第一章 绪论
中药制药工程原理与设备是一门集中药制药理论与实践结合极其密切的综合性学科,在本门学科的体系中又囊括了制药过程所涉及的相关设备的设计、选型、使用、维修、保养等一系列工程问题。该学科是以工程学的理论计算为基础,以坚实的生产实践活动作为支撑,来完成该学科的研究与发展。
一、制药工业的起源与发展
人类对药品的认识最早是从天然物质中分离提取天然药物,而后逐步开发并建立了药物的工业化生产体系。制药工业最早起源于欧洲。19世纪早中期,科学家先后从传统的药用植物中分离得到纯的化学成分,如从鸦片中分离出吗啡,从金鸡纳树皮中分离出奎宁,从颠茄中分离出阿托品,从茶叶中分离出咖啡因等,与此同时,制剂学也逐步发展为一门独立的学科。到19世纪末,化学制药工业初步形成。20世纪初,科学家们用同样的方法从生物体中分离出第一个作为药物使用的激素——肾上腺素;同时,随着植物化学和有机合成化学的发展,科学家们开始根据植物有效成分的结构及其构效关系对其进行结构修饰以得到更有效的药物,从而促进了药物合成的发展。当时研究发现的许多药物在现在依然发挥着重要作用。如根据柳树叶中的水杨苷和某些植物挥发油中的水杨酸甲酯合成具有解热镇痛作用的阿司匹林(乙酰水杨酸);根据毒扁豆碱合成的拟胆碱药新斯的明;根据吗啡合成具有镇痛作用的哌替啶和美沙酮等,这些合成药物成为近代药物的重要来源之一。
20世纪30年代见证了制药工业发展的黄金时期,随着化学工业的发展和化学治疗学的创立,药物的合成已经突破仿制和改造天然药物的范围,转向了完全的人工合成药物。这一时期,结核、白喉、肺炎等疾病首次被人类所治愈,合成维生素、磺胺类、抗生素、激素类(甲状腺素、皮质激素、垂体激素等)、抗组胺类药等研究取得了重大突破,并且其中许多形成了全新的药物类别。1940年青霉素的疗效得到肯定,β-内酰胺类抗生素得到飞速发展,各种类型的抗生素不断涌现。抗生素时代到来的时候,制药企业在全球范围内筛选上千份土壤样品寻找有抗菌活性的物质。链霉素、琥乙红霉素、四环素等都是此时期药物研究的成果。同时化学药物治疗的范围日益扩大,已不限于细菌感染所致的疾病。1940年,Woods和Fides抗代谢学说的建立,不仅阐明了抗菌药物的作用机制,也为寻找新药开拓了新的途径。例如,根据抗代谢学说发现了抗肿瘤药、利尿药和抗疟药等。
20世纪50年代,新的分析方法和仪器(如X-射线晶体衍射、紫外可见分光光度计、红外光谱等)帮助了抗生素、甾体等药物的分子结构测定,也使药物化学家们对药物分子结构与生物活性的关系有了更好的认识了解,从而发现了第一个抗精神病药氯丙嗪,开创了药物治疗精神疾病的历史。新的检测方法也使人们可以识别出阻断特定生理过程的物质并将其应用于心脑血管疾病治疗,如20世纪60年代的抗高血压类、β-受体阻断药;20世纪70、80年代的钙离子通道阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂、降胆固醇类药等,以及副作用小的精神用药、抗抑郁药、抗组胺药、非甾体抗炎药、口服避孕药、抗肿瘤药、抗帕金森和哮喘症状的控制用药。
20世纪70年代,“针对药物靶点设计药物分子”由理论变为事实。在合理药物设计中,选择与疾病相关的酶、激素、神经递质等底物作为靶点来寻找起阻断作用的先导化合物,利用构效关系理论修饰使之成为人体可以利用的药物制剂。如从琥珀酰-L-脯氨酸衍生的血管紧张素转化酶抑制剂——卡托普利,从特非那丁代谢物中研究发现的抗组胺药都是此方面的例子。20世纪80年代初,诺氟沙星用于临床后,迅速掀起喹诺酮类抗菌药的研究热潮,相继合成了一系列抗菌药物,这类抗菌药物的问世,被认为是合成抗菌药物发展史上的重要里程碑。20世纪70~90年代,新试剂、新技术、新理论的应用,特别是生物技术的应用,使创新药物向疗效高、毒副作用小、剂量小的方向发展,对化学制药工业发展有着深远的影响。
二、制药设备在制药工业中的地位
纵观制药工业从其原料到产出成品的过程,通常包括药物的合成或中草药的提取、分离,从原料到制剂的生产、半成品及产品的包装等具体过程。只有认真学习和把握好制药的每一过程,才能确保所生产出的药品符合质量标准,才能达到治病救人的目的。
制药设备恰是制药工业生产中非常重要的组成部分,制药工业属于大批量、规模化生产,规模化生产离不开机械设备这一重要的生产工具,所以制药设备在整个工业化生产中起着举足轻重的作用。
中药制药工程原理与设备这门学科所研究的正是在中药制药理论指导下对制药过程所涉及到的设备的设计、选型、使用、保养、维修等项内容,它是运用工程学的原理和方法,研究和探讨没有化学反应的纯物理的中药制药过程,即是指中草药从原料、辅料、半成品到成品以及包装的生产工艺过程所涉及到的工程原理及设备。
三、制药工程原理与设备研究的内容
中药制药工程原理与设备这门学科是以制药工艺过程为主线,以制药理论为基础,以单元操作为基本内容,重点研究各单元操作的工程原理和所涉及的设备,其中包括设备的原理、使用、维修、保养等一系列技术参数和实践操作。
中药制药工程原理与设备这门学科研究的内容主要包括:原料药处理设备,中药材清洗设备,饮片加工设备,炮制设备;粉碎、筛分、分离等单元操作原理及采用的具体设备的使用、维修、保养等;药物输送原理与输送机械的分类、选型、使用、保养等;传热、传质、蒸发、冷冻、液体蒸馏、溶剂萃取、固体干燥等的原理及其涉及设备的构造、使用、维修、保养等;固体制剂生产设备、液体制剂生产设备、制剂分装机械设备等;制剂辅助工艺设备,诸如洗瓶机、蒸煮罐等的具体动力设备配备原则,设备构造原理、技术参数、生产能力、使用注意事项等;药品包装原则、包装材料分类、包装材料的选取,各种包装材料的特点,常用的包装设备等。
四、制药机械设备分类
制药设备是实施药物制剂生产操作的关键因素,制药设备的密闭性、先进性、自动化程度的高低,直接影响药品的质量。不同剂型药品的生产操作及制药设备大多不同,同一操作单元的设备选择也往往是多类型、多规格的,所以对制药机械设备进行合理的归纳分类,是十分必要的。制药机械设备的生产制造从属性上应属于机械工业的子行业之一,为区别制药机械设备的生产制造和其他机械的生产制造,从行业角度将完成制药工艺的生产设备统称为制药机械,从广义上说制药设备和制药机械所包含的内容是相近的,可按GB/T15692标准分为八类,包括3000多个品种规格。具体分类如下。
1.原料药机械及设备 原料药机械及设备是实现生物、化学物质转化,利用动、植、矿物制取医药原料的工艺设备及机械。包括摇瓶机、发酵罐、搪玻璃设备、结晶机、离心机、分离机、过滤设备、提取设备、蒸发器、回收设备、换热器、干燥设备、筛分设备、沉淀设备等。
2.制剂机械及设备 制剂机械及设备是将药物制成各种剂型的机械与设备。包括打片机械、针剂机械(包括小容量注射剂、大容量注射)、粉针剂机械、硬胶囊剂机械、软胶囊剂机械、丸剂机械、软膏剂机械、栓剂机械、口服液机械、滴眼剂机械、颗粒剂机械等。
3.药用粉碎机械及设备 药用粉碎机械及设备是用于药物粉碎(含研磨)并使其符合药品生产要求的机械。包括万能粉碎机、微粉碎机、锤式粉碎机、气流粉碎机、齿式粉碎机、超低温粉碎机、粗碎机、组合式粉碎机、针形磨、球磨机等。
4.饮片机械及设备 饮片机械及设备是对天然药用动、植物进行选取、洗、润、切、烘等方法制备中药饮片的机械。包括选药机、洗药机、烘干机、润药机、炒药机等。
5.制备工艺用水设备 制备工艺用水设备是采用各种方法制取药用纯水(含蒸馏水)的设备。包括多效蒸馏水机、热压式蒸馏水机、电渗析设备、反渗透设备、离子交换纯水设备、纯水蒸气发生器、水处理设备等。
6.药品包装机械及设备 药品包装机械及设备是完成药品包装过程以及与包装相关的机械与设备。包括小袋包装机、泡罩包装机、瓶装机、印字机、贴标签机、装盒机、捆扎机、拉管机、安瓿制造机、制瓶机、吹瓶机、铝管冲挤机、硬胶囊壳机生产自动线等。
7.药物检测设备 药物检测设备是检测各种药物制品或半成品的机械与设备。包括测定仪、崩解仪、溶出试验仪、融变仪、脆碎度仪、冻力仪等。
8.辅助制药机械及设备 辅助制药机械及设备包括空调净化设备、局部层流罩、送料传输装置、提升加料设备、管道弯头卡箍及阀门、不锈钢卫生泵、冲头冲模等。
制剂机械按剂型分为14类。
(1)片剂机械 将中西原料药与辅料药经混合、造粒、压片、包衣等工序制成各种形状片剂的机械与设备。
(2)水针剂机械 将灭菌或无菌药液灌封于安瓿等容器内,制成注射针剂的机械与设备。
(3)西林瓶粉、水针剂机械 将无菌生物制剂药液或粉末灌封于西林瓶内,制成注射针剂的机械与设备。
(4)大输液剂机械 将无菌药液灌封于输液容器内,制成大剂量注射剂的机械与设备。
(5)硬胶囊剂机械 将药物充填于空心吸囊内的制剂机械设备。
(6)软胶囊剂机械 将药液包裹于明胶膜内的制剂机械设备。
(7)丸剂机械 将药物细粉或浸膏与赋形剂混合,制成丸剂的机械与设备。
(8)软膏剂机械 将药物与基质混匀,配成软膏,定量灌装于软管内的制剂机械与设备。
(9)栓剂机械 将药物与基质混合,制成栓剂的机械与设备。
(10)合剂机械 将药液灌封于口服液瓶内的制剂机械与设备。
(11)药膜剂机械 将药物溶解于或分散于多聚物质薄膜内的制剂机械与设备。
(12)气雾剂机械 将药物和抛射剂灌注于耐压容器中,使药物以雾状喷出的制剂机械与设备。
(13)滴眼剂机械 将无菌的药液灌封于容器内,制成滴眼药剂的制剂机械与设备。
(14)糖浆剂机械 将药物与糖浆混合后制成口服糖浆剂的机械与设备。
五、制药机械设备常用材料
设备材料可分为金属材料和非金属材料两大类,其中金属材料可分为黑色金属材料和有色金属材料,非金属材料可分为陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
(一)金属材料
金属材料包括金属材料和金属合金材料。
1.黑色金属 黑色金属包括铸铁、钢、合金钢、不锈耐酸铜,其性能优越、价格低廉、应用广泛。
铸铁:铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,有灰口铸铁、白口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等,其中灰口铸铁具有良好的铸造性、减摩性、减震性、切削加工性等,在制剂设备中应用最广泛,但其也有机械强度低、塑性和韧性差的缺点,多做机床床身、底座、箱体、箱盖等受压但不易受冲击的部件。
钢:钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金。按组成可分为碳素钢和合金钢,按用途可分为结构钢、工具钢和特殊钢,按所含有害杂质(硫、磷等)的多少可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。这类材料使用非常广泛,根据其强度、塑性、韧性、硬度等性能特点,可分别用于制作铁钉、铁丝、薄板、钢管、容器、紧固件、轴类、弹簧、连杆、齿轮、刃具、模具、量具等。
合金钢:为了改善金属材料的性能,在铁碳合金中特意加入一些合金元素即为合金钢。用于制造加工工具、各种工程结构和机器零件等。特意加入的合金元素对铁碳合金性能会发生很大的影响,诸如降低原有材料的临界淬火速度,可使大尺寸的重要零件通过淬火及回火来改善材料的机械性能,同时又可使零件的淬火易于进行,由于不需要很大的冷却速度,因而大大减少了淬火过程中的应力与变形;增加铁碳合金组织的分散度,不需经特殊热处理就可以得到具有耐冲击的细而均匀的组织,因而适于制作那些不经特殊热处理就具有较高机械性能的构件;提高铁素体的强度,铁素体的晶格中溶入镍、铬、锰、硅及其他合金元素后,会因晶格发生扭曲而使之强化,这对提高低合金钢的强度极有意义;提高铁碳合金材料的高温强度及抗氧化性能,这是由于加入的金属形成了阻止氧通过的膜层(氧化铝、氧化硅、氧化铬等)。
目前常用的合金元素有:铬、锰、镍、硅、铝、钼、钒、钛和稀有元素等。
铬 它是合金钢中的主加元素之一,在化学性能方面它不仅能提高金属耐腐蚀性能,也能提高抗高温氧化性能。
锰 可提高钢的强度。增加锰的含量对低温冲击韧性有好处。
镍 很少单独使用,通常要和铬配合在一起。铬钢中加入镍以后,能提高耐腐蚀性能与低温冲击韧性,并改善工艺性能。
硅 可提高强度、高温疲劳强度、耐热性和耐H2S等介质的腐蚀性。硅含量增高,可降低钢的塑性和冲击韧性。
铝 是强脱氧剂,能显著细化晶粒,提高冲击韧性,降低冷脆性。还能提高钢的抗氧化性和耐热性,对抵抗H2S等介质腐蚀有良好作用。
钼 可提高钢的高温强度、高温硬度,细化晶粒,防止回火脆性。钼能抗氢腐蚀。
钒 可提高钢的高温强度,细化晶粒,提高淬硬性。
钛 为强脱氧剂,可提高钢的强度,细化晶粒,提高韧性,提高耐热性。
不锈耐酸钢:不锈耐酸钢是不锈钢和耐酸钢的总称。严格讲不锈钢是指能够抵抗空气等弱腐蚀介质腐蚀的钢;耐酸钢是指能抵抗酸和其他强烈腐蚀性介质的钢。而耐酸钢一般都具有不锈的性能。根据所含主要合金元素的不同,不锈钢分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢;目前还发展了节镍(无镍)不锈钢。
(1)铬不锈钢 在铬不锈钢中,起耐腐蚀作用的主要元素是铬,铬能固溶于铁的晶格中形成固溶体。在氧化性介质中,铬能生成一层稳定而致密的氧化膜,对钢材起保护作用而且耐腐蚀。铬钢中铬含量越高,钢材的耐腐蚀性也就越好。
(2)铬镍不锈钢 为了改变钢材的组织结构,并扩大铬钢的耐腐蚀范围,可在铬钢中加入镍构成铬镍不锈钢。铬镍不锈钢的典型钢号是1Cr18Ni9,其中含C≤0.14%,Cr17%~19%,Ni8%~11%,具有较高的强度极限、极好的塑性和韧性,它的焊接性能和冷弯成型等工艺性也很好,是目前用来制造设备的最广泛的一类不锈钢。
(3)节镍或无镍不锈钢 为了适应我国镍资源较缺的情况,我国生产了多种节镍或无镍不锈钢。节镍的办法是保持以铬为主要耐腐蚀元素,以稳定的元素锰和氮代替全部或部分镍。
2.有色金属 有色金属是指黑色金属以外的金属及其合金,为重要的特殊用途材料,其种类繁多,制剂设备中常用铝和铝合金、铜和铜合金。此处仅介绍铜和铜合金。
铜和铜合金:工业纯铜(紫铜)一般只作导电和导热材料,特殊黄铜有较好的强度、耐腐蚀性、可加工性,在机器制造中应用较多;青铜有较好的耐磨减磨性能、耐腐蚀性、塑性,在机器制造中应用也较多。
(二)非金属材料
非金属材料是指金属材料以外的其他材料。
1.高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维等。其中工程塑料运用最广,它包括热塑性塑料和热固性塑料。
热塑性塑料 热塑性塑料受热软化,能塑造成型,冷后变硬,此过程有可逆性,能反复进行。具有加工成型简便、机械性能较好的优点。氟塑料、聚酰亚胺还有耐腐蚀性、耐热性、耐磨性、绝缘性等特殊性能,是优良的高级工程材料,但聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等的耐热性、刚性却较差。
热固性塑料 热固性塑料包括酚醛塑料、环氧树脂、氨基塑料、聚苯二甲酸二丙烯树脂等。此类塑料在一定条件下加入添加剂能发生化学反应而致固化,此后受热不软化,加溶剂不溶解。其耐热和耐压性好,但机械性能较差。
2.陶瓷材料
(1)传统工业陶瓷 传统工业陶瓷主要有绝缘瓷、化工瓷、多孔过滤陶瓷。绝缘瓷一般作绝缘器件,化工瓷作重要器件、耐腐蚀的容器和管道及设备等。
(2)特种陶瓷 特种陶瓷亦称新型陶瓷,是很好的高温耐火结构材料。一般用作耐火坩埚及高速切削工具等,还可作耐高温涂料、磨料和砂轮。
(3)金属陶瓷 金属陶瓷是既有金属的高强度和高韧性,又有陶瓷的高硬度、高耐火度、高耐腐蚀性的优良工程材料,可用作高速工具、模具、刃具。
3.复合材料 复合材料中最常用的是玻璃钢(玻璃纤维增强工程塑料),它是以玻璃纤维为增强剂,以热塑性或热固性树脂为黏结剂分别制成的热塑性玻璃钢和热固性玻璃钢。热塑性玻璃钢的机械性能超过了某些金属,可代替一些有色金属制造轴承(架)、齿轮等精密机件。热固性玻璃钢既有质量轻、比强度高及介电性能、耐腐蚀性、成型性好的优点,也有刚度和耐热性较差、易老化和蠕变的缺点,一般用作形状复杂的机器构件和护罩。
六、设备管理与验证
设备管理与验证分现有设备和新设备的管理与验证。管理与验证内容主要包括新处方、新工艺和新拟的操作规程的适应性,在设计运行参数范围内,能否始终如一地制造出合格产品。另外,事先须进行设备清洗验证。新设备的验证工作包括审查设计、确认安装、运行测试等。
(一)设备的设计和选型
设备是药品加工的主体,代表着制药工程的技术水平。设备类型发展很快,型号多,在设计和选型的审查时必须结合已确认的项目范围和工艺流程,借助制造商提供的设备说明书,从实际出发,结合GMP要求对生产线进行综合评估。
1.与生产的产品和工艺流程相适应,全线配套且能满足生产规模的需要。
2.设备材质(与药接触的部位)的性质稳定,不与所制药品中的药物发生化学反应,不吸附物料,不释放微粒。消毒、灭菌不变形、不变质。
3.结构简单,易清洗、消毒,便于生产操作和维护保养。
4.要考虑设备零件、计量仪表的通用性和标准化程度。仪器、仪表、衡器的适用范围和精密度应符合生产和检验要求。
5.粉碎、过筛、制粒、压片等工序粉尘量大,设备的设计和选型应注意密封性和除尘能力。
6.药品生产过程中用的压缩空气、惰性气体应有除油、除水、过滤等净化处理设施。尾气应有防止空气倒灌装置。
7.压力容器、防爆装置等应符合国家有关规定。
8.注意设备制造商的信誉、技术水平、培训能力以及是否符合GMP的要求。
药品的剂型不同,加工的设备类型不同。同一品种设计的工艺流程不同,生产用设备也有所不同。制剂辅助设备(如空气净化设备、制水设备),在制药工程中发挥着重要作用。不同设备的设计选型审查内容是不同的。
(二)设备的安装
设备到货后,首先要开箱验收设备,查看制造商提供的有关技术资料(合格证书、使用说明书),应符合设计要求。然后要按如下程序验收并安装。
1.确认安装房间、安装位置和安装人员。
2.安装设备的通道,设备如何进入车间就应考虑如何出车间。有时应考虑采用装配式壁板或专门设置可拆卸的轻质门洞,以便不能通过标准门(道)的设备的进出。
3.安装程序按工艺流程顺序排布,以便操作,防止遗漏出差错。或按工程进度安装,从安排在主框架就位之后开始到安排在墙上的最后一道漆完成后结束,或介于两者之间。这完全取决于设备是如何与结构发生关系的和如何运进房间而定。
4.设备就位,制剂室设备应尽可能采用无基础设备。必须设置设备基础的,可采用移动或表面光洁的水磨石基础块,不影响地面光洁,且易清洁。安装设备的支架、紧固件能起到紧固、稳定、密封作用,且易清洁。其材质与设备应一致。
5.接通动力系统、辅助系统。其中物料传送装置安装时应注意:①百级、万级洁净室使用的传动装置不得穿越较低级别区域;非无菌药品生产使用的传动装置,穿越不同洁净室时,应有防止污染措施;②传动装置的安装应加避震、消声装置。
6.其他。阀门安装要方便操作。监测仪器、仪表安装要方便观察和使用。
(三)安装确认
安装确认是由设备制造商、安装单位、制药企业中工程、生产、质量方面派人员参加,对安装的设备进行试运行评估,以确保工艺设备、辅助设备在设计运行范围内和承受能力下能正常持续运行。设备安装结束,一般应做以下检查工作。
1.审查竣工图纸,能否准确地反映生产线的情况,与设计图纸是否一致。如果有改动,应附有改动的依据和批准改动的文件。
2.仔细查看确认设备就位和管线连接情况。
3.生产监控和检验用的仪器和仪表的准确性和精确度。
4.设备与提供的工程服务系统是否匹配。
5.检查并确认设备调试记录和标准操作规程(草案)。
(四)运行测试
先单机试运行,检查记录影响生产的关键部位的性能参数。再联动试车,将所有的开关都设定好,所有的保护措施都到位,所有的设备空转能按照要求运行,协调运行。试车期间尽可能地查出问题,并针对存在的问题,提供现场解决方法。将检验的全过程编成文件。参考试车的结果制订维护保养和操作规程。
生产设备的性能测试是根据草拟并经审阅的操作规程对设备或系统进行足够的空载试验和模拟生产负载试验来确保该设备(系统)在设计范围内能准确运行,并达到规定的技术指标和使用要求。测试一般是先空白后药物。如果对测试的设备性能有相当把握,可以直接采用批生产验证。测试过程中除检查单机加工的中间品外,还有必要根据《中国药典》及有关标准检测最终制剂的质量。与此同时完善操作规程、原始记录和其他与生产有关的文件,以保证被验证过的设备在监控情况下生产的制剂产品具有一致性和重现性。
不同的制剂,不同的工艺路线装配不同的设备。口服固体制剂(片剂、胶囊剂、颗粒剂)主要生产设备有粉碎机、混合机、制粒机、干燥机、压片机、胶囊填充机、包衣机。灭菌制剂(小容量注射剂、输液、粉针剂)主要设备有洗瓶机、洗塞机、配料罐、注射用水系统、灭菌设备、过滤系统、灌封机、压塞机、冻干机。外用制剂(洗剂、软膏剂、栓剂、凝胶剂)生产设备主要包括制备罐、熔化罐、贮罐、灌装机、包装机。公用系统主要有空气净化系统、工艺用水系统、压缩空气系统、真空系统、排水系统等。不同的设备,测试内容不同。
[测试举例1] 自动包衣机
测试项目:包衣锅旋转速度,进/排风量,进/排风温度,风量与温度的关系,锅内外压力差,喷雾均匀度、幅度、雾滴粒径及喷雾计量,进风过滤器的效率,振动和噪声。
样品检查:包衣时按设定的时间间隔取样,包薄膜衣前1小时每15分钟取样一次,第二小时每30分钟取样一次,每次3~6个样品,查看外观、重量变化及重量差异,最后还要检测溶出度(崩解时限)。
综合标准:制剂成品符合质量标准。
设备运行参数:①不超出设计上限。噪声小于85dB;过滤效率,大于5μm滤除率大于95%;轴承温度小于70℃。②在调整范围内可调。风温、风量、压差、喷雾计量、转速不仅可调而且能满足工艺需要,就是设计极限运行也能保证产品质量。
[测试举例2] 小容量注射剂拉丝灌封机
测试项目:灌装工位,进料压力、灌装速度、灌装有无溅洒、传动系统平稳度、缺瓶及缺瓶止灌;封口工位,火焰、安瓿转动、有无焦头和泄漏;灌封过程,容器损坏、成品率、生产能力、可见微粒和噪声。
样品检查:验证过程中,定期(每隔15分钟)取系列样品建立数据库。取样数量及频率依灌封设备的速度而定,通常要求每次从每个灌封头处取3个单元以上的样品,完成下述检验。①测定装量,1~2mL,每次取不少于5支;5~10mL,每次取不少于3支,用于注射器转移至量筒测量。②检漏,常用真空染色法、高压消毒锅染色法检查P值。日本Densok公司发明一种安瓿针孔检出机,利用静电容抗,能检出0.5μm大的孔隙。③检查微粒,通常是全检,方法包括肉眼检查和自动化检查。
综合标准:产品,应符合质量标准。设备运行参数,运转平稳,噪声小于80dB;进瓿斗落瓿碎瓿率小于0.1%,缺瓿率小于0.5%,无瓿止灌率大于99%(人为缺瓶200只);封口工序安瓿转动每次不小于4转;安瓿出口处倾倒率小于0.1%;封口成品合格率不小于98%。生产能力不小于设计要求。
[测试举例3] 软膏自动灌装封口机
测试项目:装量、灌装速度、杯盘到位率、封尾宽度和密封、批号打印、泄漏和泵体保温、噪声。
样品检查:设备运行处于稳态情况下,每隔15分钟取5个样品,持续时间300分钟,按《中国药典》方法检查。
合格标准:产品最低装量应符合质量标准。封尾宽度一致、平整、无泄漏,打印批号清楚;杯盘轴线与料嘴对位不小于99%;柱塞泵无泄漏,泵体温度、真空、压力可调;灌装速度,生产能力不小于设计能力的92%;运行平稳,噪声小于85dB。
注意事项:设备运行试验至少3个批次,每批各试验结果均合规定,便确认本设备通过了验证,可报告建议生产使用。
附:制药机械国家行业标准分类
表1-1 制药机械国家和行业标准分类目录