制药工程工艺之窗 -国外最新制药机械产品介绍

德国Alexanderwerk公司设计出了一种新型的、适用于研发实验和中试用的WP120 Pharma干法制粒机，能够广泛用于药品研发部门或小批量生产，如图1所示。

由于在药品研发或中试过程中，为节约成本生产批量通常相对比较小，这点在某些成本高昂的生物药品上体现得更为明显。而WP 120 Pharma干法制粒机的最小处理批量仅为5g/批，并具备在连续生产情况下制粒8～40 kg/h，这使得该设备能完全符合药品研发和中试的要求。

此外，研发或中试中需频繁更换品种，而该设备采用的压辊悬臂式安装使得不同品种间的设备拆卸和清洗变得十分简便。针对研发实验或中试要求设备具备一定的移动性和灵活性，该设备则被设计为可移动单元，并将控制和操作面板直接集成在设备上（如图2所示），以便能够在不同使用地点快速投入生产。

除以上特性之外，WP120 Pharma的设计满足了医药工业的法规和技术要求：(1)制粒装置和动力装置在空间上相分离；(2)压辊垂直排列消除了重力影响；(3)设备设计符合cGMP；(4)两级筛分制粒系统，保证制出符合的颗粒；(5)采用医用级不锈钢制造；(6)所有非金属材料符合FDA相关要求；(7)自动化PLC；(8)可选功能：在线清洗；(9)可选功能：电子记录(符合21CFR Part 11中相关要求)；(10)可选功能：隔音装置；(11)可按照需要客户需求标准（URS）进行设计。

WP120 Pharma干法制粒机主要分为制粒装置和动力装置，两部分在空间上完全隔离。制粒装置又主要分为8个模块（如图3所示）：①为进料斗；②为进料螺杆系统；③为压制单元，压辊；④为预压制单元；⑤为取样口；⑥为两级筛分制粒系统；⑦为取样口；⑧为颗粒出口。

普通干法制粒机的辊压压力和压辊的间隙是相对固定的，并不能考虑到不同物料以及同一物料不同批之间的差异性。而WP120 Pharma干法制粒机使用了最新辊压控制技术，该设备的控制设备能够调节不同物料以及同一物料不同批之间的任何物理性质的波动（如局部的不均匀），使得干法制粒的工艺参数（如处理量、片状密度、辊压压力、速度等）能够被精确、重复地调整，从而高效地生产出高质量的颗粒。

此外，在该设备的进料和辊压处理过程之间有明确的、模块化的分离，螺杆进料系统②直接将粉末送至压辊③，使得辊压过程不会影响螺杆进料系统的初步压制过程，如图4所示。

颗粒通常有相应的粒径要求，一般以上下限的形式表示，超过规定粒径的和粒径不足的颗粒均不符合要求。而在经过辊压处理后，预压的薄片明显要大于最终颗粒的尺寸上限，只有再经过制粒系统的粉碎才可生产出最终颗粒。而且，最终颗粒的下游处理工序（如压制成片剂）要求颗粒的粒径波动需要控制在一个较小的范围内。

针对这一问题，WP 120 Pharma的制粒系统采用两级对角线设计，第一级为预制粒装置，第二级为最终制粒装置，通过控制系统分别对两级制粒系统的调节从而生产出粒径相对稳定的颗粒。如图5所示。

加拿大奥哈拉科技公司推出的型号为HVCC-3015的连续薄膜包衣机（如图6所示），主要参数如表1所示。可以适用于不同产量要求的批次式生产和连续性生产模式。喷枪的自动测序系统和额外的控制机制能够保证所有片剂包衣厚薄均匀、色泽光亮，能够最大限度减少药品潜在损失，生产过程更加符合GMP。

HVCC-3015型连续包衣机的配备有28支喷枪，这些喷枪分为5个独立的控制区段；出料端还配备了气动控制的堰板，位置较低，当它抬高时，可以控制片剂流向放料口的速度。除了防滑杆，片剂在包衣锅机内的运动只受控于片剂进料速率和堰板的高度，此项控制机制是连续包衣技术的一种提高，而另一个不同之处在于内部没有挡板（如图7所示），并且可以适用于批次式生产和连续性生产模式。图8为该设备的结构示意图。

该设备有数项专利，包括自动上料和卸料，片床深度可控和启动、关闭程序。据称，启动、关闭程序可以使该设备比其他连续包衣设备减少约80％的废片量。

启动和关闭程序通常包含：(1)用足够的产品装填包衣机，开始第一次喷雾；(2)随着片剂逐渐流到机底，依次打开每一个喷枪（见图9所示）；(3)一旦包衣机装填完毕，运行进入连续模式；(4)当进料停止时，使用传感器来启动关闭程序；(5)一旦启动关闭程序，直至完成，停止所有产品出料；

众所周知的，连续薄膜包衣技术的主要优势在于产量提高，除此以外，该设备可以实现：先进的用户友好操作和过程控制；并且可以在线清洗；零排污量；进料速率和进气量灵活；片剂床深度可调节；精密气流调整，PCA多方面升级；精密的多叶回转泵等优势。

之所以连续工艺可以提高产量，是由于在批次式生产模式中，时间被大量的消耗在填料、片剂预热、工序末的干燥、冷却和放料。连续工艺可以节省多数时间，尤其是当透明薄膜涂层运用于低增重要求时（1％～2％）。但彩色薄膜包衣时需要较大的增重，这对连续薄膜包衣技术是一项挑战。在这种情况下，就有必要将产品两次通过包衣机，以达到所需的增量，而这会使得生产量减半。例如，某些企业生产的连续薄膜包衣机，虽然名义上的产量接近1 000 kg/h，但是由于要两次通过包衣机，其实际产量与传统批次式生产工艺并无多大差别。HVCC-3015型包衣机就只需一次通过，产量约为1 000～1 200 kg/h，增重近3.5％。

SECESPOL-P系列换热器在传统双管板换热器的基础上进一步优化，符合现行FDA、EUGMP、cGMP要求，能够做到完全排空、清洗和灭菌，换热器中和物料直接接触的部分的材质为316L，整个换热器设计无死角，管内流体能保持湍流状态，并可为用户提供原产地证明、材质报告、合格的焊接记录等，确保用户使用的安全性。下面将对P系列换热器的技术指标作出具体介绍。

SECESPOL-P系列换热器采用当前最科学、最合理、最流行的双管板结构，当出现管板与壳体、管束与管端板之间开裂时，能有效的避免冷却水与药品物料相混。其外形如图10所示。

SECESPOL-P系列换热器专注于卫生级药品物料、注射水等系统的加热和冷却，材质全部来自德国克虏伯钢铁公司的316L不锈钢，确保了整个系统的安全性和可操作性。

以用于注射用水系统为例。我国GMP规范第34条规定:“注射用水的制备、贮存和分配应能防止微生物滋生和污染。贮罐和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀。……注射用水的贮存可在80℃以上保温、65℃以上保温循环或4℃以下存放”;《GMP实施指南》第4.1.1(2)款规定:“与物料直接接触的设备内表层,应用不与其反应、不释出微粒及不吸附物料的材质”。即无毒、耐腐蚀、不释出微粒、不吸附物料、经受消毒/灭菌是注射用水系统选材的基本要求。SECESPOL换热器中的P系列产品选择了与这些要求最相适应的材料——316L。并严格按照欧盟卫生机械标准制造，是目前世界上最先进的管壳式换热器之一。316L材料无论是从“对传输介质的中立性”,还是从“耐腐蚀性”,以及从“焊接性能”上来判断,均是注射用水系统的最佳材质选择。

SECESPOL-P系列换热器是全不锈钢结构，采用了双管板设计，避免了死角和泄漏的可能。并且提高了耐温耐压能力，耐压1.6MPa、试验压力3.2MPa，极大的确保了用户生产过程中的安全性。

较高的表面光洁度可以有效的消除微生物滞留、滋生繁殖的“乐土”。再者,根据材料表面愈粗糙,其点蚀击穿电位愈低,材料在介质中愈易产生点蚀现象。将材质内表面经抛光后,也可减少因点蚀造成料微粒的脱落而污染药品、注射水等物料的机会。

SECESPOL-P系列换热器的光洁表面是通过电抛光方式来完成的。电抛光能够将暴露的杂质和表面层一起去除，表面显著地减少了总表面积，并大大缓和了机械抛光时内在的表面张力，保证粗糙度Ra<0.52μm（EP级），从而减少微生物和杂质的滞留，控制生物膜的生成。更重要的是它可以在表面形成一层优良的保护膜、加强耐腐蚀性。

SECESPOL-P系列换热器采用了方便拆装且卫生精度更高的卡箍型快装接口，其卫生连接件由于特殊的连接结构和精确的制造工艺及合适的垫圈配套,能确保连接件的内径完全对准,并可尽量减少缝隙。

SECESPOL-P系列换热器的结垢倾向低，结垢周期是常规换热器的5-7倍。即便是在结垢之后，垢质的清洗也非常简便。它避免了其他换热器的拆装，用稀硝酸进行循环即可，安全、方便、价格低廉。

(1)SECESPOL-P系列换热器在保证安全运行的基础上，尽可能的减小壁厚，其中的每一根换热管的壁厚仅有1mm，大大改善了冷热流体的传热效果，同等条件下是传统换热器效率的5倍左右。提高了工作效率，在长期的运行工作中降低了综合生产成本。

(3)为了能够更好的为国内针剂企业提供技术服务，SECESPOL国际集团为国内用户量身设计了6种标准尺寸，换热面积从0.5m²到5.0m²，允许流量最大可以到5000L/h。