連續(xù)式包衣機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與工藝探討

梅慶勝

（浙江迦南科技股份有限公司，浙江溫州325100）

0　引言

目前，歐美及國(guó)內(nèi)正熱衷于建設(shè)無(wú)人化的智能工廠(chǎng)，僅僅將各單元設(shè)備簡(jiǎn)單連接在一起并不能有效提高產(chǎn)量，而智能工廠(chǎng)的出現(xiàn)將打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式。就制藥行業(yè)的無(wú)人化智能工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，從原料至成品藥一次完成，中間的加工工藝過(guò)程全部由智能化系統(tǒng)設(shè)備來(lái)完成，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、高產(chǎn)出的智能化生產(chǎn)。然而，要想實(shí)現(xiàn)整線(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)還需依托各個(gè)工藝設(shè)備之間的連續(xù)化功能設(shè)計(jì)，如何在各單機(jī)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)是目前各設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家首要攻克的難題。

我國(guó)制藥行業(yè)在“中國(guó)制造2025”的戰(zhàn)略布局指導(dǎo)下，將固體制劑連續(xù)智能制造項(xiàng)目提到了發(fā)展日程上。在固體制劑整線(xiàn)解決方案實(shí)踐中積累的大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為固體制劑連續(xù)制造項(xiàng)目的實(shí)施提供了數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)支撐。

本文以連續(xù)式包衣機(jī)為例，結(jié)合其國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了連續(xù)式包衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性以及連續(xù)包衣工藝的原理，為制藥機(jī)械行業(yè)其他設(shè)備的連續(xù)化功能設(shè)計(jì)提供參考。

1　連續(xù)式包衣機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外藥品價(jià)格長(zhǎng)期居高不下，如何提高生產(chǎn)效率，降低藥品生產(chǎn)成本，成為了各大制藥企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。

鑒于此，大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備的研制成為各制藥設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。

連續(xù)式包衣機(jī)是近年在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家剛剛興起的新型包衣設(shè)備，用于大批量連續(xù)式生產(chǎn)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的批次式生產(chǎn)模式。

連續(xù)式包衣機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于顯著提高產(chǎn)品產(chǎn)量，在以往的批次式生產(chǎn)模式中，時(shí)間被大量消耗在填料、片劑預(yù)熱、干燥、冷卻和出料上。

然而，連續(xù)式包衣工藝可以節(jié)省此部分的耗時(shí)，尤其適用于透明薄膜涂層包衣工藝的低增重生產(chǎn)（增重1%～2%）。由于連續(xù)式包衣機(jī)要求快速干燥，所以其一般適用于薄膜包衣，而不適用于糖包衣。

目前，連續(xù)式包衣機(jī)型號(hào)主要有美國(guó)THOMAS公司的FLEX CTC型（圖1）、德國(guó)DRIAM公司的Driaconti-T Pharma型（圖2）和加拿大OHARA公司的FCC型（圖3）三種。

這些連續(xù)式包衣機(jī)的工作原理基本相似，只在設(shè)備外形結(jié)構(gòu)上有些差異。其最大的技術(shù)難點(diǎn)在于起始階段和結(jié)束階段的進(jìn)料、出料、噴槍的啟停控制。由于大批量的連續(xù)生產(chǎn)模式在國(guó)內(nèi)藥廠(chǎng)尚未普及，目前國(guó)內(nèi)設(shè)備制造商對(duì)連續(xù)式包衣機(jī)的研發(fā)還處于摸索階段。

圖1　FLEX CTC型連續(xù)式包衣機(jī)

圖2　D ri acont i-T Pharm a型連續(xù)式包衣機(jī)

圖3　FCC型連續(xù)式包衣機(jī)

2　連續(xù)式包衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性

以加拿大OHARA公司生產(chǎn)的FCC 1200型連續(xù)式包衣機(jī)為例，介紹其結(jié)構(gòu)和特性。

（1）配備28支噴槍?zhuān)@些噴槍分為5個(gè)獨(dú)立的控制區(qū)段；

（2）出料端配備了氣動(dòng)控制的堰板，位置較低，當(dāng)它抬高時(shí)，可以控制片劑流向出料口的速度；

（3）除了防滑桿，片劑在包衣鍋內(nèi)的運(yùn)動(dòng)只受控于片劑進(jìn)料速率和堰板的高度；

（4）在包衣鍋內(nèi)沒(méi)有攪拌槳，使包衣鍋內(nèi)部無(wú)清潔死角，更易清洗。該設(shè)備同時(shí)適用于批次生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)兩種模式。

該設(shè)備擁有數(shù)項(xiàng)專(zhuān)利，包括自動(dòng)上料和卸料以及啟動(dòng)、關(guān)閉程序等。據(jù)稱(chēng)，啟動(dòng)、關(guān)閉程序可以使該設(shè)備比其他連續(xù)式包衣機(jī)減少約80%的廢片量。

啟動(dòng)和關(guān)閉程序通常包含以下設(shè)置：

（1）用足夠的產(chǎn)品裝填包衣機(jī)前端，開(kāi)始第一次噴霧，隨著片劑逐漸流到滾筒末端，依次打開(kāi)每一只噴槍?zhuān)?/p>

（2）一旦包衣機(jī)裝填完畢，運(yùn)行進(jìn)入連續(xù)模式；

（3）當(dāng)進(jìn)料停止時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉程序，關(guān)閉出料板，停止自動(dòng)出料，從最末端噴槍開(kāi)始依次關(guān)閉噴霧，直至完成鍋內(nèi)剩余片劑的包衣，最后打開(kāi)出料板，抬高滾筒，實(shí)現(xiàn)完全卸料。

3　連續(xù)式包衣工藝原理

連續(xù)式包衣工藝早在非制藥行業(yè)得到了較為成熟的發(fā)展，如糧食生產(chǎn)行業(yè)的種子加工設(shè)備中的連續(xù)式種子包衣機(jī)（圖4），其基本原理：種子在傾斜的筒體內(nèi)，依靠種子自重從進(jìn)料口向出料口移動(dòng)，并在旋轉(zhuǎn)的滾筒作用下不停翻滾，使包衣液均勻噴射到種子表面，使其均勻度達(dá)到一致。

我國(guó)制藥設(shè)備行業(yè)借鑒連續(xù)式種子包衣機(jī)的工作原理，開(kāi)發(fā)出了片劑連續(xù)式包衣機(jī)，由于制藥行業(yè)GMP等法規(guī)的嚴(yán)格要求，使其真正實(shí)現(xiàn)連續(xù)包衣尚有難度。雖然國(guó)外有多家設(shè)備廠(chǎng)商已開(kāi)發(fā)出連續(xù)式包衣機(jī)，但在市場(chǎng)上完成推廣普及尚需一段時(shí)間。

近十年來(lái)，隨著PAT（過(guò)程分析技術(shù)）的發(fā)展及其在藥品生產(chǎn)過(guò)程中的使用，使得連續(xù)包衣生產(chǎn)成為可能，連續(xù)式包衣機(jī)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與放行，并最終達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。

連續(xù)式包衣的基本工藝控制原理如圖5、圖6所示。

4　結(jié)語(yǔ)

連續(xù)式包衣機(jī)目前在國(guó)內(nèi)藥企中的使用并不多，其最大性能并未真正發(fā)揮出來(lái)。這其中一個(gè)很大的原因就是受連續(xù)式包衣機(jī)前端工藝設(shè)備的生產(chǎn)率所限。

圖4　連續(xù)式種子包衣機(jī)

圖5　連續(xù)式包衣的基本工藝控制原理1

就目前固體制劑生產(chǎn)工藝流程而言，不論是濕法制粒，還是干法制粒，為滿(mǎn)足如OHARA公司的FCC 1200型包衣機(jī)的產(chǎn)能（最大產(chǎn)能1 200 kg/h）要求，前端的壓片機(jī)產(chǎn)能問(wèn)題不大，而制粒設(shè)備的產(chǎn)能?chē)?yán)重限制了連續(xù)式包衣機(jī)的性能發(fā)揮，故要實(shí)現(xiàn)固體制劑整線(xiàn)的連續(xù)化、高產(chǎn)能生產(chǎn)還為時(shí)尚早。

圖6　連續(xù)式包衣的基本工藝控制原理2