淺析化工制藥工藝PLC的控制過程

高靜波（山東魯抗醫藥股份有限公司，山東 濟寧273500）

借助PLC 自動化控制技術，構建化工制藥自動化控制系統，其制藥工藝路線是：投料-轉化-無菌過濾-結晶-抽濾-干燥-分裝工藝。就目前化工制藥的整體PLC 控制系統來講，目前還處于研發與摸索階段，因此，目前對于PLC 自動化控制應用主要還是在不同化工制藥環節中進行分段控制。因此，研究化工制藥工藝PLC的控制過程具有一定的現實意義。

1 投料

溶解罐中用注射水將鉀鹽粉溶解，攪拌溶解。加入適量正丁醇，控制水分22%-28%。攪拌至澄清透明。從PLC的邏輯設計來看，具體是對配藥機的輸送裝置、取藥電機、機械手以及接料器等裝置、設備以及其運行的實際步長進行有效控制，進而可以對藥物的定量、抓取以及輸送等一類的配藥過程進行快速完成。具體的控制過程是：第一，對于電機轉動步數與步長的控制，通常是依靠步進電機驅動器來完成，因此，需要針對勵磁序列并結合配藥的需求設置對應的脈沖信號參數，進而實現有效控制。第二，對步距角與步數進行設置，使其能夠快速轉過，可合理提升藥物配送速度。整體來講，PLC在配藥環節中的應用需要根據藥物類型、數量等因素進行設置，通常是由低速向高速正轉，然后再由高速朝著低速翻轉，最后是高速反轉，這樣來達到循環工作。

2 轉化

用空白正丁醇頂洗樹脂柱，頂洗完畢后，將溶解液以0.4-0.6t/h 的速度壓入樹脂柱開始轉型以藥物制劑生產需求為依據，從而設置與需求相符合的壓力、溫度、液位、濕度等，而PLC模塊可以通過不同參數的傳感器對各個方面進行控制，例如，可以對生產過程中的參數進行閉式調節。PLC控制系統生產效率較高，而且質量更加有保障，加之隨著技術的優化，其操作方面更加便捷與可靠。

3 無菌過濾

將轉化后的鈉鹽轉化液，先經0.45μm 濾芯預過濾，再經0.22μm 無菌濾芯過濾后進入結晶罐。PLC 在該環節的應用以及自動控制的實現，需要對不同部件的主變頻啟/停時間、進風量、運行時間、排風量、進風溫度、滾筒負壓等參數進行設置。包衣機中的主機滾筒轉速閉環執行器是MicroMaster420 變頻器，排風機作為滾筒負壓的執行器。而主機中的蠕動泵主要需要測量轉速，并進行檢驗，不僅可以借助PLC實現自動化控制，也可以進行手動操作，而具體需要對蠕動泵的每一個工步所需要的實際運行時間以及狀態進行設置。

噴槍電磁閥通常會設置緊急手動啟停裝置，也可以借助PLC通訊信號對電磁閥的開度進行合理控制，需要注意的是要對每一個工步電磁閥的運作狀況與時間進行合理設置。倘若要實現全面的自動化控制，那么還需要對進/排風風量、進風溫度、滾筒轉速等參數進行合理設置。通常來講，進風的溫度是0-95℃，其溫度精度±為2.0℃，根據藥物生產需求進行調整，其調整的實際幅度通常小于6%，其調整的實際時間通常小于10min。主機的滾筒轉速通常會設定成為區間2-15r/min，以區間為基礎對其進行無級變速調整，其精度為±0.5r/min，其轉速的調整的時間則為30s。對于進風量與排風量的設置來件，通常采取的開環控制措施，也就是需要根據實際情況對兩者在設定區域之間進行合理的調節，最終達到無菌過濾的目標。

4 結晶

緩緩打開真空閥，使罐內真空度≤-0.09MPa 以下，且穩定后，開啟機械攪拌，控制飽和蒸汽壓力，減壓閥后0.01～0.05MPa，確定合適蒸汽壓力值。及時流加正丁醇，保證液面在結晶罐加熱面以上。共沸液達到過飽和狀態，料液開始發渾(出現少量晶體)，進行養晶操作。此時，如果真空度不好，會造成液相溫度過高。15～30 分鐘后，可適當補正丁醇降溫。出晶后，再共沸2～4h，母液水分≤3.0%。將結晶好的母液通過放料閥門放到“三合一”設備內，開始過濾操作，開啟真空泵，從下部管道用真空抽濾，待母液抽干后，轉入洗滌操作。過濾操作完成后，進行洗滌操作，洗滌正丁醇總沖量1.5～4.2 L/十億，泡洗時間20～30分鐘；正丁醇抽干后沖乙酯，乙酯用量一般控制在0.8～1.2 L/十億。洗滌操作完成后，進行干燥操作，三合一設備改至干燥真空狀態，控制真空度≤-0.080MPa，開蒸汽干燥，蒸汽壓力0.03～0.10MPa，干燥終點無溶媒味、補償真空管變涼。粉溫≤60℃、待氣相溫度≤40℃，結束干燥操作，排凈真空，進行分裝。

5 無菌薄膜包裝

鈉鹽干粉從三合一內用攪拌自動推出后，過篩、裝袋、稱重，內袋扎口，再裝上兩層外袋，用熱合機熱合密封。三層密封后再裝入鋁箔，熱合密封，存放包裝間待驗。

綜上所述，GMP 標準呈現出不斷提升與完善的趨勢，促使化工制藥工藝有了全面發展，尤其是PLC技術在化工制藥中的應用更加深入，該技術由于成本低、效率高，其市場潛力不容忽視。但是，該技術實際應用中也存在一些不足，例如，目前化工制藥領域中還沒有具備一套標準的、專業的PLC 控制體系，尤其是相關理論與技術方面還比較薄弱，所以在后續研究中還必須高度重視這些方面的完善。