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1、维普资讯 http:/谖针研宓与缇备稼）一一兰，曼如“现代原料药中间体生产工艺设计中的固体物料处理和密闭方式胡卫（北京天利联合科技有限公司，北京）摘要：从物料密闭传递方式的优势入手，结合应用实例对原料药中间体生产中固体物料处理过程中密闭传输系统设计所应考虑的问题、物料和流动过程的知识以及中问料桶转移系统等方面作了阐述。关键词：密闭传递；固体物料处理过程；中间料桶转移系统 物料密闭传递方式的优势伴随着现代原料药中间体（简称）生产的发展，人们关注的焦点将聚焦在固体物料的密闭处理方式上，这正是由于原料药的活性呈现出越来越大的增长趋势。在过去的很多年里，“开放式”物料传输方式曾被所认可，其认为在闭式的
2、洁净生产区域可以避免交叉污染。此种认可的结果，使制药企业浪费了昂贵的工厂设计、空气净化和人工清洁费用等等。对于现代原料药中间体生产，人们更多关注的是生产操作人员的健康与安全，也尤为关注环保问题，这些问题归纳到一点，便是涉及到物料传输的密闭性问题。然而，国际乃至国内引入了最新的概念就是物料“密闭传输”方式，这种方式是在完全密闭状态下进行物料传输，对传输管路和容器均可以进行操作，避免打开这些连接处。现代车间的工艺设计如图图 现代车间的设计示意所示，其应用物料密闭传输的设计概念，这种设计的好处：（）实现了最大的开放工作区域，反应罐工作间可固体物料处理过程中密闭传输系统设计所以紧挨着工作区，节省了厂房
3、建设和生产的费用；（）应考虑的问题在物料处理楼层内，从供给到接收物料，能提供了最大的工作效率；（）密闭工作环境所体现的优势，更能满在固体物料处理过程中要实现密闭传递系统的足的要求，从源头避免了产品的交叉污染，同时话，在系统设计前必须了解所有的固体物料处理中的还具有环保效应。问题与风险，并且在设计中解决好这些问题，以下结合 中国制药装备第辑维普资讯 http:/设计研宓与设备探讨孽“哗实例来谈谈固体物料处理过程中密闭传输系统设计所系统或料桶）。因此，在设计上要树立“固体物料处理是应考虑的问题。，关于传统生产观念的解决第一位，密闭是第二位”的概念，系统设计要求完全理解与应对固体物料处理的特性，以下
4、的问题必须考虑：物料在设计的图里的运转是可以预见，然而一 一 图为传统开放式进料方式，图为现代密闭式 物料不流动与流量太大的问题进料方式。现代密闭式进料技术这几年已很成熟，为何许多技术上可行的生产方式常常在现实生产上未能实在实际的物料处理过程中却不一样，物料经常因为一现呢？这主要是由于传统生产模式的桎梏，工艺人员会个打开的阀门而不再流动，如物料成块、成桥、粘着在认为新的物料传输过程必须是可控制和通过验证的，我们也曾经遇到多次新的物料传输过程方案没有被允许，就是因为目前使用的方法已被通过验证，不再想轻易地改变。因此，现代化物料密闭传输的设计落实应首先从概念上转化，要认识到现代技术给制药工业所带来
5、的优势是难以估量的。图开放式进料一喀图密闭式进料物料“处理是第一密闭是第二”的设计概念在固体类中间体原料药生产中，当有活性的化合物的密闭在系统中非常容易实现，而真正的挑战是在物料的传输过程中使用可移动的容器（常用的有 一起等现象的发生，且某些物料需要大量搅拌，依靠人工操作以及震动才使它们尽可能的流动，有些情况甚至还需要更大的洁净的出料开孔方能使物料通过，譬如，从离心机和过滤干燥器里出来的滤饼就属于此类。可以说，不能解决上述问题的任何密闭系统都是无法满足使用的，当这些问题出现时，通常应采取特别的措施，有时甚至是危险的方法（如敲打、搅拌、摇动、空气喷射等）使物料流动起来，这些方式将破坏了系统设计中
6、的所有密闭计划。同样流量太大问题，若固体物料能“倾泻”一样流入或流出，则就不必考虑此点，而此时固体物料会出现堵塞进料槽、进料阀等现象，增大了破坏密闭的风险性，也会增大了软连接处或密封处的负荷。因此，理想的密闭系统的一个关键元素就是在过程中流量可以控制的。结合实例来谈物料处理过程中的若干问题从上述物料不流动与流量太大的问题的提出可看到物料处理过程在整个生产过程的重要性，也印证了上述提及“固体物料处理是第一位，密闭是第二位”的概念。为了合理设计固体物料处理系统，首先要关注物料处理过程常见的几个问题，下面结合几个固体物料处理过程的实例作一简述：（）物料成桥产生原因与现象：物料呈机械状态，颗粒将出现紧
7、密连接或压缩，当存储时会互相粘着在一起，如图所示。图物料成桥机电信息年第期总第期维普资讯 http:/）“缇针研宓白役台握彳寸，、“，毕过程进料：主要出现在反应干燥、制粒、浓缩、胶时，如图 所示。囊填充等过程进料，如图所示。出现的场合：可能出现在湿干的中间体或固体的混合时，如图所示。（）物料溢出（）物料通风产生原因与现象：在出料到下游容器或称重设备时，需要从下游设备中将空气或氮气置换入进料容器中，以避免压力不平衡而造成的流量和称重的误差，如一产生原因与现象：产品不受控制的流动很容易发图所示。生溢出问题。若 的产品流动不受控的话，准确的过程进料：主要出现在所有“密闭”过程进料系统，定量给料系统就
8、不可能实现，如图所示。过程进料：主要出现在筛分、粉碎、定量等过程进料，如图所示。图出现的场合图物料溢出图过程进料出现的场合：可能出现在颗粒和干燥充气的粉末生产时，如图所示。（）物料分离产生原因与现象：颗粒外形良好的和粗糙的物料通过中心时的流速是不一样的，会造成已混合物料的分离，如图所示。过程进料：主要出现在混合造粒浓缩、直接浓缩、胶囊填充等过程进料，如图所示。出现的产品：可能出现在混合物料或颗粒生产中国制药装备第辑如图所示。一图 物料通风一图 物料分离口图 过程进料一、维普资讯 http:/诅针研究与缇畚采讨：苎皇：峰“出现的场合：可能出现在干燥和湿的固体生产物料和流动过程的知识时，如图 所示
9、。（）物料下沉产生原因与现象：产品转移过程会造成颗粒磨损变的粗糙或颗粒表面起尘，如图所示。一当设计一个固体物料处理的密闭系统时，重要的二 二 二 二 二 二 二 二 二 一 一 二 二 二 二 二点是要了解固体物料的种类和形式，很多项目的进行只是依靠理论知识和物料的化学数据，缺少实际的过程进料：主要出现在浓缩、包衣、泡罩包装等过数据和对固体物料的处理特点的掌握。在制药流程中，程进料，如图所示。出现的场合：可能出现在药片和小颗粒生产时，如图所示。图 出现的场合图 物料下沉泛：、图 过程进料图 出现的场合清洗、通风与捕集问题必顽先考虑整个系统的过程流动，再考虑达到密闭要求，因此系统中空气或氮气流动
10、足很关键的。在物料传输过程前、中或后，系统中通风控制很重要，通风控制好会使密闭平衡破坏，一旦空气被吸入反应罐中也可能会发生溶剂爆炸。同时，此时使用粉尘捕集器会损坏软连接，并且造成裂口使物料飞散。相反，当容器与灌装系统分离时，清洗系统使用压力过大的氮气也会造成粉尘直接喷射到操作者脸上。原料药中问体的种类非常多，需要分别加以考虑，以下是一些例子：（）普通原料药通常是细粉末，可以压缩，但压紧后流动性不好。然而，使用气吹后流动性就很好。（）离心机出来的湿滤饼流动性很差，需要使用搅拌装置。搅拌力越大，对于密闭技术来说其挑战性越大。有利一面是湿的物料不会有大的起尘，不利面是这样的物料也会粘附在垂直的桶壁上
11、。（）锥形干燥器出来的干滤饼锥形干燥器出来的干滤饼一般是干燥粉末和结块的混合物，这些结块会堵塞通道和阀门，需要用通条或锤打来保证管道畅通。（）造粒固体制剂的造粒若处理不好，较差的颗粒会产生降解。（）直接混合固体物料直接混合后，在输送过程中很容易造成物料分离。同样重要的是要了解物料是怎样出料的？例如，锥形干燥器和离心机出料的情况就是不同的，因此看来，物料在过程中的特性对于密闭是很重要的。系统 系统的适用实例 系统（即称为中间转移料桶），当你在设计 系统时，上述的所有问题都是极具挑战性的。在一个典型的制药固体物料处理与密闭系统设计中，如图 所示，系统必须要有非常多种类的过程模式进机电信息年第期总第
12、期维普资讯 http:/）二儿诅针研宓与诅备蟹亏寸函 。一盘一。固。盔一 丛，函；鼎。盘蟊。：图 一个典型的制药固体物料处理与密闭系统行连接和分离。因此，会遇到不同情况的制约，如物料、过程连接、建筑物制约等。下面是一些应用实例：（）多种物料形式的灌装；（）多种过程形式的灌装；（）多种处理装置形式的移动；（）区域和技术区域的移动：（）容器内部混合（有时会包括一些物料滴加）：（）散装药品过程的进料：（）下一个过程设备的进料；（）容器和转移设备的清洗。密闭项目的 系统在设计时，物料的处理是要放在第一位来考虑的，然后才是整个密闭系统。如果我们不得不使用手动方式来保持物料的流动，则会破坏系统密闭，并且浪
13、费资金。有很多种技术可以应用在 系统内以达到密闭连接，每一种技术在市场上都有自己的位置。了解每种技术之间的区别是很重要的，然而当一种技术非常适合一种应用时，并不意味着它也适合另一种应用。可以说，没有一种系统可以满足所有的要求。锥形阀出料系统锥形阀出料系统，如图所示。（）这种系统最初是将注意力主要集中在物料出料的能力上，极少考虑物料的特性，这种注意力是集中在锥形的原理上。同时，锥形阀若能设定好阀门的开启时间，就可以进行定量分配，这样再与外部的称重系统连接就可以进行定量进料。另外，锥形阀的物料流动类似密相流动，所以就能消除混合物料的分离。（）经过最近几年的发展，通过增加空气（或氮气）也可以提高密闭
14、性能，在某些项目里使用自动的第二个盖子。（）通常的性能可以达到，。中国制药装备第辑一，缸：丑翻皿矗一：薛 差：翅 酬：，一图 从 到反应罐的密闭出料（）使用空气和第二个盖子能将性能提高到，具体隋况要看每天分离连接的次数。通过盖子的 灌装系统（密闭转移单元）通过盖子的 灌装系统如图所示。图通过盖子的灌装系统（）这种系统在概念上类似手套箱，不同的是在 系统里有一个特殊的盖子，能自动提升，保证物料稳定的流动。该装置设计成一爪 转移单元”，不会有残余物料，因为没有旋转部件或密封件，效果非常理想。（）通常的密封性能范围是。（）使用空气和第二个盖子能将性能提高到，具体情况要看每天分离连接的次数。综合形式维
15、普资讯 http:/，喜篡熏另外，还有带装置的卸料斗如图所示，与从 到反应罐的密闭出料如图所示等形式，可根据要求选择。图 带 装置的卸料斗图形式的密闭灌装手套箱隔离器手套箱隔离器如图所示。（）尽管手套箱隔离器能快速转移，已经广泛使用在桶到桶的处理设备上，以获得高级别的密闭效果。但是，它们很少直接与系统连接起来使用。主要的原因是这种端口连接需要很精确的对接，在一个大型的系统中，这种连接是很困难的。（）更大的一个问题：如果物料的流动性较差，在 系统中使用手套箱隔离器就不可能使用振动、搅拌或手动的方式等常规方法来保证流动。（）如果能克服上述的那些缺点，利用手套箱隔离（）（）图 带手套箱隔离器的出料装黄器技术结合使用 系统就能获得最好的密闭效果。（）手套箱隔离器的密封性能可达到毫微克立方米。结论由上述可看到：（）完成一个固体物料处理的密闭系统不只是密闭设备供应商的最终责任，而且也是制药企业和工程承包商的最终责任；（）密闭设备不是现货供应，也不是简单用螺栓将设备固定，固体物料处理的密闭传输是一个系统概念，密闭需要结合生产设备、操作和过程方式，而且要完全了解才能达到最佳的使用效果；（）固体物料处理的问题需要在项目设计之前就要充分考虑。总之“固体物料处理是第一位，密闭是第二位！”收稿日期：作者简介：胡卫（一），男，陕西西安人，研究方向：深冷机组技术。机电信息 年第期总第期