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大输液车间的智能化工艺设计
现代化大输液生产线的自动化设计
摘要：本文主要介绍现代化大输液生产车间的典型特征，并结合药典、GMP和实际生产工艺需求提出了具体的解决方案；重点介绍了粉体输送系统、热压式蒸馏水机和批处理控制系统在大输液车间的应用；最后，重点介绍了智能化大输液车间在EHS方面的卓越表现。
大容量注射液俗称大输液（Large Volume Parenteral，LVP），通常是指容量大于等于50ml并直接由静脉滴注输入体内的液体灭菌制剂，其包装形式主要有玻璃瓶、塑料瓶、非PVC软袋与直立式软袋四种。
大输液与片剂、水针、粉针、胶囊统称为我国医药行业五大重要制剂。由于起效迅速、使用方便，大输液的临床用量非常大，是我国医疗机构普遍采用的一种医疗用品。按其临床用途，大输液可分为体液平衡类输液、抗生素类输液、营养类输液与其他治疗类输液四大类别，主要应用于补充体液、电解质及营养，并可作为血浆代用液维持血压。
2008～2012年，我国大输液产量年均复合增长率达到21.75%，2010年突破100亿瓶（袋），并于2012年达到174.52亿瓶（袋）。随着国家医疗体制改革的深入，基本医疗保障制度覆盖面将进一步扩大，基层医疗卫生服务体系也将进一步完善，作为主要基础用药之一的大输液产品市场规模将会持续扩大。
体液平衡类输液是大输液中应用最为广泛的一种，包含电解质输液和酸碱平衡输液两类，主要产品有葡萄糖输液、氯化钠输液、葡萄糖氯化钠输液、复方氯化钠输液等。目前，大输液企业为了提高产能、赢得生存空间并快速占领市场，部分新建车间的稀配罐配料量已达到20～30m3，少数企业甚至达到35m3规模，且稀配罐数量往往为两位数之多，如何实现该生产线的规模化、智能化设计，是每一位大输液生产车间设计工作者需面对的挑战。
法规与工艺
中国《药品生产质量管理规范》（CFDA GMP）在附录1《无菌药品》中规定，“大（小）容量注射剂以同一配液罐最终一次配制的药液所生产的均质产品为一批；同一批产品如用不同的灭菌设备或同一灭菌设备分次灭菌的，应可追溯”、“溶液除菌过滤器应尽可能安装在接近灌装点处”、“对可最终灭菌的产品不得以除菌过滤工艺替代最终灭菌工艺”。
大输液的配料工艺主要有“两步配制法”和“一步配制法”两种，核心设备包含粉体输送装置、浓配罐、浓配SKID、稀配罐、稀配SKID、灌装机和水浴灭菌柜。与玻璃瓶和塑料瓶大输液不同，软袋大输液成品会提前转移到一个体积较小的缓冲罐，以保证有足够的灌装压力。
“两步配制法”包含浓配与稀配工段（图1）。首先，在浓配罐中加入浓配体积的注射用水和原辅料，经搅拌器搅拌混匀，制成符合要求的浓溶液，加热至工艺温度，搅拌溶解后保温一定的时间，在浓配液中加入一定量的药用活性炭，放置一定的时间，药液经循环脱炭过滤，并经粗过滤后输送至稀配罐中；然后，在稀配罐中用注射用水搅拌稀释至全量；药液经循环脱炭过滤，并经预过滤、除菌过滤至药液可见异物合格，检测含量、pH值等合格后方可灌封。与“两步配制法”不同，“一步配制法”只需稀配工段，将原料加入所需的溶剂中，一次配成注射剂所需的浓度，该法常用于原料质量较好、剂量较小的注射剂配制。
图1 “两步配制法”的生产工艺
粉体输送
在大输液的生产中，传统的投料方式是靠人工通过人孔把物料（氯化钠、葡萄糖、活性炭或其它复方品种）投入配料罐中。盐类与糖类大输液产品的配制过程中，氯化钠与葡萄糖原料的投料量相对较大，以25000L稀配罐为例，单批次葡萄糖投料量达到2吨以上，若采用人工投入方式，劳动强度会非常大、生产效率非常低，且开放式投料导致的粉尘外溢也会造成洁净区的污染。
自动化粉体输送系统采用密闭的无尘转运模式，有利于解决劳动强度与洁净区粉尘外溢的问题，该系统主要由投料站、料仓、粉体计量储罐、PTS粉体输送装置（图2）及其相关的管阀件组成。
图2 PTS粉体输送装置
在整个生产工艺中，每个浓配罐的粉体输送过程全部实现自动化控制，而且整条生产线实现集中备料与投料，有效节省了洁净室的操作面积、提高了企业的生产效率、减少了发生交叉污染的风险、节约了人工成本;同时，该系统还可实现在线清洗与在线消毒，生产批次之间转换的时间也大大缩短。图3是一套典型的粉体输送系统，它可为8个独立的浓配罐自动输送原辅料，图中左下角稍小的一个罐为氯化钠计量罐，另两个稍大的罐为葡萄糖计量罐。
图3 大输液车间粉体输送案例
未完待续
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发表于 2015-5-21 17:19:53
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