Co powoduje zużycie oprzyrządowania tabletkarki: Informacje techniczne dotyczące dłuższej żywotności stempla i matrycy

Czy kiedykolwiek zmagałeś się z niestabilną jakością tabletek i gwałtownym spadkiem wydajności starannie wybranej maszyny do tabletkowania po kilku miesiącach?? Nie jesteś sam. Chociaż wielu producentów tabletkarek przypisuje maszynie spadającą jakość i wydajność, prawda jest taka, prawdopodobnie poza oczekiwaniami, że zużyte formy są prawdziwymi winowajcami.

Niezależnie od tego, czy jest to mini tabletkarka rotacyjna do małych serii, laboratoryjna tabletkarka do testów, lub wielkoformatowa prasa do tabletkowania do produkcji na pełną skalę, wszystko zależy od stanu stempli i matryc. Gdy zaczną nosić, przepływ proszku staje się niestabilny, waga tabletu dryfuje, i produkcja spada. Jak donosi Pharma Manufacturing w 2022, wymiana oprzyrządowania może być przyczyną 10 Do 15 procent kosztów utrzymania, pokazując, że nawet niewielkie zużycie może prowadzić do dużych strat.

Zrozumienie, dlaczego stemple i matryce zużywają się, jest pierwszym krokiem do ochrony narzędzi i utrzymania płynności produkcji. W tym artykule, zbadamy główne czynniki powodujące zużycie narzędzi tabletkarki i podzielimy się praktycznymi wskazówkami, które pomogą przedłużyć żywotność stempli i matryc.

1. Czynniki prowadzące do zużycia oprzyrządowania tabletkarki

W produkcji farmaceutycznej i spożywczej, zużycie pleśni jest uważane za normalne, i niewielu producentów korzystających z maszyn do produkcji tabletek lub pras do tabletek cukierków zwraca uwagę na ukryte czynniki. Jednakże, złożony proces prasowania i precyzyjnie zaprojektowane komponenty sprawiają, że przyczyny zużycia formy są różnorodne i skomplikowane. Według ekspertów i firm produkujących formy, główne czynniki przyczyniające się do zużycia formy tabletkarki są wymienione poniżej:

• Wybór materiału formy i jakość stali
• Obróbka powierzchni i powłoki
• Charakterystyka preparatu tabletkowego
• Parametry i wyrównanie tabletkarki
• Korozja i czynniki środowiskowe

Czynniki te obejmują materiały stempla i matrycy, materiały na tablety, działanie, konserwacja, i środowisko. Aby dokładniej zbadać podstawowe mechanizmy i uzyskać dogłębne zrozumienie, ten artykuł odpowiednio je zilustruje.

1.1 Wybór materiału formy i jakość stali

Jeśli uszeregujemy te czynniki, jakość stempli i matryc jest prawdopodobnie najważniejsza. Innymi słowy, materiał określa mechaniczne ograniczenia oprzyrządowania. Zarówno w tabletkarkach rotacyjnych, jak i tabletkarkach do cukierków, wybór materiału wpływa bezpośrednio na trwałość i wydajność.

Oprócz kompatybilności oprzyrządowania, twardość, chropowatość, Odporność na korozję, odporność na uderzenia, i cena są brane pod uwagę przede wszystkim przy wyborze stempli i matryc do tabletkarek. Poniżej znajduje się tabela porównawcza wydajności materiałów.

Tabela 1 Porównanie trzech powszechnie używanych materiałów do tabletkowania

(Źródło: Inżynieria Natoli, I Holland Karty danych technicznych)

Najczęściej stosowanymi materiałami na stemple i matryce w produkcji tabletek jest stal narzędziowa D2, 440C. stal nierdzewna, i stal PM (PM 3V / ASP23). Każdy z tych materiałów służy różnym celom, w zależności od wymagań produkcyjnych prasy do tabletek farmaceutycznych i warunków pracy.

Ogólnie, D2 jest szeroko stosowany w standardowych narzędziach do tabletkowania, 440C jest preferowany, gdy wymagana jest kontrola korozji, i stal PM to najlepszy wybór zapewniający maksymalną odporność na zużycie formy i długoterminową wydajność.

1.2 Obróbka powierzchni i powłoki

W większości przypadków, stan powierzchni oprzyrządowania tabletkarki, zwłaszcza stemple i matryce, ma decydujący wpływ na zużycie formy i ogólną trwałość. Gładki, dobrze utrzymane powierzchnie minimalizują tarcie i przywieranie, szorstkie lub uszkodzone przyspieszają ścieranie i skracają żywotność narzędzia, nawet najbardziej zaawansowana tabletkarka rotacyjna zacznie wykazywać nierównomierne zużycie i krótszą żywotność narzędzi. Dlatego, utrzymanie wysokiej jakości powierzchni jest niezbędne, aby zapewnić stabilną i wydajną pracę tabletkarki.

Jednym z najskuteczniejszych sposobów, aby to zapewnić, jest nałożenie odpowiedniej powłoki. Od suplementów zdrowotnych po kawałki słodkich cukierków kształtowanych za pomocą tabletkarki do cukierków, gładkie oprzyrządowanie i odpowiednie powlekanie pomagają zmniejszyć zużycie formy, chronić powierzchnię narzędzia, i poprawić jakość tabletu. Powłoki minimalizują tarcie, zapobiegać przyklejaniu się, i poprawiają odporność na zużycie i korozję, wydłużając w ten sposób ogólną żywotność stempli i matryc.

Ponieważ szorstkie powierzchnie zwiększają tarcie kontaktowe i przyczepność proszku, Technologie powlekania są szeroko stosowane w oprzyrządowaniu do tabletkowania, aby zmniejszyć zużycie formy i poprawić trwałość. Poniżej przedstawiono najczęściej stosowane powłoki:

• azotek tytanu (Cyna)
• azotek chromu (CrN)
• i węgiel podobny do diamentu (DLC)

Różne powłoki różnią się znacznie pod względem twardości, Odporność na korozję, trwałość, i koszt. Oto prosta tabela porównawcza:

Tabela 2 Plusy i minusy trzech powszechnie używanych materiałów do tabletkowania

• Stal narzędziowa D2

1. Opcja standardowa: Uważany za standard branżowy, zapewniając wysoką twardość i doskonałą odporność na zużycie.
2. Aplikacja: Nadaje się do produkcji tabletów ogólnego przeznaczenia, gdzie priorytetami są trwałość i efektywność kosztowa.

• 440Stal nierdzewna

1. Ochrona przed korozją: Zapewnia lepszą odporność na korozję przy zachowaniu dobrej twardości i gładkości powierzchni.
2. Aplikacja: Często wybierany do preparatów zawierających składniki wilgotne lub kwaśne, ponieważ właściwość stali nierdzewnej pomaga zapobiegać rdzy i przywieraniu.

• Premier Stal (PM 3V / ASP23)

1. Wysoka wydajność: Uszlachetniona mikrostruktura zapewnia bardzo wysoką twardość, wytrzymałość, i odporność na zużycie.
2. Aplikacja: Preferowany do szybkiego wytwarzania tabletek ściernych.
3. Kompromis: Bardziej kosztowne, ale zapewnia dłuższą żywotność narzędzia i zmniejszoną częstotliwość konserwacji, uzasadniając jego zastosowanie w wymagającej farmacji.

Opierając się na znaczeniu powłok stemplowych, Rich Packing oferuje wysokiej jakości narzędzia do tabletkowania dostępne z TiN, CrN, i powłoki DLC. Te rozwiązania narzędziowe są kompatybilne z różnymi modele tabletkarek, pomagając producentom osiągnąć wydajną i niezawodną produkcję.

1.3 Charakterystyka preparatu tabletkowego

Jeśli stemple i matryce tabletu mogłyby mówić, miałby wiele do powiedzenia na temat pudrów, z którymi ma do czynienia na co dzień. Niektóre mieszanki są delikatne, inne sprawiają kłopoty. Sposób interakcji poszczególnych preparatów z powierzchnią narzędzia wpływa na stabilność produkcji i zużycie formy w czasie.

• Składniki ścierne i żrące

Podczas produkcji tabletek witaminy C na maszynie do produkcji tabletek farmaceutycznych, kwasy mogą powoli powodować erozję powierzchni stempla, czyniąc je matowymi i niestabilnymi. Raport Natoli pokazuje, że niepowlekane stemple mogą korodować w ciągu dwóch tygodni pod wpływem kwaśnych mieszanek, pozostawiając ślady rdzy, które sygnalizują wczesne zużycie pleśni.

• Rola smarowania

Smary, takie jak stearynian magnezu, tworzą cienką osłonę dla prasy do tabletek lub tabletek do cukierków, redukując tarcie i chroniąc oprzyrządowanie. Nadmiar środka smarnego osłabia tabletki i powoduje ich zatykanie. Z odpowiednią równowagą, zużycie formy jest zminimalizowane, a szybka tabletkarka działa płynnie.

1.4 Naciśnij Parametry i wyrównanie

Tabletkarka działa najlepiej, gdy wszystkie części poruszają się w harmonii. Gdy stemple i matryce stracą równowagę, nawet precyzyjna tabletkarka farmaceutyczna może ulec nieoczekiwanemu zużyciu. Wielu operatorów zakłada, że ​​zwiększenie kompresji zwiększa wydajność, jednakże nadmierna siła często prowadzi do szybkiego zmęczenia stempla i skraca trwałość narzędzi.

• Przeciążenie ciśnieniowe

Zarówno w produkcji tabletek farmaceutycznych, jak i produkcji nutraceutyków, utrzymanie odpowiedniego ciśnienia jest niezwykle istotne. Badania pokazują, że przeciążenie tabletkarki rotacyjnej zaledwie o dziesięć procent może skrócić żywotność narzędzia o prawie jedną trzecią. Stabilna kompresja nie tylko chroni oprzyrządowanie, ale także zapewnia stałą wagę i twardość tabletu.

Badanie przeprowadzone przez Elizabeth Carbide wykazało, że zwiększenie nacisku zaledwie o dziesięć procent może skrócić trwałość narzędzia o prawie jedną trzecią. Zbyt mocne naciśnięcie może na krótko zwiększyć moc wyjściową, ale na dłuższą metę szkodzi to zarówno jakości tabletu, jak i trwałości narzędzi.

• Niewspółosiowość i obciążenie mimośrodowe

Kolejnym ukrytym ryzykiem jest niewspółosiowość. Nawet niewielkie odchylenie w tabletkarce o dużej prędkości może powodować nierówne naprężenia i wyszczerbianie końcówek stempli. Dlatego też regularna kalibracja i precyzyjna regulacja są niezbędne w przypadku każdej automatycznej tabletkarki, utrzymanie oprzyrządowania tabletkarki w dobrym stanie i utrzymanie długoterminowej wydajności produkcji.

1.5 Czynniki środowiskowe

Wyobraź sobie, że latem zostawiasz zimny napój na biurku. Na szkle szybko tworzą się maleńkie kropelki. To samo dzieje się podczas prasowania tabletek, gdy chłodne stemple i matryce spotykają się z ciepłem, wilgotne powietrze. Wilgoć osadza się na narzędziach, i z biegiem czasu, powierzchnie tracą połysk, pojawia się rdza, i zużycie przyspiesza. Oto jak wilgotność wpływa na produkcję.

Zmiany temperatury pogarszają sytuację. Gdy otoczenie wielokrotnie się ociepla i ochładza, powłoka stempla może osłabić się, pozwalając na rozwój korozji.

Kondensacja to kolejny ukryty problem. Niezależnie od tego, czy używasz maszyny do produkcji tabletek do suplementów, czy maszyny do tabletkowania cukierków do wyrobów cukierniczych, utrzymywanie stałej temperatury i wilgotności pomaga chronić oprzyrządowanie i przedłużyć żywotność tabletkarki.

2. Strategie wydłużania żywotności stempli i matryc

Wszystkie czynniki, które omówiliśmy, od materiału formy i jakości stali, obróbki powierzchni, preparaty w postaci tabletek, parametry prasy, wyrównanie, na korozję i warunki środowiskowe, może wydawać się niewielki sam. Jednakże, z biegiem czasu po cichu zużywają się oprzyrządowanie tabletkarki.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​większości tego zużycia można zapobiec. Przestrzegając właściwej obsługi, składowanie, i praktyk konserwacyjnych, stemple mogą pozostać gładkie, tarcie można zmniejszyć, a ich żywotność można znacznie wydłużyć.

• Praktyki obsługi

Wydłużanie żywotności stempla zaczyna się od prawidłowego obchodzenia się z nim, szczególnie dla dowolnej maszyny do tabletkowania na linii produkcyjnej. Jeśli stemple zostaną pozostawione w wilgotnym kącie bez tacek i powłoki antykorozyjnej, korozja może rozpocząć się po cichu, zmniejszenie wydajności. Natoli podkreśla, że ​​właściwe przechowywanie może wydłużyć żywotność stempla 25-35 procent.

Przed każdą partią, sprawdź stemple pod kątem zużycia lub mikropęknięć. Nawet niewielka rysa spowodowana resztkami proszku może uszkodzić setki tabletek podczas kompresji. Wczesne inspekcje są niezbędne dla płynnej produkcji, niezależnie od tego, czy produkujesz tabletki farmaceutyczne na dużą skalę, czy używasz maszyny do produkcji tabletek na małą skalę.

• Obróbka powierzchniowa

Ponowne polerowanie i ponowne powlekanie może przywrócić stemplom optymalny stan. Polerowanie wygładza powierzchnię, podczas ponownego malowania dodaje warstwę ochronną, aby zapobiec przedwczesnemu zużyciu. Na przykład, Tabletkarka do cukierków może odnieść takie same korzyści w zakresie konserwacji, jak prasa do tabletek musujących o dużej wydajności stosowana w produkcji witamin. European Pharmaceutical Review zauważa, że ​​ponownie powlekane stemple mogą wytrzymać 50 procent dłużej, uczynienie rutynowej konserwacji opłacalnym sposobem na utrzymanie wydajności.

• Codzienna konserwacja

Rutynowe czyszczenie i smarowanie po każdym cyklu ma kluczowe znaczenie, aby zapobiec gromadzeniu się proszku i zmniejszyć ścieranie. Pominięcie nawet jednej partii może spowodować stępienie stempli i skrócenie żywotności narzędzi.

Operatorzy korzystający z mini tabletkarki często przeprowadzają codzienne skrupulatne kontrole, aby utrzymać stałą jakość tabletek. Wielkogabarytowe linie wyposażone w automatyczną tabletkarkę polegają na planowej konserwacji, aby zapewnić płynną produkcję z dużą szybkością.

Dodatkowo, specjalistyczny sprzęt, taki jak rotacyjne maszyny do tabletkowania farmaceutycznego, maszyny do tabletkowania witamin, i maszyny do tabletkowania cukierków korzystają z regularnego czyszczenia, aby uniknąć zanieczyszczeń krzyżowych, zachować konsystencję tabletki, i wydłużyć ogólną żywotność maszyny.

• Kontrola przechowywania i środowiska

Stemple są sercem każdej tabletkarki, a nawet najsilniejsze serce może zawieść, jeśli otoczenie jest nieodpowiednie. Wilgotne powietrze powoduje rdzę, zmiany temperatury powodują wyginanie części, a kurz pozostawia drobne rysy na powierzchni. W rezultacie, utrzymywanie ciosów w czystości, suchy, i stabilne środowisko zachowuje gładkie wykończenie i zapewnia, że ​​każdy tablet jest spójny i wysokiej jakości.

Linie produkcyjne wykorzystujące szybkie tabletkarki rotacyjne lub mini tabletkarki rotacyjne zauważają mniej defektów i dłuższą żywotność stempla. Nawet linie cukierków i tabletek musujących zyskują na właściwym przechowywaniu, ograniczając nieoczekiwane przestoje i utrzymując niezawodność produkcji.

• Monitorowanie predykcyjne i zarządzanie narzędziami

Wreszcie, śledzenie stanu narzędzi się opłaca. Regularne kontrole, w tym długość stempla, zużycie końcówki, i stan otworu matrycy pomagają wiedzieć, co dokładnie się dzieje. Narzędzia cyfrowe i komparatory optyczne monitorują każdy stempel i matrycę w czasie rzeczywistym, pomagając maszynom do produkcji tabletów zachować doskonałą formę. Z monitorowaniem predykcyjnym, zespoły mogą naprawić lub wymienić części, zanim zaczną się problemy, utrzymanie stałej produkcji i niskich kosztów. Do maszyn do tabletkowania o dużej wydajności, to inteligentne podejście oznacza mniej przestojów, mniej defektów, i płynniejsze przebiegi od partii do partii.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o szczegółowych rozwiązaniach przedłużających żywotność form, możesz kliknij tutaj aby uzyskać więcej informacji.

3. Końcowe słowa

W produkcji tabletów, stemple i matryce są kluczem do stałej jakości i wydajności. Tworzywo, obróbka powierzchni, naciśnij ustawienia, i środowisko wpływają na zużycie narzędzi. Właściwa obsługa, konserwacja, i inteligentne urządzenia pomagają zapobiegać korozji, zmniejszyć zużycie pleśni, i utrzymuj płynność produkcji.

Rich Packing zdaje sobie sprawę z tych wyzwań i stara się pomóc Ci chronić Twoje narzędzia, utrzymuj jakość tabletu, i zapewnij niezawodną produkcję, zapewniając spokój ducha podczas operacji prasowania tabletu.

Referencje:

• Bostońska Grupa Konsultingowa. (2023). Strategiczne podejście do kosztów w Biopharma. Pobrane z https://www.bcg.com/publications/2023/biopharma-manufacturing-cost-reduction
• Firma Inżynierska Natoli, Inc. (2021). Biuletyn Techniczny: Wpływ preparatów kwasowych na niepowlekaną stal narzędziową D2.
• I Holland spółka z ograniczoną odpowiedzialnością. (2020). Arkusze danych technicznych: Właściwości materiału narzędziowego i powłoki.
• Elizabeth Carbide Die Co., Inc. (2021). Badanie trwałości oprzyrządowania tabletkarki i badania wpływu ciśnienia.
• Fette Compacting GmbH. (2022). Raport z badań na temat wyrównania stempla i rozkładu zużycia.