JÄGER Busi­ness Blog

Detek­tier­bar­keit in der Phar­ma- und Lebens­mit­tel­in­dus­trie am Bei­spiel von Silikon 

28.09.2022   | Tim Panster

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Sili­kon kommt als Werk­stoff gera­de im Phar­ma- und Lebens­mit­tel­be­reich häu­fig zum Ein­satz. In den mensch­li­chen Kör­per darf es jedoch nicht gelan­gen, da sonst Ver­let­zun­gen oder Ver­gif­tungs­er­schei­nun­gen dro­hen. Dem­entspre­chend ist es in die­sen Indus­trien essen­zi­ell, Fremd­kör­per zuver­läs­sig in Pro­duk­ten auf­spü­ren und ent­fer­nen zu kön­nen (bei­spiels­wei­se mit­hil­fe eines Metall­de­tek­tors). Das Schlüs­sel­wort in die­sem Zusam­men­hang lau­tet Detektierbarkeit.

Zu die­sem Zweck wer­den meist Tech­no­lo­gie­lö­sun­gen ver­wen­det, denn eine rei­ne Sicht­kon­trol­le reicht nicht aus, um alle Ver­un­rei­ni­gun­gen fest­zu­stel­len. Dazu braucht es emp­find­li­che Sen­so­ren sowie detek­tier­ba­re Werk­stof­fe, die maschi­nell in Lebens­mit­teln und Medi­ka­men­ten erkannt wer­den können.

Was macht Pro­duk­te detektierbar?

Sili­kon ist nicht inhä­rent detek­tier­bar. Weder ist es magne­tisch, noch unter­schei­det sich sei­ne Dich­te signi­fi­kant von ande­ren Mate­ria­li­en, was eine Erken­nung per Rönt­gen­scan­ner erschwert. Daher ist es meist nötig, die mate­ri­el­le Zusam­men­set­zung der Mischung zu ver­än­dern, um sie detek­tier­bar zu machen.

Definition: 

Ein Objekt ist detek­tier­bar, wenn es zuver­läs­sig in einem ihn umge­ben­den Medi­um erkannt wer­den kann. In der Pra­xis exis­tie­ren ver­schie­de­ne Arten von Detek­tier­bar­keit, abhän­gig von der ver­wen­de­ten Sen­so­rik, z. B. Rönt­gen- oder Metalldetektierbarkeit. 

Es gibt meh­re­re Ansät­ze, um eine Kom­po­nen­te detek­tier­bar zu gestal­ten. Im Kon­text von Sili­kon ist die häu­figs­te Metho­de, dem Werk­stoff magne­ti­sche Metall­par­ti­kel hin­zu­zu­fü­gen, auf die Metall­de­tek­to­ren reagieren.

Bei grö­ße­ren Fremd­kör­pern ist zudem eine Sen­sor­erken­nung auf Infra­rot­ba­sis mög­lich. Die­se reagiert auf Unter­schie­de in der Ober­flä­chen­be­schaf­fen­heit. Die Tech­no­lo­gie kommt jedoch eher bei der Sor­tie­rung von Pro­duk­ten zum Ein­satz, weni­ger im Kon­text von Sicher­heit und Hygie­ne in der Lebens­mit­tel­in­dus­trie.

Fal­ten­bäl­ge aus Sili­kon mit detek­tier­ba­rem Werkstoff

Ein­fluss auf die Materialeigenschaften 

Addi­ti­ve, die einem Werk­stoff detek­tier­ba­re Cha­rak­te­ris­ti­ka hin­zu­fü­gen, wir­ken sich gleich­zei­tig auf des­sen Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten aus. Die­ser Umstand ist nicht in allen Berei­chen rele­vant. Aller­dings soll­te die Kon­struk­ti­on ihn im Hin­ter­kopf behalten. 

Wenn Sili­kon einen detek­tier­ba­ren Anteil an Metall­par­ti­keln ent­hält, kann es nicht län­ger in flüs­si­ger Form ver­ar­bei­tet wer­den. Der Füll­stoff ver­än­dert die Fließ­ei­gen­schaf­ten zu sehr. Die Pro­duk­ti­on muss statt­des­sen mit Fest­si­li­kon arbei­ten, wel­ches unter Umstän­den eine ande­re Art von Werk­zeug erfordert. 

Ein ande­res Bei­spiel betrifft die Shore-Här­te. Je nach Mate­ri­al kön­nen bei­gemisch­te Füll­stof­fe den Shore-Wert erhö­hen oder sen­ken. Ent­spre­chend muss die Kon­struk­ti­on gegen­steu­ern, um die gewünsch­te Här­te des Sili­kons bei­zu­be­hal­ten, etwa indem sie ein wei­che­res Grund­ma­te­ri­al ver­wen­det. Andern­falls kann es sein, dass der Arti­kel nicht län­ger die ein­gangs defi­nier­ten Anfor­de­run­gen erfüllt.

Nach­träg­li­che Anpas­sun­gen sind kostenintensiv

Ver­än­de­run­gen der Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten durch die Hin­zu­ga­be von Füll­stof­fen sind vor allem dann rele­vant, wenn eine Sili­kon­kom­po­nen­te nach­träg­lich detek­tier­bar gemacht wer­den soll. Die Modi­fi­ka­tio­nen erfor­dern unter Umstän­den eine Anpas­sung des Fer­ti­gungs­pro­zes­ses, ins­be­son­de­re des Werk­zeugs. Dies kann zusätz­li­che Inves­ti­ti­ons­kos­ten nach sich zie­hen. Daher soll­ten Konstrukteur:innen im Vor­aus über­le­gen, ob ein Bau­teil detek­tier­bar sein soll, und die­se Infor­ma­ti­on in ihr Las­ten­heft aufnehmen. 

Hinweis: 

Detek­tier­ba­re Pro­duk­te sind ledig­lich ein Bau­stein in einem Sicher­heits­kon­zept, wel­ches den kom­plet­ten Pro­duk­ti­ons­pro­zess umfasst. Unter­neh­men müs­sen nicht nur ver­hin­dern, dass Fremd­kör­per in ihre Pro­duk­te gelan­gen, son­dern sich auch für den Fall absi­chern, dass dies doch pas­siert. Detek­tier­bar­keit ist ein Fall­back für den Ernst­fall, soll­te aber immer mit robus­ten Hygie­ne- und Pro­duk­ti­ons­kon­zep­ten sowie einer vor­aus­schau­en­den Mate­ri­al­aus­wahl kom­bi­niert werden. 

Fazit

Sili­kon­pro­duk­te sind detek­tier­bar, wenn man dem Mate­ri­al Zusatz­stof­fe bei­fügt, die sei­ne Cha­rak­te­ris­ti­ka ver­än­dern und es bei­spiels­wei­se für einen Metall­de­tek­tor erkenn­bar machen. Dies lässt sich mit über­schau­ba­rem Auf­wand bewerk­stel­li­gen, auch abseits der Her­stel­lung von Lebensmitteln.

Die Her­aus­for­de­rung besteht dar­in, trotz Zuga­be von Addi­ti­ven die gewünsch­ten Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten sowie die Qua­li­tät bei­zu­be­hal­ten. Meist ist es hier­für nötig, die Rezep­tur anzu­pas­sen. Daher soll­ten Unter­neh­men maschi­nel­le Erkenn­bar­keit, falls erfor­der­lich, immer in ihrem Las­ten­heft ver­mer­ken. Auf die­se Wei­se kön­nen sie teu­re nach­träg­li­che Anpas­sun­gen ihrer Pro­duk­te vermeiden.

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Mitarbeiter im Vertrieb Tim Panster

Autor: Tim Panster

Tim Pans­ter ist seit 2019 bei Jäger im Außen­dienst für den Stand­ort Essen tätig. Im Jahr 2020 schloss er sei­nen Mas­ter of Sci­ence im Bereich Wirt­schafts­in­ge­nieur­we­sen an der FOM Hoch­schu­le für Öko­no­mie & Manage­ment ab.

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