06 de setembro de 2017 | Cápsulas

Enchimento de cápsulas

Llenado de cápsulas

A mudança de peso em cápsulas cheias com duas peças é um evento comum. Este artigo explica por que o peso de suas cápsulas pode variar e como corrigir o problema.

Durante um seminário sobre enchimento de cápsulas no ano passado, pedi para os assistentes escolher o problema mais comum que eles têm enfrentado na operação do processo de enchimento de cápsulas. Como é apresentado na Figura 1, a audiência, que incluía pessoas de 20 países diferentes deixou claro que a mudança de peso foi o mais predominante. Não só a variação de peso das cápsulas cheias foi a principal causa da dificuldade, mas recebeu mais votos do que as duas seguintes categorias combinadas.

O problema da variação de peso no processo de enchimento de cápsulas de duas peças é como um gigante adormecido. Muitas vezes é evitado por medo de acordá-lo, e a mudança de peso não é tão evidente quanto as pontas danadas ou cápsulas quebradas. Como a necessidade de uniformidade do conteúdo aumenta e os regulamentos tornam-se mais rigorosos, os fabricantes devem garantir que os pesos estão dentro de uma faixa limitada entre cada cápsula durante a produção.

Este artigo descreve como usar a análise de causa raiz “5M e 1P” para identificar as fontes mais comuns de variação de peso e como evitá-lo durante o enchimento da cápsula usando um processo de enchimento automático por compressão. O método das 5M e 1P é conhecido por nomes diferentes, mas os princípios são os mesmos. As cinco M significam máquina, material, método, medida e Mãe natureza. A letra P significa pessoas. A causa raiz da maioria dos problemas de qualidade pode ser atribuída a um dessas seis áreas. Identificá-las e tratá-las é um método infalível para melhorar a operação.

O desenho do processo

Nas máquinas de enchimento de cápsulas por compressão, o objetivo é o criar pilhas de pó uniformes num processo de cinco etapas que utiliza um contentor de dosagem, um leito do produto, pinos compactadores e um disco de dosagem.

Proceso de llenado de cápsulas
Llenado de cápsulas

A formação das pilhas começa na primeira estação de compressão, onde a penetração dos pinos no disco de dosagem é a mais profunda das cinco estações. Depois disso a penetração torna-se menos profunda, por estágios, tipicamente com incrementos de 2 a 3 milímetros. Assim, o material e agregado e a pilha de pó de partículas comprimidas aumenta. No final do processo de compressão, estes pilhas coesivas e uniformes são transferidos de forma limpa ao corpo aberto das cápsulas.

As fotografias acima mostram as pilhas que foram expostas empurrando o corpo da cápsula para cima desde a parte inferior de um segmento. Veja que o topo da pilha, que se estende além do corpo da cápsula, mantém a sua forma na primeira imagem. Este é o resultado desejado, uma pilha que permite a máquina fechar a cápsula sem alterar o pó, bloqueando, assim, todo o material na cápsula terminada. As pilhas folgadas apresentadas na foto causarão alteração de peso e, possivelmente, cápsulas quebradas.

Para alcançar pesos consistentes, você deve trabalhar com pós formulados para se compactar em pilhas. Você também deve ajustar adequadamente as estações de compressão. Este é um bom ponto de início, que pode se ajustar segundo o pó que você está utilizando: Defina a última estação, a quinta, de forma que os pinos estejam ao nível da parte superior do disco de dosagem. Em seguida, ajuste cada estação anterior para que tenha entre 2 a 3 mm mais profundos. Veja a Tabela 1.

Esta configuração é eficaz para a maioria dos tipos de produtos, mas não funciona quando o pó não é consegue se compactar numa pilha. Nesses casos, tente usar um disco de dosagem mais grosso e coloque menos força de compressão, o que pode reduzir a variação de peso causada pelas “salpicaduras” que ocorrem quando o pó sai pelo furo do pino durante compressão. No entanto, as mudanças não produzirão uma pilha perfeita, de modo que ainda é provável que aconteça a variação de peso na estação de transferência e durante o fechamento da cápsula.

Material

A formulação do material de enchimento é sempre importante, e mesmo que a preparação de uma formulação para enchimento de cápsulas é muito mais simples do que uma formulação para comprimidos, muitas pessoas ainda ultrapassam algumas quantidades para as cápsulas. O erro mais comum é adicionar um agente de fluidez em excesso, como por exemplo como dióxido de silício. Uma pequena quantidade é eficaz quando utilizado com moderação para distribuir o pó no interior do contentor, mas se você usar de mais pode causar um problema que é difícil de reverter. Os

operários queixam-se frequentemente que o pó começa a fluir como a água dentro do contentor; neste ponto o pó já não pode ser comprimido. Em vez disso, vai além da periferia do pino de compressão durante a penetração em lugar de permanecer no furo (causando as “salpicaduras”).

Uma opção melhor que a lubrificação excessiva é a readaptação do contentor com um ou mais acessórios (pás, separadores ou cones) para colocar o pó na área adequada. Os acessórios permitem superar os problemas de fluxo de pó e evitar o risco de criar um produto que não é possível comprimir, o que causa a variação de peso.

Outra maneira de combater a variação de peso numa máquina de compressão envolve o bloco de limpeza na estação de transferência de pó. A função do bloco de limpeza é limpar o disco antes de inserir as pilhas nos corpos da cápsula. Após o bloco de limpeza encontra-se a primeira estação, onde começa a compressão. Devido à proximidade da estação com o bloco de limpeza, o leito do produto frequentemente tem irregularidades na parte de trás da primeira estação (foto). Em alguns casos, levantar os pinos da primeira estação o tempo todo, ou seja, não utilizar essa estação, pode evitar a variação de peso durante o início. Somente as quatro estações de compressão restantes são usadas ​​para alcançar o peso adequado.

O bloco de limpeza fica antes da primeira estação, onde começa a compressão da pilha. Este arranjo pode causar um leito do produto irregular na parte de trás da estação. Você pode resolver o problema, pulando a primeira estação.

Máquina

A preparação da máquina é a variável que você pode controlar mais. Garanta que o sistema de enchimento da cápsula está em ótimas condições para trabalhar com elas. Faça atenção especial aos três componentes principais: os pinos de compressão, as molas de compressão e o disco de dosagem.

Pinos de compressão. Quando eles são novos, os pinos devem ter um acabamento espelhado e a ponta que trabalha com o pó deve ser de quadrada de 90 graus em relação à vertical. O acabamento espelhado impede que o produto fique colado e ponta do pino, feita com precisão, evita que o produto saia pelo furo do disco durante a compressão. Quando os pinos estão desgastados e/ou danificados, deve substituí-los.

Molas de compressão. As molas estão localizadas acima dos pinos para proporcionar suporte para os pinos durante a compressão. Se você está comprimindo excessivamente, as molas podem quebrar-se, levando a uma compressão deficiente e a uma variação do peso das pilhas de pó.

Disco de dosagem. Os furos do disco de dosagem são muitas vezes danificados pelos pinos que estão desalinhados durante a montagem, ou por causa de um anel-guia desgastado que permite os pinos se mover lateralmente (de lado a lado).

Se a variação de peso é causada por um disco de dosagem danificado ou desgastado, existe uma maneira fácil de identificar o problema durante um ciclo de produção. Como é apresentado na Figura 3, a maioria das máquinas de compressão tem 12 segmentos inferiores montados sobre a tabela de índice e seis estações no disco de dosagem. Dado que a máquina tem o dobre de estações de segmento, cada posição no disco de dosagem corresponde a dois segmentos separados de 180 graus. Como é apresentado no diagrama, a posição F no disco de dosagem transfere o produto para os segmentos 4 e 10, enquanto que o ponto E transfere para as estações 3 e 9, e assim por diante.

Se o disco de dosagem tem um furo danificado na posição B, isto irá afetar tanto o segmento 6 quanto o ​​segmento 12.

Para identificar o problema, desligue a polidora da cápsula e pegue as cápsulas diretamente da rampa de ejeção e pese-las considerando quais cápsulas vêm de cada segmento. Isso é fácil de fazer, porque a posição do disco na estação de transferência sempre corresponde com o segmento na estação de ejeção. Nota: Se o problema é uma mola ou pino danificado, pode ter a variação de peso em cada segmento.

Método, medição e pessoas

Existem várias combinações de configurações que irão produzir cápsulas com o mesmo peso médio. Mas mais importante do que o peso médio é o desvio padrão relativo (variação de peso). Para evitar grandes variações, escolha um disco de dosagem adequado para cada um de seus produtos. Em seguida, garanta que os operários são treinados para identificar o nível apropriado de pó no contentor e como ajustá-lo. O mesmo aplica-se com a penetração do pino.

Aqui está um exemplo para ilustrar meu argumento sobre os pesos médios contra variação de peso. Imagine que o objetivo é ter um peso de enchimento bruto de 648 miligramas numa cápsula de tamanho 0 e há quatro operários diferentes tentando atingi-lo. Portanto, cada operário utiliza diferentes configurações, e todos eles cumprem a meta de peso médio. Muito bem. Certo? Não tão rápido. Note as diferenças no desvio padrão na Tabela 2. Somente o operário 3 conseguiu executar com sucesso o processo de enchimento.

 

Observações:

  • O operário 1 confiou no volume que fornece um disco grosso e obteve pesos individuais muito elevados e baixos. Isso aconteceu porque a máquina não conseguiu formar uma pilha adequada e que fosse transferível na cápsula.
  • O operário 2 executou o processo com muito pouco produto no contentor, pelo que a cobertura sobre o disco de dosagem era desigual.
  • O operário 3 conseguiu um desvio padrão relativo muito baixo usando o disco adequado, o nível de contentor e os arranjos dos pinos de compressão para esta formulação. Estes são os melhores resultados.
  • O operário 4 usou um disco de tamanho menor e compensou aplicando força excessiva aos pinos e molas de compressão, o que poderia danificar estas partes e outras.

Mãe natureza

A umidade, uma vez que contribui para fazer que o pó fique grudado, é uma causa comum da variação de peso nas máquinas de enchimento de compressão. Do mesmo jeito que a farinha fica grudada à tigela ao adicionar um pouco de água, os pós expostos a condições excessivamente úmidas podem se aderir aos pinos (foto).

Isso pode parecer exagerado, mas lembro de ter realizado um teste de um produto num lugar onde a umidade relativa na sala de enchimento foi mais de 60% e a variação de peso foi um grande problema. Depois trouxemos alguns desumidificadores, e a umidade relativa caiu para 40% e o pó foi mais fácil de trabalhar.

Conclusão

Uma variedade de condições pode levar à variação de peso, mas você pode identificá-los e corrigi-los. Em vez de deixá-lo ao acaso, trate as áreas descritas neste artigo com os operários, formuladores e técnicos de serviço; este é o primeiro passo para melhorar seu processo. Para obter mais treinamento, entre em contato com o departamento de serviço técnico de seu fornecedor de cápsulas.                          T&C

Reconhecimentos

Brian Dexheimer e Robert Jennings forneceram as fotos para este artigo.

Referência

  1. Lee, Stephen W. “Preventing defects in two-piece hard shell capsules.” Business Review webinar. 4 de fevereiro de 2016. Acessado no 8 de dezembro de 2017. bit.ly/CapDefect.

Stephen W. Lee é gerente de serviço técnico em CapsCanada, 1893 SW Third St; Pompano Beach, FL 33069. Tel. 866 788 2888. E-mail: steve@capscanada.com. Por mais de 20 anos, tem trabalhado nas indústrias de suplementos dietéticos e de fabricação farmacêutica com ênfase na fabricação e enchimento de cápsulas de duas peças. Steve tem um Bacharelado em Ciência em Gestão de Empresas da Universidade de Redlands, Redlands, CA, e é membro do Conselho Consultivo Técnico de Comprimidos e Cápsulas.


Outras leituras

Para mais informações sobre como executar o seu processo de enchimento de cápsulas, veja os artigos anteriores de Stephen Lee em T&C:

  • Os princípios de otimização da máquina e o desempenho do produto nas operações de enchimento de cápsulas. Julho de 2010: bit.ly/LeeTC2010.
  • Lubrificação da máquina de enchimento de cápsulas, janeiro de 2011: bit.ly/LeeTC2011.
  • O papel da marcação na qualidade das cápsulas terminadas, janeiro de 2012: bit.ly/TCLee2012.

Para mais artigos sobre cápsulas e enchimento de cápsulas, consulte o Arquivo de Artigos de T & C: tabletscapsules.com/browse-articles/

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