固體制劑生產(chǎn)用沸騰干燥機的改造方案

摘

要：基于沸騰干燥機的工作原理與GMP相關要求，探討了固體制劑生產(chǎn)用沸騰干燥機所存的相關技術問題。根據(jù)設備實際狀況和生產(chǎn)使用要求，制定了兩套沸騰干燥機的改造方案。通過對沸騰干燥機進行改造，使得原設備使用過程中存在的問題得到了有效解決，延長了設備使用期限，降低了企業(yè)運營成本。關鍵詞：沸騰干燥機；固體制劑；改造方案；輔機布置

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引言藥品按照物態(tài)不同，可分為固體、半固體、液體和氣體等。其中，固體藥品又可以分為片劑、膠囊劑、丸劑、顆粒劑、散劑等。由于固體藥品具有攜帶、保存方便，服用簡單等優(yōu)點，其在日常藥品中的占比特別大。固體制劑生產(chǎn)設備按功能不同，可分為制粒機、沸騰干燥機、混合機、壓片機、膠囊填充機等。固體制劑和其他劑型藥品的生產(chǎn)工序有很大差異，固體制劑的生產(chǎn)過程也相對復雜。相比其他劑型，固體制劑生產(chǎn)用設備的特點有：設備數(shù)量多、單體設備小型化、自動化程度低、出現(xiàn)故障的概率偏高等。常見的濕法制粒壓片工藝流程如圖1所示。在固體制劑生產(chǎn)過程中，物料干燥是整個工藝環(huán)節(jié)中的重要工序，而沸騰干燥機是實現(xiàn)該工序的核心設備。1

沸騰干燥機簡介沸騰干燥機（圖2）又稱流化床，一般由加熱器、新風凈化單元、沸騰床主機、除塵器、引風機、控制系統(tǒng)等組成。沸騰干燥機工作原理：空氣經(jīng)換熱器加熱，并經(jīng)過高效過濾器凈化后，由閥門分配進入床體內(nèi)，濕物料在熱風作用下形成沸騰狀態(tài)，由于熱風與物料充分接觸，水分快速蒸發(fā)后被排風帶走，物料得到快速干燥。沸騰干燥機特點：通過粉體制粒，改善物料流動性，減少粉塵飛揚；可以在同一設備中完成混合、制粒、干燥；采用防靜電過濾袋，設備操作簡單；設置壓力泄爆口，一旦發(fā)生爆炸，迅速泄壓，避免人員受到傷害；設備裝卸料快速方便，易清潔等。沸騰干燥機的輔助設備主要有立式和臥式兩種，近年來沸騰干燥機的輔助設備大多采用臥式結構，該結構功能段結構清晰，更換耗材易拆裝，維修方便。

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問題的提出我公司主要生產(chǎn)固體片劑和膠囊劑產(chǎn)品。沸騰干燥機作為固體制劑生產(chǎn)用的重要設備，其日常維護尤為重要。以我公司生產(chǎn)使用的沸騰干燥機為例，該設備2004年投入使用，至2018年初，該設備在生產(chǎn)過程中的運行干燥溫度已不能達到工藝要求的80～90℃，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)沸騰干燥機輔機內(nèi)的蒸汽散熱器上有多處破損，進入散熱器的很多蒸汽均直接外泄，使得內(nèi)部蒸汽不能有效進行熱交換。因此，我公司決定提前實施沸騰干燥機的維修計劃，對沸騰干燥機進行維護改造，使其滿足生產(chǎn)工藝要求。由于我公司生產(chǎn)工藝中涉及到使用沸騰干燥機干燥的產(chǎn)品不是特別多，有部分產(chǎn)品采用熱風循環(huán)烘箱進行干燥，因此，從經(jīng)濟成本角度出發(fā)，只對沸騰干燥機進行維修改造，使其繼續(xù)滿足生產(chǎn)工藝要求。若更換整套設備，就需要投入較大的設備購置費和配套安裝費，企業(yè)運營成本增加。該沸騰干燥機的設備安裝如圖3所示，輔機功能段采用豎向排列布置。結合GMP要求和實際使用狀況，該設備存在以下不合理之處：（1）新風口為“上大下小”喇叭口型，不利于新風進入輔機段后散布與散熱器充分接觸，導致升溫效果差，而且熱量易損耗，不節(jié)能。（2）蒸汽散熱器結構為一層層疊加，不利于維修，導致有十余處漏氣點，焊槍無法到達泄漏點進行焊接修補，熱交換效果差，散熱器只能淘汰報廢。（3）蒸汽散熱器直接焊接在輔機外框上，焊接后散熱器從外框上取下來非常困難，不利于維保。（4）新風處理段無任何新風防蟲網(wǎng)和新風過濾裝置，完全靠高效過濾器進行處理，增加了高效過濾器的負擔，縮短了其使用壽命。（5）輔機和沸騰干燥機之間的風管較長，存在衛(wèi)生清潔死角，不利于日常生產(chǎn)清潔，交叉污染的風險比較大。

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改造方案結合設備故障點、設備日常運行中的不合理處、生產(chǎn)要求、維修費用和改造空間等多方面因素，制定了兩套沸騰干燥機的改造方案。3.1

方案1：輔機段豎向布局圖4為輔機段豎向布局的改造方案，其主要內(nèi)容為：（1）新風口采用“上小下大”形式，確保新風進入散熱器后，被散布至整個散熱器表面，增強換熱效果。同時，新風口采用這種方式，可實現(xiàn)有效節(jié)能，避免熱量外泄。（2）調(diào)整散熱器結構，采用多組獨立加熱單元拼接組裝而成。結構調(diào)整后，可以確保對整個散熱器大部分的可能漏氣點進行焊補作業(yè)，并且相對容易進行焊接操作。（3）依據(jù)2010版GMP第四章第一節(jié)的要求：“應當能夠有效防止昆蟲或其他動物進入”，新風口應增加不銹鋼過濾網(wǎng)來阻擋蟲鼠等；依據(jù)2010版GMP第九章第二節(jié)要求：“干燥設備的進風應當經(jīng)空氣過濾器過濾”，新風過濾段內(nèi)應設置初效過濾器和中效過濾器，對新風進行有效的過濾凈化處理，減輕高效過濾器的負擔，延長其使用壽命。過濾器安裝方式采用抽插式，便于拆裝更換。（4）對散熱器進行節(jié)能處理。比如，對散熱器的所有裸露部分進行保溫處理，避免能量損失；散熱翅片與不銹鋼散熱管緊密包緊貼合，保證良好的熱傳導性能。（5）新風過濾段、散熱器、均流段三段在結構上相對獨立，用法蘭連接，檢修時，方便拆裝。（6）依據(jù)2010版GMP要求：“生產(chǎn)過程應當盡可能采取措施，防止污染和交叉污染”，在輔機段和主機料倉之間的風管上，增設清潔手孔。由于這段風管偏長，每次生產(chǎn)后，管壁上都粘附大量粉末，其清潔難度大。為了避免交叉污染，在風管上開設一個清潔手孔，需要清潔時，打開手孔進行清潔，清潔后密封關閉。其不銹鋼清潔手孔如圖5所示，施工步驟：在原風管上開清潔口后，四邊采用不銹鋼折邊處理，采用不銹鋼制作雙層保溫結構的蓋板，四周開螺孔，用不銹鋼螺絲固定，封堵時加裝密封條確保其密封性。蓋板上焊接手柄，方便拿取。3.2

方案2：輔機段橫向布局圖6為輔機段橫向布局的改造方案。在此改造方案中，每個功能段的結構均與豎向布局方案基本一致，只是排列方式不同。近年來，設備供應商大多采用該種方式進行布局，這種結構更便于安裝、檢修和保持氣流流向的順暢性。3.3

改造方案的確定從設備的發(fā)展趨勢角度考慮，本次改造應采用方案2橫向布置輔機段。但是，原安裝設備的輔機空間太小，沒有足夠的空間擺放設備。同時，若采用橫向布置，需要對蒸汽管道進行較大的改造，費用較大。綜合考慮以上因素，最終采用方案1豎向布置設備輔機段。同時，在新風管道上增設清潔手孔。每個功能段都經(jīng)過重新加工及改造，設備整體應用效果比改造前優(yōu)化很多。引風機是沸騰干燥機控制風量的關鍵設備，本次改造中也對風機進行了保養(yǎng)。考慮到耐高溫的高效過濾器已使用較長時間，且改造過程中難免會破壞或污染高效過濾器，故本次改造中更換了高效過濾器。經(jīng)改造或重大維修的設備應該進行再確認。因此，我們對改造后的沸騰干燥機進行了安裝、運行和性能確認，通過設備驗證，判斷設備能否有效控制沸騰干燥機的工作溫度（80～90℃）；風量能否使物料達到生產(chǎn)所要求的沸騰效果；能否保證設備符合生產(chǎn)工藝要求等。同時，檢測沸騰干燥機進風的浮游菌及懸浮粒子等相關參