制粒系统的新技术

作者：Mick Heywood, Dilwyn Patterson 博士, Harald Stahl 博士

欢迎访问e展厅 展厅 12 制药机械展厅 中药切片机, 中药提取浓缩机, 超微粉碎机, 滴丸机, 制丸机, ... 安装一套新的制粒系统往往会受到技术上和法规要求的限制，通常还必须适用于已有的生产设施要求。本文则着重探讨一家世界知名制药公司(简称制药公司A)在可使用项目时间非常短的情况下，如何克服所涉及的问题。项目操作过程中，需计划足够的成品库存来满足销售市场的要求并由此安排生产车间可停产的时间空隙进行安装。 而停产时间的长短则受到要将所有必要设备移动到该区域内时间长短的限制。 通过对现代化制药工艺文献的观察告诉我们,整个设备/系统的采购和安装是否能够满足最终用户需要,在很大程度上取决于如何准备及论证用户要求规格(User Requirements Specification)。一套满足最佳工艺流程设计要求的生产系统都是因为URS的充分准备而奠定了成功的基础。 不幸的是，很少有生产系统可以安装到全新的建筑中去，通常我们不得不在现有的建筑中安装设备来扩大生产能力，然而要在原先生产区域进行扩建安装，就必需同时符合管理条约的严格要求。不用说，新项目必须尽可能小地影响现有的工艺并达到连续生产的目的，同时还必须兼顾项目的成本效益。本文则描述制药公司A是如何完成其新生产项目时的操作过程。 背景 制药公司A从1980年起就开始生产固体制剂。其1号制粒系统，是建厂时安装，并使用了20多年的设备，已经不再符合GMP或健康及安全的要求了。现有设备最严重的问题有以下几点： ■ 生产区域和技术区域没有良好的分隔; ■ 产品开放式操作; ■ 没有自动化批记录; ■ 没有充分的设备认证和工艺验证。 在1996年进行一次内部审查以后，制药公司A决定保留这一生产基地，但是原有的生产设备则必须替换。制药公司A决定与GEA集团爱洛玛特-菲尔德公司共同研究设计方案。在此之前后者已经为制药公司A做了现场的设备校验和维护工作，并且有能力提供新项目的交钥匙工程。新的生产设施的主要要求如下： ■ 适合全密闭物料生产； ■ 生产区域和技术区域完全隔开； ■ 只装备合格的设备以满足全套工艺的验证； ■ 实现全自动批记录。 在满足以上所有要求的同时，新的项目还必须在一个现有的生产建筑中完成，而且还不能影响生产的连续性。于是，根据客户设计的要求，爱洛玛特-菲尔德公司提供了包括流程图、安装方案和详细设备布置图在内的全套设计资料，并附有详细的设备特性和必要的配套设施。这些工作都于1997年12月完成。 计划 1998年1月份，爱洛玛特-菲尔德公司提供了包括设计和设备制造在内的详细计划并得到了制药公司A的认可，计划如下： ■ 进行整个系统的工厂验收试运行（所有能够的连接都预先装配好以节省安装时间）； ■ 试运行成功合格后, 拆解和装运所有的设备； ■ 计划所有必要的服务项目和辅助设施； ■ 与制药公司A协调建筑工程工作； ■ 与制药公司A项目协调所有的公用工程服务项目的衔接； ■ 对于整个现场实施符合CDM健康和安全的规范的控制。 整个项目计划于同年11月13日前全部完成。 过程 设备的设计是采取真空输送的方式把原料加入混合/制粒机，在那里进行混合，添加粘结剂，并制成颗粒。这些颗粒将会通过一个整合安装的湿法-整粒机，卸料到流化床干燥器。在那里进行产品干燥，随后通过整合安装的干法-整粒机及真空物料输送系统，将干颗粒卸料到下游的中间物料周转容器（IBC）以添加润滑剂。最后，则是混合以及把颗粒输送到压片设备。整套系统适用于以水为介质的生产系统。同时，上述的流化床干燥系统，也可以当作一套喷雾制粒设备来使用。 设备布置 一个最基本的要求是要充分利用现有的生产区域建筑；因此，安装必须实现单层化理念。车间的最大层高为4.5m。完整的设备实行的是“穿墙式”设计。这就意味着当物料和人员进出生产区域的同时，设备安装也能够在技术区域内进行(图1)。 制药原料的流向 制药原料是用桶盛装，由配料间送往各处的。物料通过真空输送系统卸料到混合/制粒机，因此，制粒锅在真空管线关闭前，须抽到一定的真空度。接着，打开进料口，把原料吸入。整个过程都在可编程逻辑控制系统（PLC）控制下自动完成。装300kg的物料，一般不超过10min。使用高效真空装料的好处在于，可以最大限度地降低过滤器堵塞的危险。 制粒机 系统使用的混合/制粒机是爱洛玛特-菲尔德公司提供的PMA800。这是一种底部驱动和侧面切削的设备。此次安装时，为该设备配备了真空上料系统，玻璃观测镜和用于添加制粒粘结剂的喷枪。一个固定安装的蠕动泵可以将制粒用的粘合剂从一个带轮子容器中输送到制粒机内，而该容器则可方便地从别处推到制粒间内。 湿颗粒输送和过筛 在制粒以后，湿颗粒通过整合安装的湿法-整粒机（Comill U20）直接卸料进入流化床。由于特殊的进料气流造成的涡流效果，因此不会堵塞整粒机和输送管路。优化的气流控制，使得颗粒一进入流化床以后，就达成流化状态，并且不会粘附在进料阀对面的内壁上。此外，整粒机还配备一个直流的可变速电机以精确控制卸料的速率。 流化床干燥器 流化床在这个项目中也可作为干燥器使用。只须添加喷雾附件，就可以当作喷雾制粒机使用。工艺过滤系统是采取双振动的滤袋式过滤器。其产品容器底部则采取了GEA集团尼鲁公司所特有的无须拆卸的鱼鳞板式空气分配板，而非传统的“三明治”式孔板。使用式鱼鳞板式空气分配板的优点在于清洗时不用拆卸。另外，配合流化床底部切向进风提供了均衡的气流分布，从而取得温度均衡分布和减少结块。这样的设计还方便了物料从侧面卸料，由于是通过切向的气流推动卸料，所以物料无须和任何活动部件接触。 卸料/过筛 干燥后的颗粒则通过一个移动式的干法-整粒机，用真空输送到周转容器中。并随后在其中添加适量的润滑剂。 清洗 安装的完整系统还配备了在线清洗系统。(在技术区域内的水预处理单元，准备了（包括冷水、热水、去离子水和添加了表面活性剂的水）各种工艺用水，以适当的温度、压力和浓度，通过安装在设备内部的管路和喷头输送到系统内部。所有的这些步骤和过程都可以以菜单的方式，通过PLC进行控制和监测。 清洗液通过在制粒机底部搅拌桨和侧面绞刀密封圈内的气流通道进入制粒机。可以通过操作搅拌桨和绞刀协助设备清洗。 流化床配备滤袋式过滤器，可以预先喷湿，使粉尘粘附在滤袋上后，再取出。在移走过滤器以后，流化床可以通过上下移动安装在塔顶喷头及底部的喷头，来彻底清洗整个流化床。整个流化床可以使用工艺进风来进行干燥。 现状 完全安装完成后，整合的制粒设备通过了全面的安装、运行和工艺验证。完成全套工艺的抗病毒制剂验证后，该制粒系统目前实现全天生产。预计公司的另外二个产品也将通过验证后在该系统上生产。(end)

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