在固體制劑的生產(chǎn)工藝中,一步制粒和流化床干燥設備是經(jīng)常被選用的設備,流化床干燥設備也從臥式振動(dòng)流化床干燥機發(fā)展到多用途的一步制粒機,隨著(zhù)材料加工、智能化控制等新興技術(shù)的運用,流化床干燥設備在傳統國產(chǎn)設備領(lǐng)域也面臨著(zhù)新的機遇與挑戰。 作為制藥企業(yè)用戶(hù),在新建項目或車(chē)間改造時(shí),首先考慮(consider)的是根據生產(chǎn)工藝與產(chǎn)能需要,確定設備的選型和配置要求,對設備的重要組成部分、可選項、必需配置作出要求和說(shuō)明,這有利于用戶(hù)以最小的投資獲得性?xún)r(jià)比最大的設備。流化床干燥設備的URS(客戶(hù)需求)已成為選擇供應商使用的技術(shù)文件,設備供應商需要滿(mǎn)足文件中提出的配置信息和條件,同時(shí)URS也對設備制造商提出了技術(shù)改進(jìn)的要求。 目前,國內GMP對設備的DQ要求非常松懈,而設備需求是DQ的一部分,我們所了解的預確認僅僅是對設備選型、材質(zhì)、產(chǎn)能作大致的描述,沒(méi)有設備的詳細配置要求,這也是導致國產(chǎn)設備包括流化床干燥設備制造、控制系統、加工精度遲遲不能進(jìn)步的一個(gè)主要原因。作為流化床干燥設備的用戶(hù),我們在進(jìn)行國產(chǎn)設備與進(jìn)口設備比較的時(shí)候,也欣喜地發(fā)現國內一些設備制造商已開(kāi)始嘗試從詳細的設備客戶(hù)需求開(kāi)始,逐步接受美國FDA、歐盟、WHO所要求的URS模式,根據不同的產(chǎn)品,量身定做設備,這也是中國藥機發(fā)展的必由之路。 濕法制粒的生產(chǎn)工藝采用高速旋轉濕法制粒機與流化床干燥設備組合成(解釋:由幾個(gè)部分合并成一個(gè)整體)制粒聯(lián)動(dòng)線(xiàn),目前在國內許多制藥企業(yè)已經(jīng)得到廣泛運用。根據國內設備選用的原則:節能與環(huán)保。我們在設備選型時(shí)必須對設備提出一系列要求,包括與供應商進(jìn)行技術(shù)可行性探討。在此,我們以美國FDA要求的流化床URS條款標準為參照來(lái)探討幾個(gè)話(huà)題。 1.流化床干燥設備的節能 流化床干燥的基本原理就是通過(guò)加熱的空氣將濕顆粒吹至沸騰呈對流狀態(tài),熱空氣將蒸發(fā)的水分或有機溶媒帶走,實(shí)現對濕顆粒的干燥,這就涉及(指關(guān)聯(lián)到,牽涉到)到空氣的處理問(wèn)題。 目前國內許多制造商對空氣處理單元的配置為:初效過(guò)濾器—電加熱(或蒸汽加熱)—風(fēng)機—中效過(guò)濾器—流化床干燥機,就這樣簡(jiǎn)單。干燥機按操作壓力,干燥機分為常壓干燥機和真空干燥機兩類(lèi),在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過(guò)程,且可降低濕分沸點(diǎn)和物料干燥溫度,蒸汽不易外泄,所以,真空干燥機適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場(chǎng)合。顯然,這與用戶(hù)的需求有極大的關(guān)系,用戶(hù)提出的要求低,則制造商的配置也低,這里我們僅以GEA的制粒聯(lián)動(dòng)線(xiàn)中的流化床為例,來(lái)談?wù)勁渲门c節能的關(guān)系。
 
       空氣處理單元的配置和參數要求:
     (1)進(jìn)風(fēng)溫濕度可調節至工藝要求的參數范圍,t為80℃、RH為20%;
     (2)冷凍水降溫除濕,盤(pán)管采用銅(化學(xué)式Cu)管、鋁肋片式,冷凍水采用工藝冷凍水系統的冷凍水,溫度7~12℃;
     (3)加熱器熱源為工業(yè)蒸汽,應注明壓力、溫度耗量要求;
     (4)過(guò)濾器采用(G4+F8+H13)三級過(guò)濾,H13需進(jìn)行PAO檢漏測試、驗證,說(shuō)明檢測、更換的時(shí)間;
     (5)箱體(BOX)要求:中高效后內壁為不銹鋼板,中高效前為鍍鋅鋼板,壁板具有保溫防冷卻功能;
     (6)冷水、蒸汽的進(jìn)出采用PLC電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥門(mén)根據設定的溫濕度自動(dòng)控制;
     (7)G4、F8、H13有壓差顯示裝置,并在PLC具有壓差報警功能(壓差不在PLC上顯示);
     (8)過(guò)濾器更換拆卸方便;
     (9)配置表冷器排水存水彎,積水盤(pán)材質(zhì)為304不銹鋼,無(wú)漏水,排水順暢,集水盤(pán)無(wú)積水;
    (10)出風(fēng)口配置電動(dòng)調節閥門(mén),開(kāi)度可通過(guò)PLC控制。干燥機又稱(chēng)間接式干燥機,它利用傳導方式由熱源通過(guò)金屬間壁向濕物料傳遞熱量,生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨設置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。 這是我們對空氣處理單元(AHU)配置提出的要求,相信國內許多的制造商完全可以滿(mǎn)足這些要求,如果國產(chǎn)設備按照此要求進(jìn)行制造,必定降低藥品生產(chǎn)的質(zhì)量風(fēng)險,再輔之詳細的驗證文件,就會(huì )進(jìn)一步提高設備的技術(shù)含量。 在滿(mǎn)足GMP要求的同時(shí),我們還應充分考慮到節能,這里的耗能涉及到化霜預熱功能段、冷水除濕、加熱段、流化床筒體內負壓保持。根據URS,如果不需要化霜預熱段,可以取消該功能段的設置,否則既增加了投資,又增加了進(jìn)風(fēng)阻力,增加了能耗。冷水除濕段與蒸汽加熱器采用PLC電磁閥(magnet valve )自動(dòng)控制,設定出風(fēng)溫濕度,常規的流化床干燥參數d為11g/m3、t為80℃,流化床的進(jìn)風(fēng)量與排風(fēng)量的關(guān)系可以通過(guò)PLC對筒內負壓和自動(dòng)調節進(jìn)風(fēng)閥和排風(fēng)閥加以設定。根據FDA的要求,空調處理單元的三級過(guò)濾器非常關(guān)鍵,國產(chǎn)設備之所以存在較大的風(fēng)險主要原因就在于過(guò)濾器問(wèn)題,過(guò)濾器的選型很重要,必須明確說(shuō)明過(guò)濾器的規格型號,G4、F8、H13必須符合國際通用標準,不能圖價(jià)格便宜隨便采用無(wú)紡棉制作,否則會(huì )存在較大的質(zhì)量風(fēng)險,當然標準的過(guò)濾器會(huì )增加空氣流動(dòng)的阻力,但是我們的前提是首先要滿(mǎn)足質(zhì)量要求。 流化床運行時(shí),內部的顆粒運動(dòng)的軌跡與空氣熱交換也有著(zhù)密切的聯(lián)系,目前通常是底部的空氣吹上來(lái),使顆粒呈對流狀,顆粒在空中停留的時(shí)間就是顆粒內水分蒸發(fā)的時(shí)間,GEA制造的流化床干燥設備底部采用魚(yú)鱗狀出風(fēng)口,使得顆粒在筒內呈螺旋狀升高,有效地增加了流線(xiàn)的長(cháng)度和與空氣熱交換的時(shí)間,充分利用了能源。
2.流化床干燥設備的發(fā)展趨勢 流化床干燥設備從具體結構組成來(lái)看,可以分為筒體部分、AHU部分、電氣控制部分。干燥機按操作壓力,干燥機分為常壓干燥機和真空干燥機兩類(lèi),在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過(guò)程,且可降低濕分沸點(diǎn)和物料干燥溫度,蒸汽不易外泄,所以,真空干燥機適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場(chǎng)合。目前,國內大多數制造商基本上都可以進(jìn)行全部的生產(chǎn)組裝,從技術(shù)角度上來(lái)講是廣而不精,不銹鋼加工也能生產(chǎn),空氣處理單元也能組裝,電氣控制兩個(gè)電工就能解決問(wèn)題,工作效率(efficiency)高,裝配速度快,成本低,大多仿制別人的設備,形似而神不似,這是目前國內許多制造商的現狀,缺少新產(chǎn)品研發(fā)投入。 許多國外先進(jìn)的設備供應商的做法值得我們學(xué)習,他們將設備分成幾個(gè)部分,進(jìn)行分工合作,流化床干燥設備不銹鋼制作就單純加工筒體兼組裝,AHU由專(zhuān)業(yè)的空調廠(chǎng)商供應,電氣自控由專(zhuān)業(yè)的人員來(lái)做,相互之間做好技術(shù)協(xié)調工作,做到專(zhuān)而精,設備的技術(shù)檔次就會(huì )提高,這需要我們有良好的協(xié)作精神和認真的工作態(tài)度,在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),設備附加值也會(huì )有明顯的提高。 作為制藥企業(yè)用戶(hù),我們會(huì )根據GMP要求對流化床每個(gè)具體的部件提出詳盡的要求,確保將產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險降到最低,GMP追求工藝生產(chǎn)過(guò)程的重復(repeat)性和可追溯(trace back)性,這就更加要求我們對生產(chǎn)設備的每一步調節、參數設定的具體化與明確化,要求流化床干燥設備各部分的制造標準化,嚴格執行設計方案、DQ、DS。供應商制造一套先進(jìn)的流化床干燥設備,與客戶(hù)進(jìn)行長(cháng)期的技術(shù)探討非常重要,客戶(hù)提出的需求越高,生產(chǎn)出的設備就越先進(jìn)。目前,國內許多的制藥企業(yè)已經(jīng)逐步向FDA要求靠攏,購置設備時(shí)要求設備供應商提供一系列的文件資料,而這恰恰是國內供應商的軟肋。
 
       以流化床干燥設備為例,需要提供:
    (1)機械設計部分:工藝流程設計,安裝設計,記號清單,組成清單,備品備件清單。
    (2)電氣設計:軟件,配電圖表,SDS,功能圖表,功能說(shuō)明,配電柜清單。
    (3)設備文件:操作手冊,維護和巡查列表,檢查記錄表,觸摸屏操作說(shuō)明,客戶(hù)培訓。
    (4)技術(shù)資料文件與備件資料。
    (5)質(zhì)量控制文件:校準證書(shū),留樣,鈍化清洗,焊接氣體證書(shū)。
    (6)制造:焊工的培訓、指導和指令,拍片、鈍化清洗的培訓。
    (7)質(zhì)量管理:焊接質(zhì)量記錄、留樣,焊縫編號圖,焊接軌道輸出,CD光盤(pán)。
    (8)驗證文件:質(zhì)量和項目計劃,FAT方案,單元測試檢查,SAT文件。 針對以上的軟件要求,各個(gè)制造商的理解可能不一致,但站在用戶(hù)的角度來(lái)說(shuō),能夠提供這些全面的資料,正是制藥企業(yè)GMP所需要的。 
 
       流化床干燥設備生產(chǎn)工藝的重復性和可追溯性對PLC控制系統、機械執行機構提出了一定的需求。舉例如下:       (1)設計安裝在帶鎖的不銹鋼箱子里面。 
     (2)用西門(mén)子品牌PLC(S7—300)來(lái)控制制粒、干燥過(guò)程。
     (3)具有自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行制粒、干燥、出料等功能。
     (4)能夠控制和操作以下內容: 進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)量,控制筒內壓力;控制(control)進(jìn)風(fēng)溫度、濕度;控制進(jìn)水、蒸汽閥門(mén);控制出料;制粒時(shí)控制蠕動(dòng)(wriggle)泵的運行;控制進(jìn)料量;控制(control)在線(xiàn)清洗。干燥機19世紀中葉,洞道式干燥機的使用,標志著(zhù)干燥機由間歇操作向連續操作方向的發(fā)展。
     (5)在進(jìn)風(fēng)、流化腔、排風(fēng)配置(deploy)溫度(temperature)探頭,并在PLC顯示。
     (6)具有足夠的內存,能夠儲存50種生產(chǎn)工藝。
     (7)提供警報系統。干燥機開(kāi)始使用的是間歇操作的固定床式干燥機。
     (8)具備以下幾個(gè)聯(lián)動(dòng)控制: 過(guò)濾袋破損停機聯(lián)動(dòng);制粒漿液低溫蠕動(dòng)泵停機聯(lián)動(dòng);干燥時(shí)進(jìn)料閥與風(fēng)機聯(lián)動(dòng);快關(guān)閥與風(fēng)機聯(lián)動(dòng);壓縮空氣低壓報警聯(lián)動(dòng);在線(xiàn)清洗時(shí)低水壓報警聯(lián)動(dòng);AHU表冷器、加熱器出風(fēng)溫度、濕度報警。
     (9)PLC可以不斷更新。
    (10)PLC具有現場(chǎng)打印參數(parameter)、數據保存、可進(jìn)行數據、與數據PC連接功能。
    (11)PLC預留20%的內存,便于程序(procedure)升級。 這只是列舉的部分要求,不同的用戶(hù)具有不同的配置需求,但是要實(shí)現工藝參數的重復性,對PLC的基本要求是一致的。
       4.流化床干燥設備的在線(xiàn)清洗(WIP) 在流化床干燥設備的實(shí)際使用中,很多人會(huì )將流化床干燥設備的CIP與WIP的概念混淆。WIP是將流化床干燥設備可拆卸部分拆卸后對不可拆卸部分的自動(dòng)清洗,而CIP是所有部件不用拆卸,完全意義上的全自動(dòng)在位清洗,這兩者的參數均需進(jìn)行清潔驗證。
 
       實(shí)際上許多用戶(hù)采用的是WIP清洗。通常作為口服固體制劑車(chē)間,包衣機、制粒線(xiàn)、清洗站等共用一套工藝熱水系統,這是一套獨立的水循環(huán)系統,其將熱水接到面板上,通過(guò)流化床干燥設備的PLC控制熱水電磁閥或氣動(dòng)閥,設定清洗時(shí)間,WIP的前提是將過(guò)濾袋和其他可拆部件拆下來(lái),根據需要使用初洗用水、純化水、洗滌劑等。