Dosiergenauigkeit an der Verfahrensgrenze

Gleichförmigkeit des Füllguts an der Grenze der Dosiergenauigkeit

1. Ausgangslage

   In einem klinischen Niedrigdosis-Programm wurde Granulat in Kapseln verfüllt. Die geforderte Dosierungsstärke lag so niedrig, dass die Gewichtsstreuung der Leerkapsel die Beurteilung des Füllgewichts dominierte. Bei der üblichen volumetrischen Dosierung von Granulat streut die abgefüllte Masse mit Schüttdichte und Füllvolumen — bei so geringer Dosis fällt diese Streuung relativ stark ins Gewicht. Die im Standardprozess übliche 100-%-Bruttogewichtskontrolle (Wägung jeder gefüllten Kapsel am Linienende) erfasst zwar jede Einheit, beurteilt aber nur das Bruttogewicht: Da die Leerkapsel eine eigene Gewichtsverteilung besitzt, lässt sich bei sehr geringer Füllmasse das tatsächliche Nettofüllgewicht — und damit die Gleichförmigkeit des Gehalts (Content Uniformity) — nicht zuverlässig vom Schwankungsanteil der Kapselhülle trennen.

2. Lösung

   Transfer einer Spezial-Kapselfüllanlage (Leihstellung eines Spezialherstellers für Kapselfülltechnik) an einen deutschen Produktionsstandort, dortige Qualifizierung in Kooperation mit dem Engineering und Entwicklung des zugehörigen Abfüllprozesses am Standort. Das messtechnische Kernprinzip war eine gravimetrische Einzelkapsel-Kontrolle nach dem Tara-Brutto-Verfahren: Erfasst wurden das Leerkapselgewicht (Tara) und das Gewicht der gefüllten Kapsel (Brutto) jeder einzelnen Einheit, woraus sich das Nettofüllgewicht pro Kapsel individuell ergibt — unabhängig von der Gewichtsstreuung der Hülle. Aus einer reinen Bruttokontrolle wurde so eine echte 100-%-Nettogewichtskontrolle, die die geforderte Gleichförmigkeit auch bei der niedrigsten Dosisstärke belegbar machte.

3. Störgrößenanalyse

   Eine besondere Anforderung war der Umgang mit externen Einflüssen auf die Messtechnik. Eine Präzisionswaage benötigt eine Stabilisierungszeit, bis sie einen konstanten Wert freigibt — niederfrequente Bodenschwingungen, wie sie von benachbarten Produktionsanlagen ausgehen, können diese Zeit verlängern und die Messung beeinträchtigen. Dieser Einfluss wurde bereits vorab als Risiko erkannt: Die Identifikation einer solchen nicht offensichtlichen Störgröße ist weniger eine Frage der Statistik als des mechanistischen Prozessverständnisses — der Überlegung, welche Einflüsse die Messstabilität an diesem Ort physikalisch stören können. Auf dieser Grundlage wurde das Risiko in der Produktionsplanung mitigiert: Die Belegung wurde so geplant, dass die infrage kommende benachbarte Anlage während der Herstellung der eigenen Chargen außer Betrieb war — bis hin zur Option, in die Nachtschicht auszuweichen.

4. Beitrag

   Ich verantwortete den Transfer fachlich und inhaltlich — von der Konzeption über die Durchführung bis zur Auswertung: die Fehlerfortpflanzungs-Betrachtung über sämtliche Unsicherheitsquellen, die den Transfer überhaupt begründete, die Entwicklung des Abfüllprozesses, die Erstellung der Qualifizierungsentwürfe, die Ursachenanalyse der Störgröße und die statistische Auswertung der Füllgewichtsdaten — gemeinsam mit dem Engineering vor Ort. An der Grenze der Dosiergenauigkeit entscheidet das pharmazeutisch-technologische Gesamtverständnis: das Zusammenspiel von Prozessführung, Messtechnik und Datenverständnis. Genau dort etabliere ich qualifizierte Sonderlösungen — von der mathematisch begründeten Ursachenanalyse bis zur belegten Prozessbeherrschung.

Dosiergenauigkeit an der Grenze ist kein Anlagenproblem, sondern eine Frage des Verständnisses aller kritischen Parameter — von der Prozessführung über die Messtechnik bis zur Störgröße.