Diesen Einfluss nimmt das Dosiersystem auf die Qualität
Die Weltbevölkerung wächst und mit ihr auch der Bedarf an Mobilitätslösungen und moderner Medizin, um nur zwei von vielen Bereichen zu nennen. Statistiken[1] zeigen, dass deshalb der Bedarf an Stromspeichern und Batterien bis 2030 steigen wird. Auch die Anzahl individualisierter Medikamente für die älter werdende Bevölkerung wird steigen und damit die Chance, z. B. neurologische Erkrankungen wie Alzheimer mit einfach anwendbaren Transdermalen Pflastern zu behandeln.
Beide Entwicklungen – Mobilität und Medizin – sind eng an den technologischen Fortschritt im Maschinenbau gekoppelt: Ein zentraler Verfahrensschritt in der Batterieherstellung und der Fertigung von Membran- oder Matrixpflastern ist die kontinuierliche Beschichtung von Folien. Das Schweizer Unternehmen Mathis AG entwickelt und baut verschiedene Beschichtungsanlagen. Das Unternehmen nutzt nahezu das gesamte Spektrum hochentwickelter Dosierlösungen von ViscoTec, um bei ihren Beschichtungsanlagen für die allgemeine Industrie, die Batteriefertigung, die Pharmazeutische Industrie oder die Medizintechnik eine präzise und zuverlässige Dosierung unterschiedlichster Medien zu sichern. Kürzlich integrierten die Ingenieure ein ViscoTec Dosiersystem in eine Beschichtungsanlage zur Herstellung von Transdermalen Pflastern, die bei der Alzheimer-Behandlung zum Einsatz kommen. Mit transdermalen Pflastern werden ein oder mehrere Wirkstoffe direkt über die Haut in den Körper eingebracht, um ihre Wirkung im gesamten Organismus zu entfalten.
Anspruchsvolle Ausgangslage: Beschichtung und Folie
Die Mathis AG suchte eine Dosierlösung, die vor allem mit chemisch aggressiven Medien wie Aceton oder Ethanol souverän umgeht. ViscoTec gewährleistet dies durch den Einsatz von Werkstoffen, die exakt auf Material und Prozesse der Mathis AG ausgelegt sind. Die Anlagen des Schweizer Maschinenbauers (Abb.1) realisieren einen der wichtigsten Prozesse bei der Herstellung transdermaler Pflaster: die Applikation eines Beschichtungsmaterials auf eine sehr dünne Folie (Substrat). Art des Beschichtungsmaterials und Substrat korrelieren dabei eng mit den spezifischen Anforderungen der Pharmaunternehmen. Verarbeitet werden können wahlweise Folien wie PP, PET, PETC oder PETB in 4 Mikrometer und weniger. Nach der Folienzuführung wird das auf die Folie aufzutragende Material mit der ViscoTec Dosierpumpe aus dem anlagenseitig integrierten Tank angesaugt und zur Schlitzdüse gepumpt (Abb. 2). Eine vollständige Entleerung auf der Saugseite wird durch die selbstansaugende Exzenterschneckenpumpe realisiert. Auf einen Drucktank zur Versorgung der Pumpe kann dadurch verzichtet werden.
Druckseitig sichert die Exzenterschneckenpumpe einen sehr pulsationsarmen Dosierstrom. Die in dieser individuellen Beschichtungsanlage integrierte Schlitzdüse ist eine Sonderanfertigung mit eigens festgelegten technischen Parametern für die Folie Transdermaler Pflaster zur Behandlung der Alzheimererkrankung. Schlitzdüse und sehr pulsationsarmer Dosierstrom sichern einen gleichmäßigen Flächenauftrag des Mediums auf die Folie. Das macht sie zur zentralen und qualitätsbestimmenden Komponente innerhalb des Beschichtungsprozesses. Alternativ sind bei Beschichtungsvorgängen mit Medien hoher Viskosität auch Rakel einsetzbar.
Viskosität und hohe Drücke: Mathis AG vertraut auf ViscoTec Dosiersystem
An der – für sehr feine Dosierströme ausgelegten – Schlitzdüse können in Abhängigkeit von der Viskosität des Materials hohe Drücke entstehen. ViscoTec garantiert auch bei solchen Produktionsparametern die konstant identische Prozessqualität, da das Dosiersystem Gegendrücke von bis zu 24 bar toleriert.
Ist die Folie beschichtet, erfolgt über eine Gewichtsermittlung (Closed-loop-System) eine Qualitätskontrolle. Für den Fall, dass eine Anpassung der Parameter z. B. der Pumpengeschwindigkeit erforderlich ist, lässt sich das inline über die Geschwindigkeit des Servomotors realisieren. Nach dem Beschichten folgt der Trocknungsprozess in separaten Modulen. In Abhängigkeit von Folientyp und Beschichtungsmaterial liegen die Temperaturen zwischen 40°C und 80°C, um den Wirkstoff nicht zu schädigen.
Im letzten Schritt folgen das Laminieren und Aufwickeln. Die fertige Rollenware ist Ausgangsprodukt für weitere Verarbeitungsprozesse wie etwas Stanzen und Vereinzeln und damit für Transdermale Pflaster, die bei der individuellen Behandlung von neurologischen Erkrankungen aber auch in der Schmerztherapie oder in der Hormonersatztherapie zum Einsatz kommen. Von hoher Relevanz bei der Folienherstellung für Transdermalen Pflaster ist zudem die Möglichkeit, Komponenten an der Anlage werkzeuglos demontieren zu können: Materialberührende Teile wie Vorlagebehälter, Pumpe und die Schlitzdüse müssen nach jeder Charge gereinigt werden. Das intuitive Bedienen der Verschlüsse und Arretierungen beschleunigen die Demontage und verkürzen die Reinigungsprozesse. Das wirkt sich auf lange Sicht auch auf die Total Cost of Ownership für die Hersteller aus.
[1]https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1033810/umfrage/prognostizierter-jaehrlicher-leistungsbedarf-der-batterien-fuer-elektroautos/