Die Pharmaindustrie will derzeit vermehrt althergebrachte Batch-Produktionsabläufe ablösen und stattdessen nahtlosere, effizientere Abläufe schaffen. Gesucht werden Lösungen, mit denen sich Prozesse in Echtzeit überwachen lassen. Diesem Bedarf stellt sich auch die IMA Group, ein weltweit führender Hersteller von Verarbeitungs- und Verpackungsanlagen. IMA Active, der Pharmabereich des Unternehmens, entwickelt innovative Maschinen für die Herstellung fester Medikamente, die oral eingenommen werden. Ein Beispiel ist CROMA, eine Maschine für den ebenmäßigen Überzug von Tabletten. Mittels Omron-Vision-System ist diese Maschine nun in der Lage, die Gleichmäßigkeit von Beschichtungen sehr genau zu beurteilen. Das gilt sowohl für einzelne Tabletten als auch für alle Tabletten in ihrer Gesamtheit.
Geometrie und Kontrolle
CROMA hilft, verlässliche und kontinuierliche Abläufe zu ermöglichen, bei denen das Produkt den gesamten Beschichtungsprozess durchläuft. Kunden der Pharmaindustrie profitieren von optimierter Herstellung, Prozessflexibilität, Effizienz, kleineren Anlagen und niedrigeren Kosten. 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 mittels 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. Die interne Geometrie der Maschine wurde daher zugunsten maximaler Prozesswiederholbarkeit konzipert. 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. Genau hier unterstützt OMRON die Projektverantwortlichen von IMA Active: Bei den Bildverarbeitungssystemen von OMRON kommen hochgradig anpassbare und leistungsstarke Industriekameras zum Einsatz. Sie lassen sich in Standardsprachen programmieren und verfügen über die gängigsten, aktuellen Kommunikationsprotokolle.
Konsistenz stärkt Compliance
IMA Active setzt zudem eine computergestützte Bildverarbeitungstechnologie mit industriellem Bildverarbeitungssystem von OMRON ein, das mit High-Speed-Farbkamera (nominale Bildrate von 163 fps) und Lichtkuppel (Dome Light) ausgestattet ist. So kann das Unternehmen Prozesse kontinuierlich und in exakter Übereinstimmung mit den etablierten Standards überwachen. Das OMRON-System erfasst einerseits durchgehend Bilder, eliminiert aber zugleich andere irreführende Elemente wie Schatten oder Reflexionen, die die Inspektion beeinträchtigen können.
Doch das ist noch nicht alles: IMA Active hat außerdem eine Software zur Tablettenverfolgung basierend auf Python und OpenCV entwickelt. Giuliano Maria Emiliani, Softwareengineer bei IMA Active, berichtet: „Indem wir jedes von der Kamera aufgenommene Bild im laufenden Betrieb verarbeiten, können wir die Produktion einfacher und effizienter überwachen. Zum einen erkennt das System jede einzelne Tablette. Die Position der Tablette im nächsten Bild wird dann auf Grundlage physikalischer Überlegungen vorhergesagt, so dass 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. Das ist wirklich intelligente Automatisierung.”
Lösungen für visuelle Inspektion und Qualitätskontrolle sind nur ein Teil des umfangreichen OMRON-Angebots an industriellen Automatisierungstechnologien, das auch Robotik, Handling‑, Überwachungs- und Sicherheitssysteme umfasst. OMRON stand IMA Active auch bei Lösungsauswahl und Feinabstimmung beratend zur Seite. Bereits zu Beginn der Kooperation wurden verschiedene skalierbare Lösungen verglichen und bewertet. IMA Active konnte hierdurch Standard-Bildverarbeitungssysteme zugunsten offener und flexiblerer Technologien ausschließen.
„Geht es um Pharma 4.0 und Digitalisierungsabläufe, wissen wir, wie wichtig ein ganzheitlicher Ansatz und eine effektive Zusammenarbeit zwischen Technologieanbieter, Maschinenhersteller und ‑installateur sind, denn nur so lässt sich echte Transformation erreichen“, sagt Michela Siena, Key Account Managerin, Life Sciences, bei Omron.
Präzise Kontrolle
Das CROMA-Tablettenbeschichtungssystem, das mit dem Bildverarbeitungssystem von OMRON ausgestattet ist, hat sich als robust und anpassungsfähig erwiesen. Jede Veränderung der Prozessleistung lässt sich mittels Kontrolle der Gleichmäßigkeitsindikatoren problemlos erkennen. Die Technologie kann die von der Maschine verarbeiteten Tabletten zudem in einem CIELAB-Farbraum prüfen, um Farbabweichungen genauer zu erkennen.
Mithilfe automatisierter Inspektion kann IMA ebenmäßige Tablettenbeschichtung präziser und besser machen. Produkt und Maschine gehen hierbei eine Einheit ein: Durch umfassende Kenntnis des Produktstatus kann sich CROMA selbst regulieren und Prozesse so verfeinern. Marco Minardi resümiert: „Dieses Projekt bringt zahlreiche Vorteile für unsere Kunden und, was am wichtigsten ist, für die Patienten. Statt auf Offline-Instrumente wie Farbspektralphotometer zu setzen und so die Beschichtung einiger weniger Tabletten pro Charge zu analysieren, ermöglicht uns unsere Lösung Produktionsüberwachung in Echtzeit. Das erhöht die Zuverlässigkeit und Gesamtqualität der Herstellung erheblich und versetzt uns in die Lage, Kunden der Pharmaindustrie konkrete sicherheitsrelevante Unterstützung zu bieten.“
