Gleichmäßigkeit im Fokus

Die Messung der relativen Standardabweichung (RSD) ist ein übliches Verfahren, um die Gleichmäßigkeit des Filmcoatings zu beschreiben. Je geringer die relativen Standardabweichungen, desto besser.

Normalerweise ist die Gewichtszunahme der interessante und wichtige Wert beim Tablettencoating. Beim Wirkstoffcoating sieht die Welt anders aus. Hier müssen nicht nur die Gewichtszunahme und damit der Wirkstoffgehalt stimmen – hier ist es auch unerlässlich, eine hohe Gleichmäßigkeit des Coatings zu erreichen. Von einer hohen Gleichmäßigkeit des Coatings profitieren jedoch auch die Standardanwendungen. So kann zum Beispiel eine gleichmäßige Farbverteilung mit deutlich weniger Coatingmaterial erreicht werden.

Wie gleichmäßig ist das Ergebnis?

Es haben sich drei Methoden etabliert, um die Coatinggleichmäßigkeit zu bestimmen:

Markierte Tabletten wiegen: Eine statistisch relevante Anzahl an Tabletten wird vor dem Coating einzeln gewogen und markiert. Die Tabletten werden dann dem Coatingbatch hinzugefügt und lackiert. Nach dem Coating – hier ist nur eine klares Coating möglich – werden die markierten Tabletten wieder aus dem Gesamtbatch zurücksortiert und wieder einzeln gewogen. Aus den ermittelten Werten kann dann die relative Standardabweichung in der Gewichtszuname bestimmt werden. Einflüsse des Tablettenkerns sind dabei ausgeschlossen.
Statistisches Wiegen: Vor und nach dem Coating wird jeweils eine große Menge Tabletten – 500 Stück und mehr – zufällig aus dem Batch entnommen. Aus den statistischen Daten vor und nach dem Coating können dann ebenfalls Rückschlüsse auf die Gleichmäßigkeit des Filmauftrags ermittelt werden.
Gehaltsbestimmung einer Markersubstanz: Im Lack ist eine Markersubstanz oder ein Wirkstoff, die nicht in der Tablette sind. Nach erfolgreichem Coating werden Tabletten dem Batch entnommen, einzeln aufgelöst und hinsichtlich der Markersubstanz untersucht.
Drei Basisoperationen des Coatings

Filmcoating-Prozesse können in die Basisoperationen Sprühen, Trocknen und Mischen zerlegt werden. Jede einzelne muss sorgfältig und in Abstimmung mit den anderen optimiert werden.

Abgesehen von der Coatingflüssigkeit selbst sind beim Sprühen zwei Seiten zu betrachten. Die Sprühausrüstung selbst, bestehend aus Düsentyp, Düsenöffnung, Anzahl der Düsen und Abstand von Düse zu Düse. Auf der anderen Seite sind die Prozessparameter zu betrachten, die da wären Düse-Bett-Abstand und Winkel, Sprührate sowie Zerstäuber- und Formierluftdruck.
Die Coating-Düsen sind der Schlüssel zum effektiven Coating. Ein einstellbares ovales Sprühbild und die sogenannten „Anti bearding caps“ zählen heute zum Stand der Technik. Insbesondere der Düse-Düse-Abstand muss sorgfältig ausgelegt werden, große Überlappungen des Sprays sollten ebenso vermieden werden wie ein zu großer Abstand, der die Sprühkapazität durch geringe Düsenzahl einschränkt. Darüber hinaus muss der Abstand der Düsen zum Bett beachtet werden, denn durch diesen verändert sich natürlich auch die Breite des Sprays. In Prozessen mit hohen Gewichtszunahmen kann es sinnvoll sein, den Düsenarm dem Tablettenbett nachzuführen. Auch dem Neigungswinkel des Düsenarmes sollte die notwendige Beachtung geschenkt werden. Dieser sollte so gewählt werden, dass das Tablettenbett möglichst weit oben besprüht wird, jedoch keine Mitnehmer lackiert werden. Dann haben die Tabletten die längstmögliche Zeit abzutrocknen, während sie auf dem bewegten Bett nach unten gleiten.

Sprühtrocknung vermeiden

Sobald die Coatingflüssigkeit die Tablette erreicht hat, sollte sie möglichst schnell wieder abtrocknen. Dieses Trocknen wird gewährleistet durch die Zuluft, die durch die Trommelperforation in das Tablettenbett gelangt. Zulufttemperatur und -feuchte, Zuluftmenge und Trommelperforation sind hierbei wichtige Parameter. Sie müssen so eingestellt sein, dass weder Überfeuchtung noch Sprühtrocknung auftritt. Insbesondere die Sprühtrocknung ist eine oft gesehene Begleiterscheinung des Coatings. Die Trocknungsleistung kann durch die Art der Luftführung durch den Coater beeinflusst werden. Die meisten Coater werden von oben belüftet, während die Abluft seitlich durch die Trommel abgezogen wird. Andere führen Zu- und Abluft durch das Tablettenbett. Diese Art der Luftführung steht für wenig Turbulenzen und eine kalte Umgebung im Bereich des Sprays. Beides wirkt der Sprühtrocknung entgegen.

Die letzte – aber nichtsdestotrotz wichtige – Basisoperation im Coating ist das Mischen des Tablettenbettes. Idealerweise werden die Tabletten in der Trommel so gemischt, dass sie in statistisch gleichmäßigen Zeitabständen dem Spray präsentiert werden. Gleichzeitig muss das Mischen aber schonend sein, um empfindliche Tabletten nicht zu schädigen. Historisch gesehen wurde das Filmcoating aus dem früher üblichen Zuckercoating weiterentwickelt. Vermutlich ist das der Grund, warum viele der heute gebräuchlichen Coatingtrommeln – auch die vollperforierten – kurz und dick sind. Warum auch immer – diese Trommelform ist für das Filmcoating nicht optimal, denn sowohl die mechanische Belastung durch ein dickes Tablettenbett und das schlechte Durchmischen sprechen dagegen. Besser sind langgezogene Coatingtrommeln mit Spiralen als Mischelementen. Die Spiralen sorgen für ein stetiges und schonendes Durchmischen, das flache Tablettenbett steht für geringen Massendruck und damit äußerst schonender Behandlung der empfindlichen Tabletten.

Optimiertes Design

Natürlich bietet ein langes Tablettenbett die Möglichkeit, viele Coatingdüsen – und somit hohe Sprühraten bei hoher Gleichförmigkeit des Auftrags – in der Trommel unterzubringen. Dabei darf aber die Trocknungsluft nicht vernachlässigt werden. Eine hohe Sprührate bedarf gleichfalls einer hohen Trocknungsluftmenge, die möglichst wirbelfrei in den Coater eingeleitet werden muss. Dies gelingt ideal, wenn die Luft von unten in das Tablettenbett einströmt. Im ersten Durchgang durch das Tablettenbett nimmt die Luft schon eine beträchtliche Menge Feuchtigkeit auf und kühlt stark ab. Anschließend strömt die Luft nahezu turbulenzfrei aus dem Tablettenbett aus, um dann wieder seitlich im Gleichstrom mit dem Spray abgezogen zu werden. So gehört Sprühtrocknung der Vergangenheit an. Lackverluste durch Sprühtrocknung liegen üblicherweise im Bereich von 2% und weniger. Prozesszeiten können oftmals um bis zu 40% gegenüber anderen am Markt befindlichen Systemen reduziert werden.

Auch das Handling gewinnt. Durch Drehrichtungswechsel der Coatingtrommel können alle Tabletten schnell und einfach entleert werden. So werden beispielsweise für das vollautomatische Entleeren von 400 kg Tabletten lediglich rund 10 min benötigt.