Преимущества конусной мешалки с фильтром-осушителем для нутча («оборудование «три в одном») компании Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment в производстве фармацевтических субстанций

Абстрактные:Начиная с базовой конструкции и принципа работы конусообразной формы Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment фильтр-осушитель с мешалкой для нутча («Оборудование «три в одном») и на примере чистого продукта преимущества оборудования при производстве АФС обсуждаются с четырех аспектов: чистота продукта, технологическая адаптируемость, автоматизация и мониторинг в режиме реального времени, и многонаправленный CIP.

Ключевые слова:конусообразный нутч-фильтр с перемешиванием сушилка (Оборудование «Три в одном»); производство АФИ; преимущества; новый GMP 

Введение 0

В процессе производства AIP, чтобы уменьшить потери материала и избежать загрязнения окружающей среды, которое может быть вызвано переносом материала после кристаллизации, последующие процессы фильтрации, промывки и сушки материала обычно выполняются на одном оборудовании. который для краткости называется «Три в одном». Наиболее распространенный в производстве лекарств «три в одном» — с плоским дном, и нет сомнений в том, что он имеет преимущества при производстве стерильных АФС, однако и с другой стороны есть определенные недостатки, в том числе малая площадь фильтра в круглое плоское дно, боковая выгрузка (материал всегда остается), плохая производительность сушки, небольшое перемещение материала в процессе сушки и низкая эффективная теплопередача, большие пределы сушки и т. д.

Разработка прототипа конусообразной мешалки нутч-фильтр-осушитель (далее «конусообразная «Три-в-одном») началась примерно в 1993 году. На основе комплексного анализа преимуществ и недостатков отечественной техники «Три-в-одном» спустя пять поколений она превратилась в текущую модель чистого класса, которая уже более 10 лет успешно используется в производстве API.

С ростом осведомленности об окружающей среде и более высокими стандартами качества производства API в Китае конусообразный «три в одном» имеет свои значительные преимущества. Взяв в качестве примера конусообразную чистую машину «Три в одном» компании Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment, мы кратко представим ее базовую структуру и принцип работы и сосредоточимся на ее преимуществах в производстве АФИ. 

1 Базовая структура и принцип работы конусообразного устройства Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment «Три в одном»

Конусообразная установка «Три в одном» может выполнять ряд процессов в одной единице оборудования, включая разделение и фильтрацию твердой и жидкой фаз, промывку осадка на фильтре и процессы сушки материала.

1.1 Базовая структура

Если взять в качестве примера конусообразную машину «Три в одном» для производства АФС чистой марки, ее основная конструкция показана на рисунке 1.

Рис. 1 Структура конусообразной «три-в-одном» чистой марки

a - Пылезащитный механизм b - Взрывозащищенный механизм передачи

c - Реечный механизм d - Распылительный механизм

e - Главный вал для перемешивания и встроенная система теплообмена

f - Основной корпус g - Вспомогательный механизм обслуживания

h - Фильтрующий механизм i – Автоматический расширительный выпускной клапан вниз

Подробнее:

a — это пыленепроницаемый механизм, который отвечает требованиям чистой зоны и помогает избежать загрязнения пылью, вызванной деталями трансмиссии.

б — взрывозащищенный передаточный механизм, включающий взрывозащищенный главный двигатель и редуктор. Его закаленный редуктор может увеличить пропускную способность и обеспечить стабильную работу оборудования.

в – реечный механизм с чистым торцовым уплотнением главного вала и многоопорной компоновкой.

г — механизм распыления, включая компоненты для мойки материала и безразборной мойки.

е представляет собой основной вал для перемешивания и встроенную систему теплообмена с использованием подвесного механизма перемешивания ленточного типа (без точки опоры внизу).

f — основной корпус оборудования, включая теплообменную рубашку и компоненты внешней изоляции.

g — вспомогательный механизм обслуживания, который помогает частям конуса подниматься и опускаться, облегчая разборку и техническое обслуживание.

h - механизм фильтрации, включающий компоненты для фильтрующей среды и обратного CIP (RCIP).

i представляет собой автоматический расширительный выпускной клапан, работающий в полностью автоматическом режиме. В нем используется крышка клапана с плоским дном, без мертвых зон для скопившегося материала, и его можно полностью очистить на месте.

1.2 Принцип работы

Прерывистый технологический процесс применяется к конусообразной машине «Три в одном» компании Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment, типичным рабочим процессом которой является «подача-фильтрация-промывка-сушка-разгрузка-CIP», как показано на рисунке 2.

1.2.1 Фильтрация

Оборудование обычно использует фильтрацию под давлением или вакуумную фильтрацию, и существует огромная разница между этими двумя способами в зависимости от характеристик материалов и фильтрационных корок, что необходимо подтвердить небольшими испытаниями.

1.2.2 Сушка

В процессе вакуумной сушки в оборудование встроена система циркуляции теплоносителя. Когда теплоноситель добавляется одновременно с вакуумной откачкой, механизм перемешивания ленточного типа вращается вперед, чтобы поднять материал для переворачивания во всех направлениях, чтобы реализовать полный теплообмен, и можно контролировать состояние сушки материалов. с помощью вакуумного онлайн-пробоотборника.

1.2.3 Разрядка

После завершения процесса сушки и возвращения внутренней среды оборудования к нормальному давлению выпускной клапан открывается, и механизм перемешивания вращается вперед, чтобы выгрузить большую часть материалов, а оставшееся небольшое количество остатков вытесняется перемешиванием. механизм наоборот.

1.2.4 Очистка

После завершения разгрузки оборудование очищается в нескольких направлениях: система промывки очищает внутреннюю часть и ленточный перемешивающий механизм; Система RCIP очистит остаточный слой, фильтрующую среду и клапан; Система CIP очистит клапанную крышку и соединительный патрубок. 

Рис. 2. Схема работы конусообразного устройства «Три в одном».

2 преимущества конусообразной формы «три в одном» компании Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment при производстве фармацевтических субстанций

Новая версия GMP выдвигает более высокие требования к производству АФИ и сопутствующего оборудования. Очевидно, что оборудование является ключом к обеспечению качества АФС и стабильности их производства. Далее будут пояснены преимущества конусообразных «Три-в-одном» при производстве

API в сочетании с соответствующими требованиями новой GMP.

2.1 Высокая чистота продукта

2.1.1 Запрещается смешивать примеси с материалом

После того, как материал поступает, части оборудования, которые непосредственно подвергаются воздействию материала, включают функциональную насадку, внутреннюю стенку, механизм перемешивания, механизм фильтрации, канал фильтрата, фильтрующий компонент и механизм выпускного клапана. Среди них, кроме механизма перемешивания, все остальные статичны. Изготовленные из правильных материалов и с соблюдением надлежащего производственного процесса, эти детали не будут привносить в процесс никаких посторонних предметов. Однако механизм перемешивания движется. Во-первых, необходимо использовать чистое механическое уплотнение главного вала для достижения хороших характеристик уплотнения. В механическом уплотнении предусмотрена изолирующая полость для предотвращения попадания в оборудование любых примесей, которые могут образовываться из окружающей среды или самого механического уплотнения. Во-вторых, отсутствие вращающейся точки опоры на дне конусообразного «Три-в-одном» для перемешивающего механизма, выполненного по принципу подвески, принципиально исключает возможность загрязнения примесями.

2.1.2 Обеспечьте безопасную и чистую окружающую среду

Оборудование полностью герметично, что не только обеспечивает чистоту продукта в процессе, но и защищает производственную среду. Специально для случаев с летучими или опасными растворами в процессе оборудование может обеспечить безопасность окружающей среды и операторов.

В механизме перемешивания ленточного типа используется аксиально-фиксированная конструкция, которая не перемещается вверх и вниз и поддерживает установленное и стабильное безопасное расстояние от оборудования, обеспечивая безопасность производства без планового технического обслуживания.

2.2 Преимущества адаптивности

2.2.1 Высокая эффективность фильтрации

(1) Большая площадь фильтрации: фильтрующий материал «Три в одном» имеет конусообразную форму, установленную на стенке бака, как показано на рисунке 3. Принимая размеры устройства с внутренним диаметром около 1 м, например, площадь стандартного конического фильтра составляет около 1.6 м 2 , а эффективная площадь фильтра примерно в три раза больше, чем у «Три в одном» с таким же диаметром, но с плоским дном.

Рис. 3. Структура фильтрующего материала конусообразной формы «три в одном». 

(2) Небольшая номинальная толщина фильтрационной корки. Существует много исследований по теории фильтрации. Из-за большой разницы в свойствах частиц материала существует множество факторов, влияющих на скорость фильтрации. Полуэмпирическая модель, основанная на законе Дарси и уравнении Пуазейля, показывает, что толщина фильтрационной корки является одним из факторов, который обратно пропорционален скорости фильтрации [1]: при правильном выборе фильтрующей среды слой фильтрационной корки должны образовываться и играть стабильную связующую роль в течение разумного времени для улучшения характеристик фильтрации. Чем тоньше слой фильтрационной корки, тем выше скорость фильтрации.

(3) В конусообразном фильтре «Три в одном» расстояние между фильтрующим материалом и перемешивающим механизмом соответствует номинальной толщине фильтрационной корки. Механизм перемешивания ленточного типа непрерывно изменяет внутренний осадок, тонкий слой осадка на фильтре, удерживаемый на поверхности фильтрующего материала, образует стабильный укрепляющий слой фильтра. В то же время процесс замены может также сглаживать зазоры в фильтрационной корке, создавая стабильную разницу давлений, тем самым получая фильтровальную корку с более низким содержанием влаги.

2.2.2 Эффективная стирка

Внутренний ленточный перемешивающий механизм конической формы «Три в одном» может быстро регенерировать материал после добавления соответствующего количества промывочной жидкости. Тщательный контакт между осадком на фильтре и промывочной жидкостью значительно повышает эффективность промывки и замены. По сравнению с обычным перемешивающим механизмом лопастного и якорного типа, ленточный механизм, очевидно, обладает лучшими характеристиками репульпации.

2.2.3 Большая площадь теплопередачи и эффективная сушка

Конусообразный «Три-в-одном» имеет большую площадь теплопередачи, включая площадь теплопередачи основного корпуса (оснащенного высокоэффективной теплообменной рубашкой) и внутреннюю общую площадь теплопередачи перемешивания. Сверхбольшая площадь теплообмена не только обеспечивает эффективность сушки, но, что более важно, позволяет эффективно использовать площадь теплообмена. Обменный контакт между материалом и теплообменными частями является наиболее важным фактором.

Механизм перемешивания ленточного типа в конусообразной модели «Три в одном» имеет лучшую производительность при смешивании материалов: механизм перемешивания ленточного типа вращается снизу вверх, поднимая материал, а затем падает обратно на дно. , с длительным путешествием. Моделирование характеристик смешивания материалов в конусообразном устройстве «Три в одном» показано на рисунке 4. Программное обеспечение используется для имитации фактического состояния движения материала, а частицы светлого цвета выбираются в качестве отслеживающих образцов. .

В качестве примера возьмем конструкцию смесительного механизма MX-F-II в конусообразной емкости «Три в одном» объемом 5 м3, коэффициент подачи которой составляет 40 %, скорость вращения — 35 об/мин, а образцы отслеживаются в короткое время, и установлено, что они могут двигаться равномерно и соприкасаться с поверхностью теплообмена. Для различных материалов, в сочетании с производительностью смешивания и необходимостью формы кристалла, в базе данных дизайна есть множество типов, и индивидуальное оборудование также не является обязательным. В случае особых обстоятельств к механизму перемешивания также можно присоединить соответствующие механизмы для удовлетворения требований, например, для материала с серьезной агломерацией может быть оборудовано устройство принудительного дробления.

Рис. 4 Моделирование производительности смешивания материалов конусообразной «три в одном»

2.3 Автоматизация и мониторинг в реальном времени

В процессе крупносерийного фармацевтического производства, если процесс работы одного устройства контролируется вручную, неизбежны некоторые ошибки. Чтобы обеспечить постоянство продуктов между партиями с точки зрения технологического процесса, конусообразная «Три в одном» может управляться автоматически, проста в эксплуатации и интегрируется в центральную систему управления (ПЛК или РСУ и т. д.). , что значительно сокращает трудозатраты на эксплуатацию оборудования, повышает эффективность производства и эффективно гарантирует высокое качество и стабильность продукции.

Кроме того, также очень важно следить за состоянием продукта внутри оборудования для контроля технологического процесса. Установленный внутри пробоотборник может работать онлайн в вакууме во время процесса сушки, чтобы обеспечить непрерывность производства и эффективно контролировать эффективность сушки.

2.4 Многонаправленная CIP

Для конусообразного «Три в одном» для производства АФИ внутренняя часть, непосредственно контактирующая с материалом, полируется, а ее шероховатость составляет Ra≤0.4 мкм. После завершения партии продукции будет осуществляться выгрузка . Поскольку днище оборудования имеет коническую форму, разгрузочное отверстие установлено в самом нижнем положении, чтобы не было мертвых зон для скопившегося материала. После того, как выпускной клапан открыт, большая часть материалов в смесительном механизме с прямым вращением будет плавно выгружена (во избежание неконтролируемого массового выброса материалов после открытия клапана механизм перемешивания играет определенную связующую роль, и как только материал вращается, он автоматически выгружается под действием силы тяжести); На более позднем этапе выгрузки обратное вращение механизма перемешивания также играет роль в проталкивании материала, что может почти полностью выгрузить оставшийся материал в оборудовании.

Для решения проблемы малого количества остатков есть вспомогательная программа очистки:

(1) Внутренняя CIP оборудования, индивидуальное распылительное кольцо имеет отверстия во всех направлениях, а внутреннюю стенку оборудования и часть сопла головки также можно очистить на месте. Между тем, существуют различные дополнительные углы падения для ленточного перемешивающего механизма в зависимости от характеристик материалов. Когда процесс завершен, большая часть материалов может быть выгружена, а небольшое количество остатков может быть очищено душевой форсункой.

(2) Программа обратной очистки на месте (RCIP) для фильтрующего материала: для решения проблемы остатков в большинстве производственных процессов API используются металлические многослойные спеченные пластины в качестве фильтрующего материала. В безопасном зазоре между внешним краем ленты и фильтрующим материалом находятся конечные остатки, количество которых зависит от характеристик материала. Механизм RCIP расположен между фильтрующим материалом и каналом фильтрата, как показано на рисунке 5. RCIP осуществляется на небольшом расстоянии (обычно 2~3 см), давление промывки может достигать 0.6 МПа. Остаточный слой обычно прилипает целиком и может быть раздавлен трением перемешивающего механизма после частичной промывки. В то же время безразборная мойка может эффективно промывать фильтрующий материал и поддерживать скорость фильтрации каждой партии очень мелких или вязких материалов. Что касается замены и обслуживания фильтрующего материала, конусообразный фильтр «Три в одном» оснащен вспомогательным механизмом обслуживания, включая подъемную систему, конусные подъемные компоненты и т. д., которые просты в эксплуатации и обслуживании.

Рисунок 5. Среда Флитера конусообразной формы «Три в одном».

Принципиальная схема обратной безразборной очистки (RCIP) 

Заключение 3

Конусообразный «Три в одном» был создан для удовлетворения рыночного спроса и получил ряд национальных патентов. Он разрабатывался и применялся более 20 лет, а чистоплотная конусообразная версия для соответствия требованиям производства АФИ является уже пятым поколением, которое четко следует соответствующим нормативным требованиям фармацевтической промышленности, от конструктивного проектирования до приложение, и используется в фармацевтических компаниях уже более 10 лет. С ростом осведомленности об окружающей среде и расширением рынка API важно модернизировать фармацевтическое оборудование. Конусообразный «Три в одном» значительно улучшит качество продукции, защитит производственную среду и принесет немалую пользу предприятиям.