基于制藥設(shè)備的自動化技術(shù)應(yīng)用研究

葉家興

摘 ?要：醫(yī)藥產(chǎn)品是醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的基礎(chǔ)保障，藥品質(zhì)量直接影響到人民群眾的生命健康，以自動化技術(shù)為關(guān)鍵依托的現(xiàn)代化制藥設(shè)備，不僅可以提高藥品生產(chǎn)效率，也能進(jìn)一步提升制藥質(zhì)量。本文首先分析了自動化技術(shù)在制藥設(shè)備中的應(yīng)用價值，其次探討了幾種用于制藥設(shè)備的主要自動化技術(shù)，希望能讓更多的人認(rèn)識到自動化技術(shù)的重要性，為推進(jìn)醫(yī)藥生產(chǎn)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展提供一些啟示。

關(guān)鍵詞：制藥設(shè)備;醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè);自動化技術(shù);應(yīng)用研究

藥品研發(fā)與生產(chǎn)是整個醫(yī)藥醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，藥品制造速度決定了市場供應(yīng)時效，藥品制造質(zhì)量關(guān)系到患者的人身安全，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)必須把握好這兩個重點(diǎn)，從設(shè)備技術(shù)更新層面來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量同步。自動化技術(shù)與制藥設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，對傳統(tǒng)制藥工藝流程進(jìn)行了改造，能夠加快推進(jìn)制藥企業(yè)及整個醫(yī)藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。筆者就此基于自身認(rèn)識對相關(guān)內(nèi)容作以下分析和探討。

一、自動化技術(shù)在制藥設(shè)備中的應(yīng)用價值

自動化技術(shù)的主要優(yōu)勢就在于能夠?qū)崿F(xiàn)全面自動、高效地生產(chǎn)作用，與傳統(tǒng)制藥模式相比，自動化技術(shù)在制藥設(shè)備應(yīng)用中有以下重要價值。

（一）有利于降低人工成本

以往醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)在藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要依靠人工或使用半自動機(jī)械，尤其是一些中藥生產(chǎn)企業(yè)講究古法制藥，完全采用人工作業(yè)方式，使得藥品生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)量跟不上市場需求，對臨床醫(yī)療工作造成一定影響。自動化技術(shù)的應(yīng)用，使得藥品制造流程實(shí)現(xiàn)了全面自動化，將以往很多依靠人工操作的繁瑣步驟交于設(shè)備自動完成，僅保留關(guān)鍵技術(shù)崗位人員。如此一來，人工用量及生產(chǎn)制造成本得以大幅降低，可以更好地保證制藥公司的經(jīng)濟(jì)利潤。

（二）有利于提高生產(chǎn)效率

生產(chǎn)效率是產(chǎn)量的重要保證，以往的醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)受人工作業(yè)條件的限制，其單位時間內(nèi)的藥品產(chǎn)量較低，經(jīng)常出現(xiàn)市場斷供的現(xiàn)象，造成醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥品短缺，影響醫(yī)療效果。自動化制造設(shè)備避免了人工作業(yè)中的疲倦、懈怠及暫停和中斷等問題，機(jī)械設(shè)備除定期維護(hù)保養(yǎng)或故障維修外可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效生產(chǎn)作業(yè)，這樣時間利用更充分，生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量更多，可以更好地滿足市場需求。

（三）有利于保證藥品質(zhì)量

藥品在生產(chǎn)制造過程中也會由于各種人為操作失誤和、技術(shù)缺陷及材質(zhì)問題而導(dǎo)致其藥效功能與預(yù)期不符，其中認(rèn)為操作失誤的現(xiàn)象在傳統(tǒng)制藥中比較普遍[1]。生產(chǎn)人員的職業(yè)素質(zhì)水平是造成這一問題的主要原因，表現(xiàn)為要么是由于操作流程不嫻熟，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不清晰，要么是因?yàn)樨?zé)任心不強(qiáng)或身體疲倦、精力不集中導(dǎo)致的失誤，有些不起眼的小失誤甚至?xí)绊懙秸麄€批次的藥品質(zhì)量。應(yīng)用自動化技術(shù)的制造設(shè)備，采取模塊化生產(chǎn)制造方式，通過為自動化設(shè)備提前設(shè)定工作流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全程依靠設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的人工干預(yù)，從而有效降低質(zhì)量缺陷，提高藥品品質(zhì)。

二、制藥設(shè)備的自動化技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)今社會，自動化、智能化生產(chǎn)制造已經(jīng)成為一大主流趨勢，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)也必須與時俱進(jìn)，引入先進(jìn)的自動化技術(shù)及設(shè)備，加快落后產(chǎn)能淘汰，實(shí)現(xiàn)藥品制造的優(yōu)化升級，才能實(shí)現(xiàn)綜合效益。當(dāng)前醫(yī)藥生產(chǎn)領(lǐng)域較為成熟且應(yīng)用價值較大的自動化技術(shù)主要有如下幾種：

（一）CNT技術(shù)在抗菌素發(fā)酵中的應(yīng)用

作為制藥流程中必不可少的環(huán)節(jié)，抗菌素發(fā)酵對工藝技術(shù)有著非常高的要求，傳統(tǒng)工藝的難點(diǎn)在于精準(zhǔn)的過程控制。應(yīng)用CNT技術(shù)并參照發(fā)酵階段各類抗生素的生成參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對該生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。利用CNT技術(shù)可以獲得抗菌素發(fā)酵過程中的溫濕度、壓力值，PH、CO2及O2濃度等環(huán)境參數(shù)和化學(xué)數(shù)值。相比傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)判斷，CNT技術(shù)在抗生素參數(shù)數(shù)據(jù)的獲取上也更加地及時和準(zhǔn)確，能夠?yàn)楹罄m(xù)的檢驗(yàn)和分析工作打好基礎(chǔ)。另外，在CNT技術(shù)的支持下還能夠?qū)崿F(xiàn)對抗生菌發(fā)酵相關(guān)參數(shù)的精準(zhǔn)控制。例如，確?？股谡麄€發(fā)酵環(huán)節(jié)中溫度值始終在0～0.2°C內(nèi)浮動;PH值嚴(yán)格維持在0.05左右，發(fā)酵液的總質(zhì)量≤0.8%等。

（二）PLC技術(shù)在全流程控制中的應(yīng)用

PLC作為一種電氣自動化控制裝置，其顯著特點(diǎn)為可通過編程控制的方式來調(diào)節(jié)和把控各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)[2]。該技術(shù)可以應(yīng)用于制藥的全過程：其一應(yīng)用于制粉環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵的就是物料喂入量控制，為使進(jìn)入破碎研磨室的物料適度，確保研磨粗細(xì)均勻又避免喂料機(jī)受損，一般生產(chǎn)技術(shù)人員是通過監(jiān)測工作電流來幫助判斷，但需要人員全程跟蹤把控，稍有疏忽就會因物料量過大而造成喂料機(jī)堵塞，物料過少造成資源浪費(fèi)。如果應(yīng)用PLC技術(shù)，將電流互感器的電信號及時傳送給PLC系統(tǒng)并進(jìn)行PID運(yùn)算，然后結(jié)合喂料電機(jī)測速傳感器獲得的電機(jī)轉(zhuǎn)速來核算，就可以準(zhǔn)確判斷此時物料喂入量是否適當(dāng)，如果超量則自動調(diào)大電機(jī)轉(zhuǎn)速和破碎機(jī)的工作電流，反之則減低工況，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的有效保護(hù)[3]。其二，應(yīng)用于混粉環(huán)節(jié)。通過安裝在混合機(jī)上的傳感器所反饋的相關(guān)信息，PLC配合變頻器對電機(jī)工作狀態(tài)及進(jìn)出料口、壓板及推進(jìn)器等部件進(jìn)行在線控制，設(shè)備根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況自動切換相關(guān)模式，既能減輕了人工作業(yè)工作量，而且可以有效確?；旆圪|(zhì)量[4]。其三，PLC與人機(jī)界面有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)制丸過程的全自動、流程的全透明，便于對產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的更好把控。物料經(jīng)過粉碎混合后被壓縮為規(guī)整的藥條，接下來就是切片或顆?；?，此時利用光電測速對生產(chǎn)過程進(jìn)行跟蹤控制，使切片和制丸裝置平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，確保藥丸顆粒均勻，表面光滑。其四，對藥物干燥環(huán)節(jié)的控制。干燥處理是為了保持藥物形態(tài)固定、統(tǒng)一，在以往的工藝主要是采用熱烘干和風(fēng)冷其中一種方法，干燥時間相對較長且不夠均勻。PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)兩種工藝的同步，在烘干處理過程中系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器數(shù)據(jù)，自動記錄溫度值數(shù)并繪制出準(zhǔn)確的曲線圖像，便于生產(chǎn)人員的直觀了解和過程調(diào)節(jié)。

（三）伺服控制在制藥包裝設(shè)備中的應(yīng)用

制藥包裝設(shè)備負(fù)責(zé)對成品藥的打包裝盒，要避免設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中對產(chǎn)品造成破損。伺服控制技術(shù)在制藥包裝中有著重大價值，其在制藥包裝設(shè)備中的功能實(shí)現(xiàn)依托于由、伺服電機(jī)、編碼器和伺服控制器組成的閉環(huán)系統(tǒng)，它通過閉環(huán)信息傳輸和反饋加強(qiáng)對設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性控制、定位控制和扭矩管理，確保包裝效率和質(zhì)量。比如，在膠囊鋁塑包裝機(jī)中，伺服系統(tǒng)控制下電機(jī)帶動的凸輪準(zhǔn)確定位膠囊板切刀的開合位置，避免切刀運(yùn)行中對膠囊的破壞。

（四）DCS控制系統(tǒng)在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用

DCS控制系統(tǒng)是目前精細(xì)化工領(lǐng)域的重要生產(chǎn)管理技術(shù)，其重點(diǎn)是對生產(chǎn)過程的自動化控制。該技術(shù)在制藥行業(yè)中的應(yīng)用，可以有效解決手工制作和無聯(lián)鎖的相關(guān)問題[5]。在藥品生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，利用DCS控制系統(tǒng)能加強(qiáng)對制藥工藝流程的有效監(jiān)管和優(yōu)化調(diào)節(jié)，同時通過對各個工藝環(huán)節(jié)的分散控制，既可以明確生產(chǎn)目標(biāo)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又可以跟蹤防控生產(chǎn)中的安全風(fēng)險(xiǎn)，還可以保證藥品產(chǎn)量和質(zhì)量。DCS控制系統(tǒng)是以智能控制儀表為主，其現(xiàn)場通訊一般使用RS485總線，按照內(nèi)部通訊協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)上的100%儀表功能操作。諸如及時獲取測量數(shù)值、給定值，參數(shù)設(shè)置及調(diào)整，手/自動及無擾動模式靈活切換，開關(guān)量的輸入和輸出操作，啟/停程序操作等。

結(jié)語

自動化技術(shù)是醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)的提高產(chǎn)能、產(chǎn)值，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要驅(qū)動力，自動化制藥設(shè)備是該技術(shù)的主要載體。醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)必須加快生產(chǎn)線設(shè)備的更新?lián)Q代，需要充分應(yīng)用好PLC、CNT、DCS及伺服控制等自動化技術(shù)，真正促進(jìn)醫(yī)藥生產(chǎn)行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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