自動化技術在制藥設備中的應用

自動化技術在制藥設備中的應用摘要：醫(yī)藥產(chǎn)品是醫(yī)療衛(wèi)生服務的基礎保障，藥品質量直接影響到人民群眾的生命健康，以自動化技術為關鍵依托的現(xiàn)代化制藥設備，不僅可以提高藥品生產(chǎn)效率，也能進一步提升制藥質量。本文首先分析了自動化技術在制藥設備中的應用價值，其次探討了幾種用于制藥設備的主要自動化技術，希望能讓更多的人認識到自動化技術的重要性，為推進醫(yī)藥生產(chǎn)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展提供一些啟示。關鍵詞：制藥設備；醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)；自動化技術；應用研究引言藥品研發(fā)與生產(chǎn)是整個醫(yī)藥醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，藥品制造速度決定了市場供應時效，藥品制造質量關系到患者的人身安全，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)必須把握好這兩個重點，從設備技術更新層面來實現(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質量同步。自動化技術與制藥設備的有機結合，對傳統(tǒng)制藥工藝流程進行了改造，能夠加快推進制藥企業(yè)及整個醫(yī)藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。制藥設備自動化技術的發(fā)展傳統(tǒng)制藥企業(yè)的高成本主要是由于勞動力短缺，主要是在藥品包裝方面。我們希望降低勞動力成本，需要制藥企業(yè)對其生產(chǎn)設備進行技術改造和優(yōu)化，用自動技術代替人類的勞動?？萍嫉娘w速發(fā)展，使干/濕制粒機等自動化裝置的數(shù)量和種類有所增加，旋轉壓力機等。在制藥企業(yè)應用自動化技術的主要意義是：1）降低勞動力成本；2）提高生產(chǎn)效率；（3）更有效地運用資源；（4）提高制藥企業(yè)的市場競爭力。這些優(yōu)勢刺激了制藥公司在激烈的市場競爭中占據(jù)主導地位。自動化技術在制藥設備中的應用價值自動化技術的主要優(yōu)勢就在于能夠實現(xiàn)全面自動、高效地生產(chǎn)作用，與傳統(tǒng)制藥模式相比，自動化技術在制藥設備應用中有以下重要價值。2.1有利于降低人工成本以往醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)在藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要依靠人工或使用半自動機械，尤其是一些中藥生產(chǎn)企業(yè)講究古法制藥，完全采用人工作業(yè)方式，使得藥品生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)量跟不上市場需求，對臨床醫(yī)療工作造成一定影響。自動化技術的應用，使得藥品制造流程實現(xiàn)了全面自動化，將以往很多依靠人工操作的繁瑣步驟交于設備自動完成，僅保留關鍵技術崗位人員。如此一來，人工用量及生產(chǎn)制造成本得以大幅降低，可以更好地保證制藥公司的經(jīng)濟利潤。2.2有利于提高生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率是產(chǎn)量的重要保證，以往的醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)受人工作業(yè)條件的限制，其單位時間內(nèi)的藥品產(chǎn)量較低，經(jīng)常出現(xiàn)市場斷供的現(xiàn)象，造成醫(yī)療機構藥品短缺，影響醫(yī)療效果。自動化制造設備避免了人工作業(yè)中的疲倦、懈怠及暫停和中斷等問題，機械設備除定期維護保養(yǎng)或故障維修外可以實現(xiàn)連續(xù)、高效生產(chǎn)作業(yè)，這樣時間利用更充分，生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量更多，可以更好地滿足市場需求。2.3有利于保證藥品質量藥品在生產(chǎn)制造過程中也會由于各種人為操作失誤和、技術缺陷及材質問題而導致其藥效功能與預期不符，其中認為操作失誤的現(xiàn)象在傳統(tǒng)制藥中比較普遍。生產(chǎn)人員的職業(yè)素質水平是造成這一問題的主要原因，表現(xiàn)為要么是由于操作流程不嫻熟，質量標準不清晰，要么是因為責任心不強或身體疲倦、精力不集中導致的失誤，有些不起眼的小失誤甚至會影響到整個批次的藥品質量。應用自動化技術的制造設備，采取模塊化生產(chǎn)制造方式，通過為自動化設備提前設定工作流程和技術標準，全程依靠設備進行生產(chǎn)，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的人工干預，從而有效降低質量缺陷，提高藥品品質。自動化技術在制藥設備中的應用3.1變頻器控制技術在制藥設備中的應用變頻器(Variable-frequencyDrive)是用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。實際上，變頻器就是一個逆變器，先將三相或單相交流電變?yōu)橹绷麟姡―C），然后用電子元件對直流電進行開關，變?yōu)榻涣麟姡ˋC）。另外，變頻器其他功能，如調(diào)壓、穩(wěn)壓和過載保護等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了廣泛應用，制藥企業(yè)也廣泛使用變頻控制技術，把普通的三相異步電動機，加裝變頻器可實現(xiàn)調(diào)速功能，從而達到節(jié)能降耗和保護機器設備的作用。制藥設備中，變頻控制技術起著至關重要作用，如制水設備需要水泵不斷的供水或者冷卻設備需要對生產(chǎn)設備進行循環(huán)冷卻；制粒機、包衣機、潔凈空調(diào)系統(tǒng)等設備需要風機進行不斷的送風和排風；攪拌機、混合機、粉碎機等需要不?？刂妻D動；生產(chǎn)線能按照生產(chǎn)進度來調(diào)整生產(chǎn)線的傳輸速度?？v所周知，機器電機的啟動電流很大，甚至是幾倍的額定電流，通過變頻器V/F控制，從而實現(xiàn)軟啟動，不但能有效的使電機正常運行，還能檢測到電壓波動、電機過載和非正常電流過大等情況，及時發(fā)出報警，及時停車，避免生產(chǎn)中的不必要損傷。由于變頻器的優(yōu)勢，藥企的一些原生產(chǎn)設備或動力設備沒有變頻控制的，通過變頻技術改造，消除原有缺點，滿足生產(chǎn)工藝要求外，方便調(diào)試，提高生產(chǎn)效率，提高設備使用壽命，且節(jié)能降耗，一舉多得。3.2PLC控制技術在制藥設備中的應用3.2.1PLC控制技術基礎我們通常還稱PLC為可編程控制器技術，它不僅可以控制模擬的數(shù)量，還可以控制開關的數(shù)量，這使得工作人員更容易操作。PLC輸入口可連接傳感器和開關，輸出口可連接繼電器、接觸器等。此外，PLC具有良好的抗干擾功能，因此在醫(yī)藥領域需求量很大.其主要工作原理是通過連接顯示器屏幕來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和表達。數(shù)據(jù)采集時，PLC掃描數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，通過I/O接口存儲。在數(shù)據(jù)處理中，PLC的工作原理主要是掃描存儲的數(shù)據(jù)，然后對其進行分析和操作，通過I/O接口最終轉換為數(shù)據(jù)量。PLC技術結構具有一定的信息存儲功能，并在收到客戶相關指示和信息時，可根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的相關環(huán)節(jié)進行調(diào)整。3.2.2PLC系統(tǒng)的優(yōu)點PLC體積很小，質量也很低，由于它有很多優(yōu)點，所以在制藥企業(yè)中得到了廣泛的應用。首先，PLC系統(tǒng)既可以控制模擬次數(shù)，也可以控制開關次數(shù)，使用起來非常方便。事實上，由于PLC輸入孔可以連接到不同的開關，輸出孔可以連接到繼電器、接觸器等。其次，通過PLC系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和存儲，這些數(shù)據(jù)可以通過觸摸屏顯示，便于數(shù)據(jù)分析和處理，并改進設備的自動化和智能化.第三，使用互聯(lián)網(wǎng)時，PLC系統(tǒng)可以通過監(jiān)視實現(xiàn)分散化和集中管理的目標，實現(xiàn)實時控制和監(jiān)測當?shù)鼐謩?。四是PLC系統(tǒng)工作效率高，如果系統(tǒng)安裝的程序不能滿足生產(chǎn)要求，可以重新編程，方便快捷。3.2.3PLC技術在制藥設備中的應用將PLC應用于配料領域的自動控制技術.現(xiàn)階段，自動技術在我國制藥企業(yè)中應用最廣泛的是PLC技術，在制藥公司的發(fā)展中起著重要作用。在藥學領域，PLC技術可應用于藥品制備設備，使藥品能夠自動獲得，處方藥和封條，通過在處方系統(tǒng)中提前放置，節(jié)省了勞動力，提高了使用效率。在這個階段，我們最大限度地利用中文智能藥機控制系統(tǒng)由個人電腦兩部分組成，它用于規(guī)劃信息系統(tǒng)的管理和控制方法，PLC主要用于執(zhí)行管理任務。配藥系統(tǒng)的設計結合了現(xiàn)代計算機控制技術，一方面提高了配藥的準確性，使配藥更具活力，有效地提高了其應用的質量和效率，解決了中藥專業(yè)人員的諸多問題。我國多家制藥企業(yè)應用PLC技術的經(jīng)驗表明，PLC技術不僅可以提高配料工藝，提高工作效率，但也節(jié)省了大量的原材料，同時節(jié)省了成本和資源。PLC自動控制技術在制服設備中的實際應用.在現(xiàn)代制藥成套設備中，通常采用西門子PLC系列作為控制器，而TP270則是作為與機器交互的接口.該套件中的原始設備有一個送風系統(tǒng)、一個蠕動泵和一個噴霧器控制閥，如，作為簡化的機器內(nèi)部溫度直接控制、機器滾筒轉速、滾筒壓力控制和排氣量，服裝生產(chǎn)等重要因素，從而實現(xiàn)了設備的全自動化。事實上，PLC系統(tǒng)的控制已經(jīng)對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)都有好處。真空拉絲包裝機，引用PLC控制系統(tǒng)，不僅保持包裝精度，保證了工作效率，還可以有效地結合傳統(tǒng)的步進鏈系統(tǒng)、模具加熱系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，最終折疊包裝機具有多種功能，可靈活控制階梯鏈的啟動和運行，降低速度和停車，以及加熱、成型等的精確控制.該系統(tǒng)的應用不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本，而且可以提高管理效率，提高生產(chǎn)效率3.3智能儀器的應用集成應用現(xiàn)代控制方法，完成整體設計，建造和準備符合GMP要求的計算機認證文件。將中藥生產(chǎn)從傳統(tǒng)人工操作模式向數(shù)字化、智能化、精確化、管材化、模塊化、大大提高了產(chǎn)品質量的同質性，為提高中藥行業(yè)的技術水平提供了示范和激勵。通過工藝驗證、目標驗證和材料性能實驗，幫助企業(yè)解決和掌握生產(chǎn)中的技術問題，優(yōu)化工藝參數(shù)和生產(chǎn)設備，提高產(chǎn)品質量.近紅外近紅外系統(tǒng)在線監(jiān)控系統(tǒng)的實際生產(chǎn)模型和工業(yè)規(guī)模的應用，通過對中國藥品生產(chǎn)復雜物質的在線檢測技術，實現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的近紅外在線監(jiān)測監(jiān)測，并與自動控制系統(tǒng)完美結合，提高產(chǎn)品質量，提高產(chǎn)品成本.中國醫(yī)藥行業(yè)智能信息質量管理體系，綜合生產(chǎn)數(shù)據(jù)和優(yōu)化加工，可實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)控制等多功能，為了使企業(yè)管理層提供可靠的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)客戶的生產(chǎn)工藝，結合生產(chǎn)和設備的實際情況，對安裝方向進行有針對性的設計，獨立程序和設備安裝。3.4DCS控制系統(tǒng)在醫(yī)藥行業(yè)中的應用DCS控制系統(tǒng)是目前精細化工領域的重要生產(chǎn)管理技術，其重點是對生產(chǎn)過程的自動化控制。該技術在制藥行業(yè)中的應用，可以有效解決手工制作和無聯(lián)鎖的相關問題［5］。在藥品生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，利用DCS控制系統(tǒng)能加強對制藥工藝流程的有效監(jiān)管和優(yōu)化調(diào)節(jié)，同時通過對各個工藝環(huán)節(jié)的分散控制，既可以明確生產(chǎn)目標和技術標準，又可以跟蹤防控生產(chǎn)中的安全風險，還可以保證藥品產(chǎn)量和質量。DCS控制系統(tǒng)是以智能控制儀表為主，其現(xiàn)場通訊一般使用RS485總線，按照內(nèi)部通訊協(xié)議，可以實現(xiàn)主機上的100%儀表功能操作。諸如及時獲取測量數(shù)值、給定值，參數(shù)設置及調(diào)整，手/自動及無擾動模式靈活切換，開關量的輸入和輸出操作，啟/停程序操作等。3.5CNT技術在抗菌素發(fā)酵中的應用作為制藥流程中必不可少的環(huán)節(jié)，抗菌素發(fā)酵對工藝技術有著非常高的要求，傳統(tǒng)工藝的難點在于精準的過程控制。應用CNT技術并參照發(fā)酵階段各類抗生素的生成參數(shù)，可以實現(xiàn)對該生產(chǎn)工藝的改進。利用CNT技術可以獲得抗菌素發(fā)酵過程中的溫濕度、壓力值，PH、CO2及O2濃度等環(huán)境參數(shù)和化學數(shù)值。相比傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗判斷，CNT技術在抗生素參數(shù)數(shù)據(jù)的獲取上也更加地及時和準確，能夠為后續(xù)的檢驗和分析工作打好基礎。另外，在CNT技術的支持下還能夠實現(xiàn)對抗生菌發(fā)酵相關參數(shù)的精準控制。例如，確?？股谡麄€發(fā)酵環(huán)節(jié)中溫度值始終在0?0.2°C內(nèi)浮動；PH值嚴格維持在0.05左右，發(fā)酵液的總質量＜0.8%等。結語結論社會發(fā)展非常迅速，醫(yī)藥企業(yè)，希望順應時代潮流，在激烈的市場競爭中占據(jù)主導地位，切實提高企業(yè)生產(chǎn)質量和水平，為什么要科學合理有效地利用自動化技術，不斷發(fā)展相關人才，從而提高其應用水平，優(yōu)化利用自動化技術的優(yōu)勢，降低制藥公司的時間和人力資源成本，為了刺激醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，從而為國家的社會經(jīng)濟增長作出巨大貢獻。參考文獻制藥設備的自動化應用探究[J].郭曉峰.山東工業(yè)技術.2017(11).芻議我國制藥設備發(fā)展存在的問