我國原料藥和醫(yī)藥中間體(以下統(tǒng)稱原料藥)以其低廉的價格在國際市場占有重要地位,某些大宗原料藥產(chǎn)品如VC、阿莫西林、我國已經(jīng)占據(jù)大多數(shù)的國際市場。隨著我國成為全球原料藥的重要生產(chǎn)基地,制藥行業(yè)面臨著機(jī)遇的同時,也面臨著新的挑戰(zhàn)。制藥體系、制藥設(shè)備等軟件和硬件急需滿足國際市場的規(guī)范,使我國的制藥行業(yè)整體升級,從而成為全球原料藥的制造中心。
干燥操作的目的是除去某些固體原料、半成品及成品中的水分或溶劑,以便于儲存、運(yùn)輸、加工和使用。在工業(yè)生產(chǎn)中,多先用機(jī)械法zui大限度地去除固體物料中的濕分,再用干燥法除去剩余的濕分,zui后得到合格固體產(chǎn)品。
制藥工業(yè)的操作有自身的特點(diǎn),如系統(tǒng)的整體密閉性,上游設(shè)備和下游設(shè)備的合理配合,符合GMP要求,保證藥品生產(chǎn)過程的合理、產(chǎn)品均一、無積料、可以滿足在線清洗(Cleaning in Place,CIP)等要求,用于無菌原料藥上的干燥裝置還要滿足在線滅菌(Sterilizing in Place,SIP)的要求。
當(dāng)物料具有熱敏性、易氧化性、或濕分是有機(jī)溶劑時,蒸氣與空氣混合具有爆炸危險,有機(jī)溶劑需要回收保護(hù)環(huán)境的情況下,一般可采用真空干燥。真空干燥器的特點(diǎn)如下:
(1) 能用較低的溫度得到較高的干燥速率,可以低溫干燥熱敏性物料;
(2) 可干燥易受空氣氧化或有燃燒危險的物料;適合于干燥有溶劑或有毒氣體的物料,溶劑回收容易;
(3) 能將物料干燥到很低的水分,故可用于低含水率物料的二次干燥。
雙錐真空干燥及問題
目前國內(nèi)廣泛使用雙錐真空干燥器,其工作原理是在夾套里通入熱能源(如熱水、蒸汽),熱量經(jīng)內(nèi)殼傳給被干燥物料;在動力驅(qū)動下,罐體作緩慢旋轉(zhuǎn),罐內(nèi)物料不斷混合,從而達(dá)到強(qiáng)化干燥的目的;物料處于真空狀態(tài),氣壓下降使物料表面的水份(溶劑)可快速蒸發(fā),并由真空泵及時排出及回收,從而達(dá)到干燥的目的。但目前的工藝帶來的問題:
(1) 現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)式真空干燥器的干燥時間太長;
(2) 加料和下料過程太費(fèi)時間和力氣,并且會有粉塵泄漏到操作環(huán)境中;
(3) 物料在里面通常整體翻轉(zhuǎn),物料會有團(tuán)聚現(xiàn)象,有時下料需要來回翻轉(zhuǎn)或人工破壞團(tuán)聚顆粒;
(4) 機(jī)械密封件完全在產(chǎn)品區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),壽命太短,且會污染產(chǎn)品;
(5) 裝料量一般在30%~50%之間,如果產(chǎn)量很大,需要很多的面積來放置很多的機(jī)器。
原料藥生產(chǎn)選擇干燥設(shè)備所應(yīng)考慮的因素
在原料藥生產(chǎn)中,熱傳遞干燥設(shè)備選擇應(yīng)從GMP規(guī)范、工藝與品種的要求出發(fā),根據(jù)這幾年在實(shí)際工藝應(yīng)用中所知,通常應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)因素:
(1) 原料藥生產(chǎn)物料常屬敏感性(熱敏性、晶型等),故在干燥過程中盡可能避免物料“結(jié)塊”現(xiàn)象,從而提高干燥效率和縮短干燥時間;
(2) 在有些原料藥干燥生產(chǎn)中,可能需要外加氣體保護(hù),從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度出發(fā),真空干燥可減少氣相排放,從而使溶媒能更易回收;
(3) 為了使整體生產(chǎn)過程的連續(xù)性和減少物質(zhì)的泄漏損失,干燥設(shè)備的粉體出料應(yīng)能有效控制,這樣能減少潔凈區(qū)域操作或卸料人數(shù)。同時,設(shè)備能方便做到CIP和SIP;
(4) 從設(shè)備安裝方便和使用空間小出發(fā),設(shè)備管路應(yīng)能相對固定和相對小,這也是無菌原料藥符合GMP要求所需的;
(5) 從實(shí)際設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)考慮,如生產(chǎn)能力、運(yùn)行能 耗、出料無殘留、干燥混合效率及混合均一性等能滿足工藝要求。
單錐
真空干燥機(jī) 設(shè)備概述
以前國內(nèi)常用雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)來完成原料藥中干燥混合過程,而國外近年來推崇錐型干燥混合器來完成此過程。為了提高國內(nèi)原料藥生產(chǎn)整體水平,常州百得干燥經(jīng)多年的潛心研制而推出的適用于醫(yī)藥、化工、農(nóng)藥生產(chǎn)等行業(yè)的粉體干燥的專用設(shè)備——新一代真空單錐干燥機(jī)。該設(shè)備能有效地解決傳統(tǒng)干燥設(shè)備工時長、效率低、噪音大、易結(jié)塊、多漏點(diǎn)、維護(hù)難、操作及清洗不便等缺陷,是原料藥行業(yè)內(nèi)所使用國內(nèi)外同類設(shè)備中單位能耗低、效率高、效果好的一款高效率多功能干燥設(shè)備。
單錐真空干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在在原料藥生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢
(1) 靈活性
由于該設(shè)備整體是靜止固定的,只有內(nèi)部的轉(zhuǎn)臂和混合螺桿進(jìn)行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn),整體無振動,非常容易和上游設(shè)備連接,如離心機(jī),三合一過濾洗滌干燥機(jī),也可以和下游設(shè)備如整粒粉碎機(jī),分裝機(jī)等連接,使整個生產(chǎn)線成為密閉的,全部自動化的生產(chǎn)線。
同時,單錐真空干燥器的有效裝料量通??梢赃_(dá)到85%,假設(shè)裝水量至懸臂下方為1000L,那么有效裝料量約為850L,且zui低裝料量為10%,即裝料100L即可以很好的進(jìn)行干燥。
該干燥系統(tǒng)可以適合不同水(溶劑)含量的物料,從干粉到混懸液都可以進(jìn)行干燥。
(2) 攪拌溫和
對結(jié)構(gòu)脆弱的產(chǎn)品來說只是溫和的攪拌,同時起到非常高的混合精度,轉(zhuǎn)臂的正常速度是0.95RPM,沿著容器內(nèi)筒體壁旋轉(zhuǎn)?;旌下輻U是懸空式的,通過法蘭直接連接到轉(zhuǎn)臂上,所以螺桿不需要底部的支撐。
螺帶是開口的設(shè)計(jì),便于清洗。螺桿的正常速度是70RPM,所以即使脆弱的產(chǎn)品也不會被破壞。
由于物料受到不同方向的混合力,實(shí)驗(yàn)證明,混合裝500kg的物料,按照1:100的比例加入貼加劑,這意味著每10g取樣中應(yīng)該有100μg的貼加劑。經(jīng)過10min的混合,取不同點(diǎn)進(jìn)行測試,均勻度基本一致。
(3) 傳熱效率高
單錐的設(shè)計(jì)使得物料zui大限度地接受到筒體壁的傳熱,加熱部位包括筒體夾套、容器頂蓋、過濾器。物料在內(nèi)部的持續(xù)攪拌,可以使干燥的速度得到優(yōu)化。
(4) 產(chǎn)品區(qū)域內(nèi)無機(jī)械密封
整個系統(tǒng)在懸臂和螺桿之間有機(jī)械密封,物料是在這密封之下,底部斷面球閥,可以在0~180度之間開關(guān),所以可以控制出料速度。
單錐真空干燥器通過斷面球閥方式實(shí)現(xiàn)自動卸料過程。物料在重力作用下,沿下料通道向下流動。下料閥下部可以用不同的容器或連接管道來傳送物料。
(5) CIP和SIP
無菌原料藥生產(chǎn)對設(shè)備提出非常高的要求,整個系統(tǒng)需要在130度的蒸汽里面滅菌30min,同時在懸臂內(nèi)部不能有任何泄漏,內(nèi)部驅(qū)動往往需要干式帶式驅(qū)動,密封一般采取zui高要求的機(jī)械密封,背后有無菌氮?dú)獗Wo(hù),同時根據(jù)歐盟的規(guī)定,機(jī)械密封內(nèi)部都需要蒸汽滅菌。機(jī)械密封不可有顆粒物掉進(jìn)產(chǎn)品區(qū)域。國外在這一方面已經(jīng)有非常多的經(jīng)驗(yàn)。整個系統(tǒng)符合FDA標(biāo)準(zhǔn)。