氣流混合技術(shù)在中藥制藥中的應(yīng)用

摘

要：氣流混合設(shè)備以潔凈壓縮空氣為混合動(dòng)力進(jìn)行物料間的混合，對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)械動(dòng)力混合設(shè)備具有混合時(shí)間短、混合效率高、全密閉生產(chǎn)、物料自動(dòng)輸送及可實(shí)現(xiàn)在線CIP等優(yōu)勢(shì)，該設(shè)備被廣泛應(yīng)用于化工、乳品、建材等需要大批量混合的行業(yè)，近年來(lái)，制藥領(lǐng)域開(kāi)始逐漸嘗試應(yīng)用這種新的混合技術(shù)。江中藥業(yè)股份有限公司新購(gòu)迦南萊米特LM4-6000型氣流混合系統(tǒng)用于江中健胃消食片顆粒混合，通過(guò)對(duì)新購(gòu)氣流混合系統(tǒng)在健胃消食片實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)得出，氣流混合技術(shù)在中藥制藥領(lǐng)域是可行的，且在提升產(chǎn)線效率、實(shí)現(xiàn)中藥連續(xù)化制造方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：氣流混合；中藥制藥；連續(xù)制造；應(yīng)用0

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(kāi)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[1]。1

LM4-6000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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)始?jí)浩a(chǎn)。1.2.5

CIP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。2

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?.2.1

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(guò)30目顆粒比例小于二維混合，通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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罹唷?.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(guò)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5min，對(duì)比二維混合的35min，混合效率極大提高，物料全部通過(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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CIP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CIP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)”，其混合效率高、操作簡(jiǎn)便、可在線CIP的優(yōu)點(diǎn)很亮眼，但將該技術(shù)應(yīng)用于中藥片劑生產(chǎn)流程中時(shí)，其對(duì)顆粒的破壞及壓片穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)不可忽視。此外，氣流混合系