氣流混合技術(shù)在中藥制藥中的應(yīng)用

引言

隨著行業(yè)的發(fā)展,越來(lái)越多的中藥制藥企業(yè)開(kāi)始探索連續(xù)制造新模式,期望以此實(shí)現(xiàn)降本增效、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。氣流混合技術(shù)使用氣流進(jìn)行物料混合及自動(dòng)運(yùn)輸,能夠較好地滿(mǎn)足連續(xù)制造的需求。

1LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)組成

LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)由兩個(gè)6000L氣流混合罐、一個(gè)5000L暫存罐、兩個(gè)300型物料輸送器、一個(gè)IBC緊急出料器、一個(gè)CIP清洗站、一組壓縮空氣穩(wěn)壓罐及過(guò)濾裝置、一套PLC控制系統(tǒng)組成。

1.2系統(tǒng)功能流程描述

1.2.1進(jìn)料

流化造粒機(jī)制粒結(jié)束出料經(jīng)整粒機(jī)整粒后,氣流混合機(jī)罐體抽真空將整好的顆粒抽至目標(biāo)罐體內(nèi),完成進(jìn)料。

1.2.2混合

設(shè)定混合參數(shù),啟動(dòng)混合機(jī),通過(guò)脈沖氣流對(duì)罐體內(nèi)物料進(jìn)行混合,混合時(shí)間到自動(dòng)停止混合。

1.2.3出料存儲(chǔ)

混合結(jié)束后,選擇儲(chǔ)料罐,通過(guò)真空自動(dòng)將混合均勻的物料輸送至目標(biāo)儲(chǔ)罐,也可將混合罐作為儲(chǔ)罐。

1.2.4出料壓片

在系統(tǒng)上選擇生產(chǎn)所用壓片機(jī)和對(duì)應(yīng)批次物料所在儲(chǔ)罐,點(diǎn)擊啟動(dòng),壓片機(jī)頂部物料輸送器抽真空將儲(chǔ)罐物料抽至輸送器內(nèi),開(kāi)始?jí)浩a(chǎn)。

1.2.5CIP清洗

根據(jù)清洗需求,連接對(duì)應(yīng)清洗管道,點(diǎn)擊相應(yīng)清洗按鈕,可自動(dòng)完成罐體、管道飲用水清洗、純化水清洗、巴氏消毒及熱風(fēng)干燥。

上述所有操作均在PLC控制面板完成。

2LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)在健胃消食片生產(chǎn)中的使用情況

本文從產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)可操作性?xún)蓚€(gè)方面中的物料混合均一性、顆?？蓧盒约安僮骶S護(hù)便捷性3個(gè)維度分別對(duì)LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)在健胃消食片生產(chǎn)中的使用情況進(jìn)行描述和簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。

2.1混合均一性

混合工序是對(duì)健胃消食片顆粒與助流劑硬脂酸鎂兩種物料進(jìn)行混合,兩者混合質(zhì)量比約為130:1。對(duì)連續(xù)三批產(chǎn)品混合均一性進(jìn)行驗(yàn)證,即混合結(jié)束后使用取樣器從混合罐6個(gè)不同部位各取150g樣品檢測(cè)橙皮苷含量,如圖1所示,計(jì)算RsD值,檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

結(jié)果表明,LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)總混所得顆粒滿(mǎn)足混合均一性要求,同一批號(hào)內(nèi)混合顆粒樣品RsD<5%。

2.2顆?？蓧盒?

2.2.1氣流混合顆粒與二維混合顆粒質(zhì)量對(duì)比

取三批試驗(yàn)氣流混合生產(chǎn)所得顆粒進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià),顆粒粒度和水分均滿(mǎn)足質(zhì)量要求。將三批氣流混合顆粒數(shù)據(jù)與隨機(jī)抽取的十批二維混合顆粒數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià),如表2所示,二者水分均值無(wú)明顯差異:粒度方面,氣流混合未過(guò)30目顆粒比例小于二維混合,通過(guò)100目細(xì)顆粒比例大于二維混合。

綜上,可以獲得初步判斷結(jié)果:

(1)氣流混合系統(tǒng)對(duì)健胃消食片顆粒具有一定破壞作用,會(huì)使得顆粒破碎,細(xì)顆粒比例上升,對(duì)水分影響不顯著:

(2)同時(shí)這也給了生產(chǎn)一個(gè)啟發(fā),可以通過(guò)提升制粒粒度將氣流混合顆粒粒度水平維持在二維混合范圍。

此外,對(duì)比不同混合壓力顆粒粒度可以發(fā)現(xiàn),通過(guò)降低混合氣源壓力,可以減少顆粒破損率。

2.2.2不同混合方式的顆粒粒徑對(duì)比

為進(jìn)一步對(duì)比氣流混合與二維混合顆粒粒度間的差異,隨機(jī)抽取三批二維混合顆粒與提升制粒粒度后的三批氣流混合顆粒,每批2個(gè)樣品,用馬爾文MS3000激光粒度儀檢測(cè)樣品顆粒粒徑并進(jìn)行對(duì)比,檢測(cè)數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

從試驗(yàn)檢測(cè)所得數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)過(guò)在制粒提升顆粒粒度后,氣流混合所得顆粒粒徑已經(jīng)大于二維混合,氣流混合Dx(10)、Dx(50)、Dx(60)、Dx(90)、Dx(95)數(shù)值均大于二維混合。

2.2.3不同混合方式的顆粒粒徑分布

對(duì)氣流混合、二維混合顆粒Dx(10)、Dx(50)、Dx(60)、Dx(90)、Dx(95)數(shù)據(jù)分布進(jìn)行分析,如圖2所示,可以發(fā)現(xiàn)氣流混合顆粒粒徑分布中心與分布范圍均明顯大于二維混合。當(dāng)顆粒粒徑分布范圍更大時(shí),顆粒在罐體內(nèi)不同部位的堆積密度分布差異性概率增加,易造成壓片片重波動(dòng),產(chǎn)生不良品,實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程也印證了這一推論。

2.2.4氣流混合顆?？蓧盒栽u(píng)價(jià)

取上述三批試驗(yàn)氣流混合生產(chǎn)所得顆粒、隨機(jī)抽取的十批二維混合顆粒與提升制粒粒度后的三批氣流混合顆粒,在壓片工序進(jìn)行顆?？蓧盒栽u(píng)價(jià),可壓性評(píng)價(jià)從效率和質(zhì)量,即壓片速度、主壓力偏差,加上操作工可壓性綜合評(píng)分共三個(gè)維度進(jìn)行,評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所

示。主壓力偏差反映片重波動(dòng),主壓力偏差大,則易產(chǎn)生片重不良品。

從可壓性評(píng)價(jià)表中可以獲得初步可壓性結(jié)論:二維混合顆粒>增加制粒粒度的氣流混合顆粒>試驗(yàn)初期氣流混合顆粒。增加制粒粒度后氣流混合顆?？蓧盒杂忻黠@提升,能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需求,但仍與二維混合顆粒可壓性有一定差距。

2.3操作維護(hù)便捷性

(1)LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)生產(chǎn)使用過(guò)程中,除管道連接外,進(jìn)料、混合、出料、壓片輸送及CIP清洗各項(xiàng)操作均在PLC控制面板上完成,僅有部分管道連接安裝需要人工操作,員工操作相對(duì)簡(jiǎn)便,混合時(shí)間5mmn,對(duì)比二維混合的35mmn,混合效率極大提高,物料全部通過(guò)不銹鋼管道全密閉輸送,物料暴露程度更低,質(zhì)量管理更好。

(2)300型物料輸送器安裝在壓片機(jī)頂部,由吸料倉(cāng)和"Y"型分料暫存?zhèn)}組成,采用"頂吸料,下分料"的方式完成物料輸送壓片,如圖3所示。整個(gè)300型物料輸送器在達(dá)到清潔周期后需拆卸清洗、烘干、消毒,使用時(shí)再重新安裝,因部件均為不銹鋼材質(zhì)重量較重,且連接間隙小,拆卸安裝難度較大,需要3人同時(shí)進(jìn)行。輸送器底部"Y"型分料暫存?zhèn)}與壓片機(jī)頂部進(jìn)料口約有10cm間隙,用硅膠圈密封連接。整個(gè)物料輸送器僅靠底部插銷(xiāo)固定,穩(wěn)定性較差,吸料過(guò)程中易產(chǎn)生晃動(dòng),導(dǎo)致運(yùn)行中的壓片機(jī)片重波動(dòng),易產(chǎn)生不良品。吸料倉(cāng)與分料暫存?zhèn)}中間靠蝶閥控制下料,吸料時(shí)蝶閥關(guān)閉,下料時(shí)蝶閥開(kāi)啟,吸料時(shí)易出現(xiàn)蝶閥漏真空反吸分料暫存?zhèn)}物料,導(dǎo)致壓片進(jìn)料波動(dòng),片重波動(dòng),導(dǎo)致產(chǎn)生不良品概率增加。

(3)氣流混合系統(tǒng)控制閥均為氣動(dòng)蝶閥,含有大量硅膠密封件,在進(jìn)行管道輸送的過(guò)程中,消食片顆粒與硅膠密封件發(fā)生摩擦,使得控制閥硅膠密封件老化加速,容易破損,需要定期檢查更換,避免質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

(4)CIP清洗站工作表現(xiàn):通過(guò)飲用水清洗、純化水清洗、巴氏消毒及熱風(fēng)干燥,氣流混合系統(tǒng)的清潔、消毒能夠達(dá)到規(guī)定要求,且全程自動(dòng)清洗,操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低。但ClP清洗站的運(yùn)行使用也有較多需要注意的地方:清洗目標(biāo)罐與管道時(shí)要先對(duì)其與ClP工作管道進(jìn)行連接確認(rèn),確保尚有物料的儲(chǔ)罐不會(huì)受到清洗影響:清洗結(jié)束后要及時(shí)將真空儲(chǔ)罐內(nèi)的水排出,避免積水反向流入已清潔的罐內(nèi),造成污染。

3結(jié)語(yǔ)

氣流混合作為一項(xiàng)在制藥領(lǐng)域應(yīng)用的"新技術(shù)",統(tǒng)與壓片機(jī)的落地匹配、部分配件的設(shè)計(jì)安裝也需要進(jìn)一步改善。整體來(lái)說(shuō),氣流混合技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的混合技術(shù),但需要廣大制藥行業(yè)同仁與設(shè)備制造商合作貢獻(xiàn)更多的智慧去實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)在中藥制藥行業(yè)的真正的落地應(yīng)用。機(jī)會(huì)往往與挑戰(zhàn)并存,在不遠(yuǎn)的將來(lái),氣流混合技術(shù)將會(huì)在提升中藥制藥產(chǎn)線(xiàn)效率、實(shí)現(xiàn)中藥連續(xù)化生產(chǎn)上發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。