連續(xù)式包衣機的結構分析與工藝探討

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，歐美及國內正熱衷于建設無人化的智能工廠，僅僅將各單元設備簡單連接在一起并不能有效提高產量，而智能工廠的出現(xiàn)將打破傳統(tǒng)的生產模式。就制藥行業(yè)的無人化智能工廠來說，從原料至成品藥一次完成，中間的加工工藝過程全部由智能化系統(tǒng)設備來完成，真正實現(xiàn)無人化、高產出的智能化生產。然而，要想實現(xiàn)整線連續(xù)化生產還需依托各個工藝設備之間的連續(xù)化功能設計，如何在各單機設備上實現(xiàn)連續(xù)化生產是目前各設備生產廠家首要攻克的難題。

我國制藥行業(yè)在“中國制造2025”的戰(zhàn)略布局指導下，將固體制劑連續(xù)智能制造項目提到了發(fā)展日程上。在固體制劑整線解決方案實踐中積累的大量實際經驗，為固體制劑連續(xù)制造項目的實施提供了數(shù)據和經驗支撐。

本文以連續(xù)式包衣機為例，結合其國內外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了連續(xù)式包衣機的結構和特性以及連續(xù)包衣工藝的原理，為制藥機械行業(yè)其他設備的連續(xù)化功能設計提供參考。

1　連續(xù)式包衣機的國內外發(fā)展現(xiàn)狀

國內外藥品價格長期居高不下，如何提高生產效率，降低藥品生產成本，成為了各大制藥企業(yè)提高市場競爭力的關鍵。

鑒于此，大規(guī)模連續(xù)化生產設備的研制成為各制藥設備生產企業(yè)的關注熱點。

連續(xù)式包衣機是近年在歐美發(fā)達國家剛剛興起的新型包衣設備，用于大批量連續(xù)式生產，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的批次式生產模式。

連續(xù)式包衣機的主要優(yōu)勢在于顯著提高產品產量，在以往的批次式生產模式中，時間被大量消耗在填料、片劑預熱、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，尤其適用于透明薄膜涂層包衣工藝的低增重生產（增重1%～2%）。由于連續(xù)式包衣機要求快速干燥，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)式包衣機型號主要有美國THOMAS公司的FLEX CTC型（圖1）、德國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)式包衣機的工作原理基本相似，只在設備外形結構上有些差異。其最大的技術難點在于起始階段和結束階段的進料、出料、噴槍的啟?？刂?。由于大批量的連續(xù)生產模式在國內藥廠尚未普及，目前國內設備制造商對連續(xù)式包衣機的研發(fā)還處于摸索階段。

圖1　FLEX CTC型連續(xù)式包衣機

圖2　D ri acont i-T Pharm a型連續(xù)式包衣機

圖3　FCC型連續(xù)式包衣機

2　連續(xù)式包衣機的結構和特性

以加拿大OHARA公司生產的FCC 1200型連續(xù)式包衣機為例，介紹其結構和特性。

（1）配備28支噴槍，這些噴槍分為5個獨立的控制區(qū)段；

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

（3）除了防滑桿，片劑在包衣鍋內的運動只受控于片劑進料速率和堰板的高度；

（4）在包衣鍋內沒有攪拌槳，使包衣鍋內部無清潔死角，更易清洗。該設備同時適用于批次生產和連續(xù)生產兩種模式。

該設備擁有數(shù)項專利，包括自動上料和卸料以及啟動、關閉程序等。據稱，啟動、關閉程序可以使該設備比其他連續(xù)式包衣機減少約80%的廢片量。

啟動和關閉程序通常包含以下設置：

（1）用足夠的產品裝填包衣機前端，開始第一次噴霧，隨著片劑逐漸流到滾筒末端，依次打開每一只噴槍；

（2）一旦包衣機裝填完畢，運行進入連續(xù)模式；

（3）當進料停止時，自動開啟關閉程序，關閉出料板，停止自動出料，從最末端噴槍開始依次關閉噴霧，直至完成鍋內剩余片劑的包衣，最后打開出料板，抬高滾筒，實現(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，如糧食生產行業(yè)的種子加工設備中的連續(xù)式種子包衣機（圖4），其基本原理：種子在傾斜的筒體內，依靠種子自重從進料口向出料口移動，并在旋轉的滾筒作用下不停翻滾，使包衣液均勻噴射到種子表面，使其均勻度達到一致。

我國制藥設備行業(yè)借鑒連續(xù)式種子包衣機的工作原理，開發(fā)出了片劑連續(xù)式包衣機，由于制藥行業(yè)GMP等法規(guī)的嚴格要求，使其真正實現(xiàn)連續(xù)包衣尚有難度。雖然國外有多家設備廠商已開發(fā)出連續(xù)式包衣機，但在市場上完成推廣普及尚需一段時間。

近十年來，隨著PAT（過程分析技術）的發(fā)展及其在藥品生產過程中的使用，使得連續(xù)包衣生產成為可能，連續(xù)式包衣機可以實現(xiàn)實時監(jiān)控與放行，并最終達到提高生產效率的目的。

連續(xù)式包衣的基本工藝控制原理如圖5、圖6所示。

4　結語

連續(xù)式包衣機目前在國內藥企中的使用并不多，其最大性能并未真正發(fā)揮出來。這其中一個很大的原因就是受連續(xù)式包衣機前端工藝設備的生產率所限。

圖4　連續(xù)式種子包衣機

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工藝流程而言，不論是濕法制粒，還是干法制粒，為滿足如OHARA公司的FCC 1200型包衣機的產能（最大產能1 200 kg/h）要求，前端的壓片機產能問題不大，而制粒設備的產能嚴重限制了連續(xù)式包衣機的性能發(fā)揮，故要實現(xiàn)固體制劑整線的連續(xù)化、高產能生產還為時尚早。

圖6　連續(xù)式包衣的基本工藝控制原理2