen Sie sicher, dass das Zuführsystem eine gleichmäßige und stabile Materialzufuhr gewährleistet. Verwenden Sie ein automatisiertes Zuführsystem, um die Gleichmäßigkeit und Konsistenz zu erhöhen.
Anpassen der Matrizenspiele: Überprüfen und ersetzen Sie regelmäßig beschädigte Matrizen, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung zwischen den oberen und unteren Stempeln, gleichmäßige Öffnungsgrößen und gleichmäßige Spiele zu gewährleisten, um Pulverleckage zu verhindern.
Um Probleme mit der physikalischen Qualität von Tabletten zu beheben:
Verbesserung der Materialfließfähigkeit: Kontrollieren Sie die Materialfeuchtigkeit, Viskosität und Partikelgröße. Vermeiden Sie zu nasse oder zu trockene Bedingungen, da diese zum Anhaften oder Reißen führen können.
Anpassen der Druckeinstellungen: Optimieren Sie den Druck zwischen den oberen und unteren Stempeln, indem Sie geeignete Druckparameter einstellen. Übermäßiger oder unzureichender Druck kann zu Tabletten führen, die zu hart oder zu weich sind.
Überprüfen der Matrizenoberflächen: Stellen Sie sicher, dass die Matrizenoberflächen glatt und frei von Verschleiß sind, da dies die Tablettenqualität erheblich beeinflusst.
Verwenden Sie Schmiermittel angemessen: Reinigen und polieren Sie die Matrizen regelmäßig und ersetzen Sie beschädigte umgehend, um Probleme mit der physikalischen Qualität zu reduzieren.
Lärm und Vibrationen sind in Maschinen unvermeidlich, aber die Optimierung dieser Probleme kann die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern, den Bedienkomfort verbessern und die Tablettenqualität erhöhen.
Optimierung der Verwendung des Hauptmotors: Die ideale Frequenz für den Hauptmotor liegt bei der Industriefrequenz. Wenn er häufig erheblich abweicht, wird ein Frequenzumrichter empfohlen.
Regelmäßige Inspektion von Schneckenrädern und Schnecken: Überprüfen Sie auf Verschleiß und Schmierung und stellen Sie sicher, dass ausreichend und hochwertiges Schmiermittel vorhanden ist, um Reibung und Lärm zu reduzieren.
Warten Sie die Lager: Überprüfen und ersetzen Sie regelmäßig abgenutzte oder fehlerhafte Lager. Verwenden Sie hochwertige Lager mit ordnungsgemäßer Schmierung, um Lärm und Vibrationen zu minimieren.
Gewährleistung der Qualität des Stempelrevolvers: Verwenden Sie hochpräzise, hochwertige Stempelrevolver. Stellen Sie eine ordnungsgemäße Installation, glatte Oberflächen und die erforderliche Präzision sicher. Überprüfen Sie die Ausrichtung zwischen dem Stempelrevolver und den Matrizen, um geeignete Spiele zu gewährleisten, wie in Abbildung 6 dargestellt, und schmieren Sie sie gegebenenfalls. Wuchten Sie den Stempelrevolver aus, um eine reibungslose Drehung zu gewährleisten und Lärm und Vibrationen zu reduzieren.
Abbildung 6: Vergleich vor und nach der Matrizeninstallation
Die Mitarbeiterschulung und standardisierte Abläufe sind für den Einsatz jeder Industrieausrüstung, insbesondere für komplexe und Präzisionsgeräte wie Rundläufer-Tablettenpressen, von entscheidender Bedeutung.
Schulen Sie die Mitarbeiter: Richten Sie sie ein, um potenzielle Sicherheitsrisiken zu erkennen und zu beheben. Bringen Sie ihnen bei, wie sie Geräteparameter wie Druck, Drehzahl und Füllvolumen einstellen und anpassen, um die Produktqualität und die Produktionseffizienz zu gewährleisten.
Richten Sie ein Produktionsaufzeichnungssystem ein: Führen Sie detaillierte Aufzeichnungen über Produktionsparameter, Gerätestatus und Bedienerinformationen für jede Charge, um die Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle zu ermöglichen.
Führen Sie regelmäßige Wartungsarbeiten durch: Führen Sie routinemäßige Schmierung und Reinigung durch, um zu verhindern, dass Staub und Verunreinigungen die Ausrüstung beschädigen und einen reibungslosen Betrieb gewährleisten.
Mit dem Fortschritt von Industrie 4.0 und der intelligenten Fertigung werden Rundläufer-Tablettenpressen zunehmend Automatisierungs- und intelligente Technologien integrieren. Beispielsweise können fortschrittliche Sensoren und Steuerungssysteme während der Produktion wichtige Parameter in Echtzeit überwachen und so die Effizienz und Produktqualität verbessern.
Darüber hinaus wächst mit der Alterung der Weltbevölkerung und der Zunahme chronischer Krankheiten die Nachfrage nach wirksamen und sicheren Medikamenten weiter. Dies wird die weit verbreitete Anwendung von Rundläufer-Tablettenpressen in der pharmazeutischen Industrie vorantreiben, um den Bedarf an der Großserienproduktion von hochwertigen Tabletten zu decken.
Über den traditionellen Pharmabereich hinaus expandiert auch der Einsatz von Rundläufer-Tablettenpresse in den Märkten für Nutrazeutika und Nahrungsergänzungsmittel. Mit zunehmendem Gesundheitsbewusstsein wird die Nachfrage nach Vitaminen, Mineralien und anderen Nahrungsergänzungsmitteln weiter steigen, was neue Marktchancen für Tablettenpressen schafft.
Darüber hinaus werden pharmazeutische Unternehmen in verschiedenen Regionen mit zunehmender Globalisierung einem intensiveren internationalen Wettbewerb ausgesetzt sein. Um sich einen Platz auf dem Weltmarkt zu sichern, müssen sich die Hersteller von Rundläufer-Tablettenpressen an internationale Standards wie GMP (Good Manufacturing Practices) und FDA (U.S. Food and Drug Administration) halten und die Einhaltung verschiedener nationaler Gesetze und Qualitätsanforderungen gewährleisten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zukunft der Rundläufer-Tablettenpresse voller Chancen und Herausforderungen ist. Durch kontinuierliche technologische Innovationen und Marktexpansion werden diese Geräte in der Pharmazie, in Nutrazeutika, Nahrungsergänzungsmitteln und anderen Bereichen eine immer wichtigere Rolle spielen.
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