氣流混合技術在中藥制藥中的應用

摘要：氣流混合設備以潔凈壓縮空氣為混合動力進行物料間的混合，對比傳統機械動力混合設備具有混合時間短、混合效率高、全密閉生產、物料自動輸送及可實現在線CIP等優勢，該設備被廣泛應用于化工、乳品、建材等需要大批量混合的行業，近年來，制藥領域開始逐漸嘗試應用這種新的混合技術。江中藥業股份有限公司新購迦南萊米特LM4-6000型氣流混合系統用于江中健胃消食片顆粒混合，通過對新購氣流混合系統在健胃消食片實際生產中的應用表現進行總結得出，氣流混合技術在中藥制藥領域是可行的，且在提升產線效率、實現中藥連續化制造方面具有顯著優勢。

關鍵詞：氣流混合；中藥制藥；連續制造；應用

中圖分類號：TQ051.7+1" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2023）08-0074-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.08.019

0" " 引言

隨著行業的發展，越來越多的中藥制藥企業開始探索連續制造新模式，期望以此實現降本增效、提升企業競爭力的目的。氣流混合技術使用氣流進行物料混合及自動運輸，能夠較好地滿足連續制造的需求[1]。

1" " LM4-6000型氣流混合系統介紹

1.1" " 系統組成

LM4-6000型氣流混合系統由兩個6 000 L氣流混合罐、一個5 000 L暫存罐、兩個300型物料輸送器、一個IBC緊急出料器、一個CIP清洗站、一組壓縮空氣穩壓罐及過濾裝置、一套PLC控制系統組成。

1.2" " 系統功能流程描述

1.2.1" "進料

流化造粒機制粒結束出料經整粒機整粒后，氣流混合機罐體抽真空將整好的顆粒抽至目標罐體內，完成進料。

1.2.2" "混合

設定混合參數，啟動混合機，通過脈沖氣流對罐體內物料進行混合，混合時間到自動停止混合。

1.2.3" "出料存儲

混合結束后，選擇儲料罐，通過真空自動將混合均勻的物料輸送至目標儲罐，也可將混合罐作為儲罐。

1.2.4" "出料壓片

在系統上選擇生產所用壓片機和對應批次物料所在儲罐，點擊啟動，壓片機頂部物料輸送器抽真空將儲罐物料抽至輸送器內，開始壓片生產。

1.2.5" "CIP清洗

根據清洗需求，連接對應清洗管道，點擊相應清洗按鈕，可自動完成罐體、管道飲用水清洗、純化水清洗、巴氏消毒及熱風干燥。

上述所有操作均在PLC控制面板完成。

2" " LM4-6000型氣流混合系統在健胃消食片生產中的使用情況

本文從產品質量和生產可操作性兩個方面中的物料混合均一性、顆粒可壓性及操作維護便捷性3個維度分別對LM4-6000型氣流混合系統在健胃消食片生產中的使用情況進行描述和簡單評價。

2.1" " 混合均一性

混合工序是對健胃消食片顆粒與助流劑硬脂酸鎂兩種物料進行混合，兩者混合質量比約為130：1。對連續三批產品混合均一性進行驗證，即混合結束后使用取樣器從混合罐6個不同部位各取150 g樣品檢測橙皮苷含量，如圖1所示，計算RSD值，檢測結果如表1所示。

結果表明，LM4-6000型氣流混合系統總混所得顆粒滿足混合均一性要求，同一批號內混合顆粒樣品RSDlt;5%。

2.2" " 顆粒可壓性

2.2.1" " 氣流混合顆粒與二維混合顆粒質量對比

取三批試驗氣流混合生產所得顆粒進行簡單評價，顆粒粒度和水分均滿足質量要求。將三批氣流混合顆粒數據與隨機抽取的十批二維混合顆粒數據進行對比評價，如表2所示，二者水分均值無明顯差異；粒度方面，氣流混合未過30目顆粒比例小于二維混合，通過100目細顆粒比例大于二維混合。

綜上，可以獲得初步判斷結果：

（1）氣流混合系統對健胃消食片顆粒具有一定破壞作用，會使得顆粒破碎，細顆粒比例上升，對水分影響不顯著；

（2）同時這也給了生產一個啟發，可以通過提升制粒粒度將氣流混合顆粒粒度水平維持在二維混合范圍。

此外，對比不同混合壓力顆粒粒度可以發現，通過降低混合氣源壓力，可以減少顆粒破損率。

2.2.2" " 不同混合方式的顆粒粒徑對比

為進一步對比氣流混合與二維混合顆粒粒度間的差異，隨機抽取三批二維混合顆粒與提升制粒粒度后的三批氣流混合顆粒，每批2個樣品，用馬爾文MS3000激光粒度儀檢測樣品顆粒粒徑并進行對比，檢測數據如表3、表4所示。

從試驗檢測所得數據可以看出，經過在制粒提升顆粒粒度后，氣流混合所得顆粒粒徑已經大于二維混合，氣流混合Dx（10）、Dx（50）、Dx（60）、Dx（90）、Dx（95）數值均大于二維混合。

2.2.3" " 不同混合方式的顆粒粒徑分布

對氣流混合、二維混合顆粒Dx（10）、Dx（50）、Dx（60）、Dx（90）、Dx（95）數據分布進行分析，如圖2所示，可以發現氣流混合顆粒粒徑分布中心與分布范圍均明顯大于二維混合。當顆粒粒徑分布范圍更大時，顆粒在罐體內不同部位的堆積密度分布差異性概率增加，易造成壓片片重波動，產生不良品，實際生產過程也印證了這一推論。

2.2.4" " 氣流混合顆粒可壓性評價

取上述三批試驗氣流混合生產所得顆粒、隨機抽取的十批二維混合顆粒與提升制粒粒度后的三批氣流混合顆粒，在壓片工序進行顆粒可壓性評價，可壓性評價從效率和質量，即壓片速度、主壓力偏差，加上操作工可壓性綜合評分共三個維度進行，評價結果如表5所示。主壓力偏差反映片重波動，主壓力偏差大，則易產生片重不良品。

從可壓性評價表中可以獲得初步可壓性結論：二維混合顆粒gt;增加制粒粒度的氣流混合顆粒gt;試驗初期氣流混合顆粒。增加制粒粒度后氣流混合顆粒可壓性有明顯提升，能夠滿足生產需求，但仍與二維混合顆粒可壓性有一定差距。

2.3" " 操作維護便捷性

（1）LM4-6000型氣流混合系統生產使用過程中，除管道連接外，進料、混合、出料、壓片輸送及CIP清洗各項操作均在PLC控制面板上完成，僅有部分管道連接安裝需要人工操作，員工操作相對簡便，混合時間5 min，對比二維混合的35 min，混合效率極大提高，物料全部通過不銹鋼管道全密閉輸送，物料暴露程度更低，質量管理更好。

（2）300型物料輸送器安裝在壓片機頂部，由吸料倉和“Y”型分料暫存倉組成，采用“頂吸料，下分料”的方式完成物料輸送壓片，如圖3所示。整個300型物料輸送器在達到清潔周期后需拆卸清洗、烘干、消毒，使用時再重新安裝，因部件均為不銹鋼材質重量較重，且連接間隙小，拆卸安裝難度較大，需要3人同時進行。輸送器底部“Y”型分料暫存倉與壓片機頂部進料口約有10 cm間隙，用硅膠圈密封連接。整個物料輸送器僅靠底部插銷固定，穩定性較差，吸料過程中易產生晃動，導致運行中的壓片機片重波動，易產生不良品。吸料倉與分料暫存倉中間靠蝶閥控制下料，吸料時蝶閥關閉，下料時蝶閥開啟，吸料時易出現蝶閥漏真空反吸分料暫存倉物料，導致壓片進料波動，片重波動，導致產生不良品概率增加。

（3）氣流混合系統控制閥均為氣動蝶閥，含有大量硅膠密封件，在進行管道輸送的過程中，消食片顆粒與硅膠密封件發生摩擦，使得控制閥硅膠密封件老化加速，容易破損，需要定期檢查更換，避免質量風險。

（4）CIP清洗站工作表現：通過飲用水清洗、純化水清洗、巴氏消毒及熱風干燥，氣流混合系統的清潔、消毒能夠達到規定要求，且全程自動清洗，操作人員勞動強度低。但CIP清洗站的運行使用也有較多需要注意的地方：清洗目標罐與管道時要先對其與CIP工作管道進行連接確認，確保尚有物料的儲罐不會受到清洗影響；清洗結束后要及時將真空儲罐內的水排出，避免積水反向流入已清潔的罐內，造成污染。

3" " 結語

氣流混合作為一項在制藥領域應用的“新技術”，其混合效率高、操作簡便、可在線CIP的優點很亮眼，但將該技術應用于中藥片劑生產流程中時，其對顆粒的破壞及壓片穩定性的挑戰不可忽視。此外，氣流混合系統與壓片機的落地匹配、部分配件的設計安裝也需要進一步改善。整體來說，氣流混合技術是一項先進的混合技術，但需要廣大制藥行業同仁與設備制造商合作貢獻更多的智慧去實現這項技術在中藥制藥行業的真正的落地應用。機會往往與挑戰并存，在不遠的將來，氣流混合技術將會在提升中藥制藥產線效率、實現中藥連續化生產上發揮越來越重要的作用。

[參考文獻]

[1] 周友華，王谷洪，羅康福.淺析氣流混合技術的特點及應用[J].機電信息，2019（24）：90-91.

收稿日期：2022-12-03

作者簡介：肖金發（1984—），男，江西贛州人，執業藥師，從事中藥制藥工作。