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)可操作性兩個(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30目顆粒比例小于二維混合,通過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,能夠滿足生產(chǎn)需求,但仍與二維混合顆?？蓧盒杂幸欢ú罹?。

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固定,穩(wěn)定性較差,吸料過程中易產(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,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。