Waagen und Geräte für Herstellung und Prüfung
Typenschild und gute Wägepraxis bei Rezepturwaagen, die Arbeitsweise des Dreiwalzenstuhls und Geräte zur Prüfung von Teilchengröße und Viskosität.
Das Wichtigste in Kürze
- Zur Ausstattung der Rezeptur gehören Rezepturwaagen, der Dreiwalzenstuhl zum Homogenisieren von Salben und Prüfgeräte für Teilchengröße und Viskosität.
- Auf dem Typenschild steht der Eichwert als \(e\), der Teilungswert als \(d\), dazu Höchstlast, Mindestlast und Genauigkeitsklasse.
- Gute Wägepraxis: Waagen nach Minimaleinwaage und Höchstlast einstufen, regelmäßig kalibrieren und justieren, vor Gebrauch die Nivelliereinrichtung prüfen.
- Beim Dreiwalzenstuhl drehen benachbarte Walzen gegenläufig, die Paste wird von oben eingezogen und an der letzten Walze vom Abstreifer abgenommen.
- Die maximale Teilchengröße in Suspensionssalben bestimmt man orientierend mit dem Grindometer oder mit dem Mikroskop mit Okularmikrometer.
- Newton’sche Flüssigkeiten misst man mit Kapillar- oder Kugelfallviskosimeter, das Penetrometer erfasst die Konsistenz halbfester Massen.
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Worum es geht
Rezepturwaagen, Dreiwalzenstuhl und einige Prüfgeräte gehören zur Grundausstattung jedes Rezepturlabors. Wer ihre Angaben lesen und ihre Funktion erklären kann, wiegt korrekt ein, stellt homogene Salben her und prüft sie sinnvoll, etwa eine Zinkoxid-Suspensionssalbe auf zu grobe Teilchen.
Waagen
Jede Rezepturwaage trägt ein Typenschild. Es fasst zusammen, wofür die Waage zugelassen ist. Dort stehen die Höchstlast (Max), die Mindestlast (Min), der Eichwert \(e\), der Teilungswert \(d\) und die Genauigkeitsklasse. Was der Eichwert eichrechtlich bedeutet, erklärt die Einheit Wägen und Zerkleinern.
Das Beispielschild gehört zu einer Präzisionswaage der Klasse II. Sie wiegt bis 510 g, verlässlich aber erst ab 0,2 g. Ihre Anzeige springt in Schritten von 0,001 g. Geeicht ist sie jedoch nur auf 0,01 g. Die letzte Stelle ist also ablesbar, aber eichrechtlich nicht abgesichert.
Der Teilungswert \(d\) ist der kleinste Ziffernschritt der Anzeige einer Waage. Er ist nie größer als der Eichwert, es gilt also \(d \le e\).
Gute Wägepraxis
Zur guten Wägepraxis gehört zuerst die Einstufung der Rezepturwaagen. Für jede Waage legt die Apotheke anhand von Minimaleinwaage und Höchstlast fest, welche Mengen darauf gewogen werden. Jeder Bestandteil kommt auf die Waage, deren Bereich zu seiner Einwaage passt. Eine Rezeptur darf deshalb auf mehrere Waagen verteilt werden: wenige Milligramm Wirkstoff auf die Feinwaage, 100 g Grundlage auf eine Waage mit größerer Höchstlast.
Alle verwendeten Waagen werden regelmäßig kalibriert und justiert. Die beiden Begriffe meinen Verschiedenes.
Mit Prüfgewichten feststellen, wie weit die Anzeige vom wahren Wert abweicht. Die Waage selbst bleibt unverändert.
Die Waage so einstellen, dass die Abweichung möglichst klein wird. Das ist ein Eingriff in die Waage.
Vor jeder Wägung prüft man die Nivelliereinrichtung, meist eine Libelle mit Luftblase. Steht die Waage schief, wirkt die Gewichtskraft nicht senkrecht auf die Wägezelle. Außerdem braucht die Waage einen ruhigen, zugluftarmen Platz. Ein laminarer Luftstrom ist dafür nicht vorgeschrieben. Er gehört zur aseptischen Herstellung, und seine Luftbewegung kann feine Wägungen sogar stören.
Dreiwalzenstuhl
Der Dreiwalzenstuhl zerreibt Agglomerate in Salben und Pasten und verteilt Feststoffe gleichmäßig in der Grundlage. Er besteht aus drei parallelen Walzen mit engen, verstellbaren Spalten. Die Walzen laufen unterschiedlich schnell. So wird die Masse im Spalt gequetscht und zugleich geschert.
Benachbarte Walzen drehen gegenläufig, ähnlich wie ineinandergreifende Zahnräder. Im ersten Spalt bewegen sich beide Oberflächen nach unten. Die Paste wird deshalb von oben eingezogen. Sie haftet an der mittleren Walze, läuft um sie herum und tritt von unten durch den zweiten Spalt. Die letzte Walze trägt sie zum Abstreifer, einem Messer, das den fertigen Film abnimmt.
Ob ein Funktionsschema stimmt, prüfst du in drei Schritten:
- Drehsinn: Die äußeren Walzen drehen gleichsinnig, die mittlere entgegengesetzt. Zeigen alle Pfeile in dieselbe Richtung, ist das Schema falsch.
- Einlauf: Am Spalt, in den die Paste von oben gelangt, laufen beide Walzenoberflächen nach unten in den Spalt hinein.
- Abnahme: Der Abstreifer sitzt an der letzten Walze, die das Material zuletzt übernimmt.
Teilchengröße in Suspensionssalben
In einer Suspensionssalbe liegt der Wirkstoff ungelöst als Feststoff in der Grundlage. Zu große Teilchen kratzen auf der Haut und verteilen sich ungleichmäßig. Geprüft wird deshalb die maximale Teilchengröße, also die größten Partikel und nicht der Mittelwert.
Grindometer
Das Grindometer ist ein polierter Stahlblock mit einer keilförmigen Nut. Ihre Tiefe nimmt gleichmäßig ab, im gezeigten Beispiel von 100 µm auf 0 µm. Daneben steht eine µm-Skala. Die Messung läuft so ab:
- Auftragen: Etwas Salbe ins tiefe Ende der Nut geben.
- Ausstreichen: Mit dem Rakel, einem flachen Schaber, die Salbe zügig zum flachen Ende abziehen.
- Ablesen: Die Stelle suchen, an der Kratzspuren oder Körnchen im Film beginnen. Dort ist die Nut flacher als die größten Teilchen, die der Rakel mitschleppt. Der Skalenwert an dieser Stelle ist die maximale Teilchengröße.
Das Ergebnis ist orientierend. Es zeigt schnell, ob grobe Partikel vorhanden sind, vermisst aber keine einzelnen Teilchen.
Mikroskop mit Okularmikrometer
Genauer arbeitet ein Mikroskop mit Okularmikrometer. Das ist eine Strichskala im Okular, die man vorher mit einem Objektmikrometer kalibriert. Man streicht eine dünne Schicht der Salbe auf einen Objektträger. Dann legt man die Skala an die größten sichtbaren Teilchen an und liest ihre Länge ab.
Analysensiebe sind für trockene Pulver gedacht. Eine halbfeste Salbe verschmiert die Maschen und lässt sich nicht nach Teilchengröße trennen.
Andere Prüfgeräte erfassen ganz andere Größen und sagen über Partikel nichts aus:
| Gerät | Messgröße |
|---|---|
| Hygrometer | Luftfeuchtigkeit |
| Polarimeter | Drehwinkel von linear polarisiertem Licht |
| Refraktometer | Brechungsindex |
| Tensiometer | Oberflächen- und Grenzflächenspannung |
| Viskosimeter | Viskosität, also Fließwiderstand |
Viskositätsmessung
Bei Newton’schen Flüssigkeiten hängt die Viskosität nicht von der Schergeschwindigkeit ab. Ein einziger Messwert beschreibt ihr Fließverhalten daher vollständig. Geeignet sind das Kapillarviskosimeter, das die Durchflusszeit durch ein enges Rohr misst, und das Kugelfallviskosimeter, das die Sinkgeschwindigkeit einer Kugel nutzt. Die Physik dahinter erklären Hagen-Poiseuille, Stokes’sche Reibung und dynamische Viskosität.
Das Penetrometer misst dagegen, wie tief ein Kegel in eine halbfeste Masse eindringt. Es beschreibt also deren Konsistenz. Ein Schmelzpunkt-Prüfgerät bestimmt eine Temperatur und erfasst kein Fließverhalten.
Quiz
Aussage 1
Auf dem Typenschild einer Waage kennzeichnet \(d\) den Teilungswert, während der Eichwert mit \(e\) angegeben wird.
Der Teilungswert \(d\) ist der kleinste Anzeigeschritt, der Eichwert \(e\) der eichrechtlich maßgebliche Wert, und es gilt \(d \le e\).
Aussage 2
Die Viskosität einer Newton’schen Flüssigkeit kann mit einem Kugelfallviskosimeter bestimmt werden.
Bei Newton’schen Flüssigkeiten genügt ein Messwert. Kugelfall- und Kapillarviskosimeter sind dafür geeignet.
Aussage 3
Beim Dreiwalzenstuhl drehen alle drei Walzen im gleichen Drehsinn, damit die Paste gleichmäßig weitertransportiert wird.
Benachbarte Walzen drehen gegenläufig. Nur so laufen im Einlaufspalt beide Oberflächen nach unten und ziehen die Paste von oben ein.
Aussage 4
Nach guter Wägepraxis müssen alle Bestandteile eines Rezepturarzneimittels auf derselben Waage gewogen werden.
Jeder Bestandteil kommt auf die Waage, deren Einstufung nach Minimaleinwaage und Höchstlast zu seiner Einwaage passt. Mehrere Waagen für eine Rezeptur sind üblich.
Aussage 5
Analysensiebe sind das Mittel der Wahl, um die maximale Teilchengröße in einer Suspensionssalbe zu bestimmen.
Analysensiebe sind für trockene Pulver gedacht, die Salbe verschmiert die Maschen. Geeignet sind Grindometer oder Mikroskop mit Okularmikrometer.
Aussage 6
Mit dem Grindometer lässt sich orientierend bestimmen, wie groß die größten suspendierten Teilchen einer halbfesten Zubereitung sind.
Die Kratzspuren beginnen dort, wo die Keilnut flacher als die größten Teilchen ist. Der Skalenwert dort ist die maximale Teilchengröße.
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