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制药流程中“三合一”实现全密闭生产

宝正网-制药机械设备【www.baozheng360.com】 / 2014-05-29

  制药生产中全密闭生产流程一直是药品制造商追求的最佳生产方式,在这种方式下,药品生产流程中不受外界或人为的杂质、污染等影响,能最有效的保证药品质量,并且生产对环境的影响也最小。这种生产方式符合世界上清洁生产的发展趋势。

制药工程上的一些新技术、新思想的应用也为药品的全密闭生产提供了技术手段。过滤洗涤干燥器即通常所称的"三合一"设备时只要生产中常用的关键设备,本文结合三合一机组的一些新技术发展应用情况,说明如何综合利用三合一机组的技术新进展来实现无菌原料药的全密闭生产流程。

无菌原料药一般生产流程

一般地,无菌原料药经提炼或合成过程后通过结晶过程来得到最终的药品晶体。含有药品晶体的结晶悬浮液,首先进行过滤,实现晶体和母液的固液分离,得到滤饼层,然后利用洗涤装置喷洒洗液,对滤饼进行泡洗或淋洗,进行工艺要求的一定洗涤次数后,再次分离母液,然后对晶体进行干燥,(一般是真空加热或真空冷冻干燥),干燥一定时间后取样检验,合格后成为药品成品。最后进行卸料、运输、定量包装或分装。

目前国内大多数药厂在无菌原料药的生产流程中,生产流程系统从整体上一直没有较为完善可靠的连接及优化。尤其对于粉状药品物料的运输、传送过程,在实际生产中一直没有很好的衔接输送方式,其物料运转多采用散装物料运送或料桶的运送方式,在卸料和分装工序之间由人工进行搬运。这种转运方式中,物料一般需跨越多个净化间,在转运过程中容易引起物料的二次污染。如果采用全密闭输送系统则完全可以避免以上问题,使得生产流程更加符合cGMP要求。

传统的散装物料运送方式在运输容器(箱子、筒或PE袋)与生产设备(干燥器、混合器、分装器等)之间的上料或卸料过程中很难严格保证无菌要求.。由于在制药企业卫生、环保、洁净级别的要求是非常严格的,特别是在制药行业中的无菌制剂产品或含有某些活性成分的产品的生产中,这种要求就更加严格。如何选择合适的上料、卸料方式非常重要。因此要实现全密闭生产过程,改变传统生产流程中的物料输送方式是关键。

全密闭三合一生产系统

*气体输送排料技术

目前比较成熟的粉状物料输送方式是利用高速气流使粉状物料流动化,然后通过密闭管道实现粉料的传送。国际上先进的三合一设备制造商已经采用这种技术,并且在无菌原料药的生产中开始应用。这就需要对以三合一设备为主的原料药生产系统进行重新设计,利用新的高效的气体输送技术组成全密闭生产系统。

*全密闭三合一生产系统

一个全密闭三合一连续生产系统一般包括有一台以上的过滤洗涤干燥三合一机组和气体输送料仓系统和称量分装系统三大部分组成。

全密闭三合一生产系统可以实现完全的自动化操作控制。系统的生产工艺简介如下:

1)先密闭整个机组系统,充入无菌惰性气体(如N2气)保护,从结晶器通过自动阀门向三合一加入待处理结晶液,达到一定体积量后关闭进料阀。
2)通入惰性气体加压,通过底部的大型金属过滤板实现结晶液的固液分离。
3)结晶液固液分离后,对滤饼进行喷淋洗涤。
4)洗涤结束后通过液压装置下降搅拌装置进行搅拌,并同时利用搅拌内部的加热管路系统加热物料层,并严格控制干燥过程温度,否则会引起药品的降解失效。在加热干燥的同时进行系统抽真空操作,使溶媒快速蒸发,同时启动除尘器自动工作,保证真空系统的正常通风。

5)物料层干燥合格后(可以取样检测或自动过程分析PAT),停止真空,进入自动排料程序。

6)自动排料:在排料口附近通入高压无菌惰性气体(如N2气),同时在料仓侧抽真空,然后下降搅拌装置,控制搅拌转速和搅拌叶下降速度进行刮料、送料动作,使粉状物料快速通过排料阀进入料仓,当搅拌刮至接近金属过滤板层时停止搅拌下降,然后瞬间喷吹惰性气体,将底层物料全部吹至料仓。

7)物料进入料仓后进行料位检测,并分批下装至计量仓,再通过称量控制器进行定量分装。至此完成药品的过滤,洗涤,干燥,分装全过程。

*全密闭物料传送系统

传统的罐式三合一和立式干燥机等平底过滤设备的主要局限性是在最后卸物料时,操作动作复杂,而且很难将物料完全排干净,每一次卸料过程不但时间很长,而且造成大量的物料残留,影响收率,也容易造成药品之间的混批现象。最重要的是:以上传统设备卸料完毕后形成的散装物料的转运大多采用人工料桶搬运至下一分装工序,这种转运方式存在着物料跨越多个净化间,在转运过程中容易引起物料的二次污染,从而不符合cGMP对全程无菌操作的要求。

全密闭物料传送系统创新地利用气体输运原理和高速气流清洗技术,实现了罐式三合一的完全自动化排料,而且整个物料传送过程全程封闭,排料动作简单、效率高、时间短、排料彻底、基本没有残留,完全解决了传统三合一设备流程设计上的弱点,使之完全适用于无菌原料药的成品生产。

三个阶段

*第一阶段(主排料阶段):当干燥过程结束后,三合一进入自动排料程序,先打开罐底侧面的排料阀,同时接通料仓的真空系统。而且在排料阀打开的同时,排料阀上的N2气阀亦同时打开,N2气从排料阀中部吹入,将排料阀中的料粉充分气流化,通过排料管道高速流向接收料仓。当物料粉到达料仓后,首先由于旋风分离作用和重力作用大部分料粉落至料仓底部,少部分随N2气到达上部的过滤器,被过滤器截留,通过反吹装置回收。

在排料的过程中三合一搅拌保持较慢速度,将三合一过滤板上的粉料逐渐推至排料阀口,直至所有产品基本排出,剩余下搅拌不能刮到的最底层物料(余料)时,排料进入到第二阶段,即清除余料阶段。

*第二阶段(清除余料阶段):搅拌停止转动,然后罐体顶部的高压N2气喷吹阀启动,使高压N2气形成高速旋转气流,将残存的底层粉状物料全部吹起,形成气溶胶形态,然后吹进低压N2气,使罐内所有气溶胶快速从排料阀排除。用户可根据生产残留要求来设定高压喷吹次数,将残料完全排除干净。

当物料全部进入料仓后就可以进行下一步料粉的封闭分装了。

*第三阶段(称重分装阶段):物料排料进入密闭的分装系统中,可以在批量容器上准确地进行称重。对于以PE袋供货的产品,直接与干燥器出料口进行对接,经过振动筛物料进入立式储存管,然后通过震动管分装物料。对于料桶分装系统,物料通过密闭传输系统经定量分装阀进行分装。

分装系统的工作原理是:三合一干燥后的原料药粉经料仓仓底阀进入振荡筛,在振荡筛的振荡摇动下,合格细粉被均匀地筛入计量仓,细粉再经计量仓出口处的分装控制阀通过密闭软连接降落到电子秤上面的桶状容器里。称量分装系统通过检测秤上物料的重量,程序控制分装阀的启闭,使单桶药粉的分装在很短的时间内先快速实现基本装量,然后再慢速精确装量。当称量达到设定值时阀门关闭,结束一个分装过程。整体装置组成如图2所示。

全密闭三合一生产系统的特点

1)生产系统流程全密闭。由于全密闭物料传送系统的创新应用可以完全实现从结晶开始到分装结束的全封闭生产流程。该套设备是一个全封闭运行的系统,生产流程更加符合cGMP要求规范。
2)安全环保。由于此生产系统全封闭运行,能完全避免生产过程中溶剂对操作环境空气的污染,同时能减少因与毒性物质接触而导致操作人员中毒事故的发生。在环保和劳动保护呼声日益高涨的今天,这一优点更显得重要。
3)药品收率高,溶媒回收完全。因为整个生产系统是全密闭系统的操作,因此物料和溶媒可以近乎100%的完全回收,避免因物料遗漏、遗留和溶剂挥发而引起的浪费,具有很大的经济效益,特别是处理物料和使用溶剂价值较高时更是如此。
4)自动化程度高,且容易掌握。各流程分阶段进行,安全措施齐全,操作人员经过简单培训,即可以完成操作,而且大大减轻了工作强度。
5)可以完成物料的彻底清洗。由于此设备在洗涤操作时可以对滤饼进行重新搅拌混悬,使滤饼可以得到非常彻底的清洗。
6)利用同一系统可完成所有操作。过滤、洗涤、干燥、运输、称量、分装能在同一套系统中完成,各阶段的衔接非常自然流畅,空间也得到了最大利用。
7)洁净生产。此多功能过滤干燥设备可密闭运行,并且装配有粉尘捕集器,完全收集干燥后产生的粉尘,能满足高洁净度的生产操作要求。

鉴于全密闭三合一生产系统的以上优点,以其构成的生产线尤其适用于无菌级医药产品的生产,使得三合一设备的技术性能完全与制药工艺系统达到整合和优化。

完美实现

目前,随着GMP规范在制药工艺生产流程中的普遍适用,越来越多的制药企业关注于其设备是否具有工艺适应性。尤其在药品成品制造阶段,规范标准将越来越严格,密闭性生产、全封闭流程将是最佳的生产过程。具有全密闭物料传送功能的三合一生产系统,可以很好地实现药品生产的全密闭生产流程,完成药品生产从结晶-过滤-洗涤-干燥-排料-筛检-分装的全部功能。因此它是药品生产全密闭流程解决方案的一个非常好的选择,也证明了对传统设备进行技术创新来达到药品生产工艺系统的优化与整合之路是非常光明的。

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