制藥行業(yè)干燥器的選用原則

     我國(guó)原料藥和藥用中間體(以下統(tǒng)稱原料藥)以其低廉的價(jià)格在國(guó)際市場(chǎng)占有重要地位，我國(guó)加入WTO既給制藥行業(yè)帶來了機(jī)遇，同時(shí)也給制藥行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。出于各種不同的目的，近兩年來各原料藥進(jìn)口國(guó)對(duì)我國(guó)制藥企業(yè)的生產(chǎn)過程和社會(huì)責(zé)任提出了更高的要求，因此各種認(rèn)證迅速在制藥行業(yè)展開，同時(shí)我國(guó)的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)認(rèn)證工作也在加快進(jìn)程。這些認(rèn)證的重點(diǎn)對(duì)原料藥來說都集中在精、干、包崗位，干燥器的合理選擇顯得尤為重要。干燥裝置必須符合GMP要求，保證藥品生產(chǎn)過程的合理、產(chǎn)品均一、無積料、可以滿足在線清洗(CleaninginPlace，CIP)要求等，用于無菌原料藥上的干燥裝置還要滿足在線滅菌(SterilizinginPlace，SIP)的要求。目前，我國(guó)原料藥干燥器類型比較多，大致有真空干燥箱、真空回轉(zhuǎn)干燥器、三合一、氣流干燥器、噴霧干燥器、沸騰床、流化床、冷凍干燥機(jī)等幾大類。下面分別就其各自特點(diǎn)和適用條件進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。

    1真空干燥箱

    真空干燥箱為較古老的干燥裝置，箱內(nèi)被加熱板分成若干層。加熱板中通入熱水或低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)，將鋪有待干燥藥品的料盤放在加熱板上，關(guān)閉箱門，箱內(nèi)用真空泵抽成真空。加熱板在加熱介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)中將藥品加熱到指定溫度，水分即開始蒸發(fā)并隨抽真空逐漸抽走。此設(shè)備易于控制，可冷凝回收被蒸發(fā)的溶媒，干燥過程中藥品不易被污染，可以用在藥品干燥、包材滅菌及熱處理上。在上世紀(jì)80年代原料藥行業(yè)多用此設(shè)備為主要干燥器，但由于不易對(duì)料盤進(jìn)行在線清洗和在線滅菌，干燥速度慢，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且為實(shí)現(xiàn)藥品均一性，干燥后還要經(jīng)混粉裝置混合，現(xiàn)原料藥大生產(chǎn)上已很少應(yīng)用，多用于中、小試生產(chǎn)或包材熱處理。

    2真空回轉(zhuǎn)干燥器

    真空回轉(zhuǎn)干燥器源自雙錐混合器，多為圓柱形器身、兩頭錐形，也俗稱雙錐干燥器。錐體中部有兩中空懸軸，用以設(shè)備旋轉(zhuǎn)支撐和真空、熱水的通道。藥品在干燥器中邊干燥邊轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)整批藥物的均一性有良好保證。熱介質(zhì)由一端中空管進(jìn)入夾套，器內(nèi)熱氣隨另一端中空管中的排氣管排出，并經(jīng)冷凝回收揮發(fā)的溶媒。此設(shè)備在上世紀(jì)80年代由上海醫(yī)藥工業(yè)研究院開發(fā)，在我公司青霉素生產(chǎn)上試用成功，并很快在全國(guó)抗生素行業(yè)得到推廣，目前國(guó)內(nèi)制造廠家很多。后來又出現(xiàn)了單軸回轉(zhuǎn)干燥器多維旋轉(zhuǎn)干燥器、傾斜式回轉(zhuǎn)干燥器等類似產(chǎn)品。此設(shè)備的配套裝備有真空系統(tǒng)、溶媒回收系統(tǒng)、清洗滅菌系統(tǒng)等。由于此設(shè)備操作簡(jiǎn)單間歇生產(chǎn)易于調(diào)節(jié)、可以進(jìn)行在線清洗和在線滅菌，因此成為中小型抗生素原料藥企業(yè)的首選干燥器，像青霉素、潔霉素、金霉素、咖啡因等都可選用。設(shè)備選擇時(shí)主要考慮兩個(gè)中空軸的同心度和空心軸的密封問題，為保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，同心度要求軸端跳動(dòng)量小于0.01mm，空心軸的密封效果主要是防止?jié)櫥瑒┗蛱盍衔廴舅幤贰?/p>

    3三合一設(shè)備

    三合一指把過濾、洗滌、干燥三道工序合在同一設(shè)備中進(jìn)行，在醫(yī)藥行業(yè)非常具有代表性，此種設(shè)備在上世紀(jì)90年代以后發(fā)展迅速由設(shè)備形式又分為帶式、罐式、離心式等幾種類型。

    帶式三合一又有步進(jìn)式和連續(xù)式兩種，主要是濾帶的前進(jìn)方式不同，工作流程完全相同物料由加料器均勻地鋪在濾帶上，濾帶由傳動(dòng)裝置拖動(dòng)在干燥機(jī)內(nèi)移動(dòng)。在洗滌、抽濾段進(jìn)行溶媒洗滌，真空冷抽回收溶媒母液;干燥段熱空氣進(jìn)入，真空排除并冷凝回收溶媒。用于大產(chǎn)量成批生產(chǎn)，適用于透氣性較好的顆粒物料的干燥，成品干燥均勻，在我國(guó)維生素C和青霉素行業(yè)應(yīng)用很廣。由于此設(shè)備相對(duì)密閉性較差，不能很好地安排在線清洗和在線滅菌，因此只適合于非無菌原料藥和藥用中間體的干燥。此設(shè)備加料器和濾帶糾偏裝置對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行起著關(guān)鍵作用，另外配套設(shè)施如加熱器、真空系統(tǒng)對(duì)設(shè)備產(chǎn)率也有很大影響。用于醫(yī)藥行業(yè)的此類設(shè)備主要是進(jìn)口的或進(jìn)口主要部件自行組裝，國(guó)產(chǎn)的此類設(shè)備只應(yīng)用在化工、食品中藥等行業(yè)，近年在藥機(jī)行業(yè)也有公司進(jìn)行仿制，但在制藥行業(yè)成功的應(yīng)用并不多見。

    罐式三合一，罐體類似一個(gè)大型抽濾器，底盤為金屬燒結(jié)板濾網(wǎng)、支撐板和加熱板組合而成，罐身有夾套用于加熱和冷卻，罐內(nèi)有可上下運(yùn)動(dòng)的攪拌器，攪拌器為中空結(jié)構(gòu)，通入介質(zhì)用于加熱和冷卻，在干燥階段起主要作用。物料進(jìn)入設(shè)備后先進(jìn)行抽濾，然后加入洗滌介質(zhì)浸泡一定時(shí)間，冷抽或加壓抽濾到一定程度，攪拌、底盤、夾套同時(shí)通入加熱介質(zhì)，同時(shí)抽真空進(jìn)行干燥，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并取樣合格后停止干燥，由出料口出料。此設(shè)備的攪拌密封和燒結(jié)板最為關(guān)鍵，配套設(shè)備有液壓系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱和冷卻單元等。由于此設(shè)備是全密閉的，如再增加自動(dòng)排料系統(tǒng)，設(shè)備完全可以做到在線清洗(CIP)和在線滅菌(SIP)，所以非常適用于無菌原料藥的生產(chǎn)，近幾年此類設(shè)備已大量應(yīng)用于青霉素鈉鹽和半合抗生產(chǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)隨著GMP認(rèn)證步伐的加快，我國(guó)藥機(jī)行業(yè)大力開發(fā)或仿制同類進(jìn)口設(shè)備，但由于加工精度和工序控制方面的差距，國(guó)產(chǎn)的三合一設(shè)備主要應(yīng)用在非無菌原料藥的生產(chǎn)上。

    離心式三合一，在立式過濾離心機(jī)的基礎(chǔ)上增加了熱風(fēng)干燥的功能，有過濾袋或金屬濾板等多種形式，生產(chǎn)過程和罐式三合一基本相同，只不過把抽干變?yōu)殡x心甩干，可大大降低單批料的生產(chǎn)時(shí)間，但受離心機(jī)料倉(cāng)容積限制，單批生產(chǎn)能力有限，比較適合中、小批量無菌原料藥的生產(chǎn)使用。由于此設(shè)備可以把料倉(cāng)和傳動(dòng)裝置分別放在無菌室內(nèi)、外，設(shè)備檢修不需進(jìn)入無菌室，生產(chǎn)使用很方便。近年國(guó)內(nèi)原料藥行業(yè)有合資企業(yè)引進(jìn)此類設(shè)備，國(guó)內(nèi)近年也有仿制品問世。

    4氣流干燥裝置

    氣流干燥適用于易脫水的顆粒、粉末狀物料，可迅速除去物料水分(主要是表面水分)。在氣流干燥中，由于物料在干燥器內(nèi)停留時(shí)間短，使干燥成品的品質(zhì)得到最佳的控制。濕物料通過加料器與熱氣流充分混合，在干燥的同時(shí)在風(fēng)力吸引下進(jìn)入干燥管進(jìn)一步均勻干燥。風(fēng)力無法吸引的濕重顆粒在干燥器內(nèi)繼續(xù)被撞擊、破碎、干燥，直到能被風(fēng)吸起進(jìn)入干燥管，干燥管末端為旋風(fēng)分離器。此設(shè)備在制藥行業(yè)主要用于土霉素和部分保健品的生產(chǎn)。

 5噴霧干燥器

    此設(shè)備干燥過程類似于氣流干燥。空氣初濾后由加熱器加熱，產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)若干級(jí)過濾(按藥品等級(jí)選用)，然后于干燥室頂部蝸殼通道由熱風(fēng)分配器產(chǎn)生均勻旋轉(zhuǎn)的氣流進(jìn)入干燥室內(nèi)。物料經(jīng)過濾通過離心式霧化盤或壓力噴嘴，產(chǎn)生分散、微細(xì)的料霧，料霧與旋流的熱空氣接觸，水分迅速蒸發(fā)，在極短的時(shí)間內(nèi)物料得到干燥。此設(shè)備適合于溶液、乳濁液、懸濁液、糊狀液等流動(dòng)性好的液狀料干燥，我公司從20世紀(jì)50年代到現(xiàn)在一直采用此種設(shè)備生產(chǎn)鏈霉素，現(xiàn)在原料藥行業(yè)像鏈霉素、慶大霉素和多種生物提取物的干燥都可選用此設(shè)備。

    6沸騰床

    此設(shè)備藥品從床身上部加入，熱風(fēng)從底部吹入，并穿過多孔分布板與一定料層厚度的物料接觸，物料呈流化、沸騰狀態(tài)，在氣流中上下翻動(dòng)、互相混合與碰撞，氣固之間接觸面積大，進(jìn)行劇烈的傳熱傳質(zhì)，較大地提高了干燥速度和干燥效率，是一種理想的干燥設(shè)備。對(duì)一些較濕的物料可一次干燥達(dá)到要求的水分指標(biāo)。流化沸騰狀態(tài)熱效率高。停留時(shí)間可以調(diào)節(jié)，易于得到低水分的成品。大小顆粒在床面上可得到分級(jí)，粗?？蓮拇采砼懦?，細(xì)粉由集塵器排出。有的物料，布袋除塵可做在主機(jī)內(nèi)(內(nèi)置式)，節(jié)約占地面積，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少。此設(shè)備適合于粉、顆粒和絲、條狀物料干燥，設(shè)備全密閉，可以進(jìn)行在線清洗和滅菌，在制藥行業(yè)中抗生素和半合抗生產(chǎn)上應(yīng)用很廣。

    7流化床

    此設(shè)備有流化床和振動(dòng)流化床，藥品干燥受流動(dòng)性影響大多選用振動(dòng)流化床。干燥器由振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生激振力使機(jī)器振動(dòng)，物料在給定方向的激振力作用下跳躍前進(jìn)，同時(shí)床底輸入熱風(fēng)使物料處于流化狀態(tài)，物料顆粒與熱風(fēng)充分接觸，進(jìn)行劇烈的傳熱傳質(zhì)過程，此時(shí)熱效率最高。上腔處于微負(fù)壓狀態(tài)，濕空氣由引風(fēng)機(jī)引出，干料由排料口排出，從而達(dá)到理想的干燥效果。此設(shè)備流化均勻，無死角，溫度分布均勻，熱效率高。適用于顆粒、粉、條、絲梗狀物料干燥，像淀粉、葡萄糖及很多大批量生產(chǎn)的藥用中間體均可選用。

    8冷凍干燥機(jī)

    真空冷凍干燥機(jī)適用于熱敏性或易氧化藥品的干燥，俗稱凍干機(jī)，主要包括凍干箱、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。按擱板面積可分為小型實(shí)驗(yàn)凍干機(jī)、中型生產(chǎn)凍干機(jī)、大型工業(yè)生產(chǎn)凍干機(jī)。原料藥和制劑藥的干燥應(yīng)用凍干機(jī)的都很多。主要要求其可靠性高，滅菌功能齊全，同一擱板內(nèi)和板層間的溫差不大于1.5℃，這也就必須要求擱板的平整度要好。用此設(shè)備干燥原料藥時(shí)，為保證產(chǎn)品的均一性，最好增加混粉器。氨芐青霉素、大量血制品、人工培養(yǎng)藥物、抗體、疫苗等大都選用凍干機(jī)。

    近20年來隨著改革開放的進(jìn)程，制藥行業(yè)迅猛發(fā)展，同時(shí)藥機(jī)行業(yè)也呈現(xiàn)百花齊放的大好局面，筆者由于工作原因有幸對(duì)以上幾種干燥裝置有過應(yīng)用經(jīng)歷，由于見識(shí)所限還有很多好的干燥器未介紹到，如盤式干燥器、噴動(dòng)床干燥器、閃蒸干燥器、微波系列干燥器等。干燥器選用時(shí)要根據(jù)藥品特性、成品要達(dá)到的理想狀態(tài)而定，尤其要考慮無菌原料藥干燥設(shè)備的材質(zhì)和無菌保證。我國(guó)制藥干燥設(shè)備在江蘇一帶發(fā)展很快，專業(yè)干燥設(shè)備廠非常多，其產(chǎn)品既有通用性，也各有特點(diǎn)，這就為用于原料藥干燥的進(jìn)口設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和選擇符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)的理想干燥器提供了條件。