原料药规避物料输送风险的方案探讨

徐 丹

（上海东富龙科技股份有限公司，上海 201109）

原料药规避物料输送风险的方案探讨

徐 丹

（上海东富龙科技股份有限公司，上海 201109）

物料输送是原料药生产过程中的重要环节，针对原料药在生产中遇到的物料输送方式及物料输送过程中的风险展开探讨，结合具体项目案例，从方案设计源头对规避物料输送风险提出建设性建议。

原料药；物料输送风险；重力输送

原料药的生产过程往往涉及粉体物料的生产、传递、粉碎、混合、分装，其中的难点便是物料的转移以及产生的粉尘污染等问题，特别是在无菌原料药生产过程更加突出。物料的输送主要难点有：架桥、溢出、分层、静电和输送装置的清洗、灭菌和干燥困难。本文结合实际项目的经验分析提出在原料药输送中通过设计规避物料输送风险。

1 原料药物料输送特点

物料输送常见的方式有气力输送和物理搬运。具体输送方式有正压输送、真空输送、重力输送、提升料仓输送，各种输送方式的优缺点如下。

1.1 正压输送

正压输送是通过气流沿物料输送方向进行推送，有比较大的输送能力和输送距离，但在物料的输送过程中，一旦管路破损或连接处密封泄露，就会造成物料外泄，如果一旦发生管路堵塞，会增加外泄风险，而且不易维护。

1.2 真空输送

真空输送指通过真空将散装物料从吸料工位经管路输送至旋风分离器，气固分离后收集物料。空气与物料由过滤器分离开，因为物料是负压输送，无泄漏风险，但真空输送对输送距离和物料品种有限制。

1.3 重力输送

重力输送是利用空间和物料本身自重进行物料输送的一种方式，输送过程物料泄漏风险小、且物料损失少，但受空间的限制较大，特别是跨楼层操作的布置，在后期维护上比较困难。

1.4 提升料仓输送

提升料仓输送指将物料储存于移动料斗进行物料转运，并通过提升机与料斗对接的方式，实现物料的混合或料斗与其他受料设备的对接。该方式利于物料的储存且运用比较灵活，但仅适用于短距离输送、工作效率较低、长时间往返移动容易对洁净室地面造成损坏，对接要求高。

表1针对这四种输送方式的优缺点进行比较，可以看出各种输送方式的优缺点。目前在原料药生产中，特别是有洁净要求的原料药生产车间中，主要采用的输送方式为真空输送、重量输送和提升料仓输送。

表1 输送方式的优缺点比较Tab.1 The comparation of the merits and demerits

2 粉体输送的定制化案例分析

2.1 重力输送案例

重力输送应用在无菌、有毒原料药项目的典型案例见图1，该项目主要由三合一机、粉碎机、分装机组成，主要工艺流程为：三合一机将结晶液过滤洗涤干燥后得到最终产品，三合一机下料口和分装机进料口通过粉碎机直接连接，物料通过重力输送直接粉碎分装。

图 1 重力输送案例Fig.1 Gravity transferring case

该项目主要有以下几个特点：

（1）垂直落料，通过物料输送距离最短化，最大地避免因转移带来的物料损失。

（2）集成式设计，有效地防止传统敞口操作或单元不连续转移带来的物料泄漏或污染的风险。

（3）核心设备可整体在位CIP / SIP。

2.2 真空输送案例

通过真空输送的方式实现物料在多个工艺单元设备中进行密闭化转移的典型案例见图2，该项目主要由三合一机、单锥、粉碎机、固定料桶组成。主要工艺流程为：物料经三合一机过滤洗涤干燥至一定程度，通过真空输送至单锥进一步干燥；单锥干燥后的物料通过真空输送至固定料桶分装，粉碎机连接在管路中近进料容器端，物料在输送过程中实现粉碎。

图 2 真空输送案例Fig.2 Vacuum transferring case

该项目主要有以下几个特点：

（1）输送过程全密闭，并辅助氮气作为输送介质补充气体保证稀相输送。

（2）该项目主要难点在含水量大的物料输送如何避免黏壁和堵罐、边输送边粉碎物料下料与输送速度的匹配，输送管路匹配多个受料设备和出料设备。

2.3 提升料仓输送案例

提升料仓输送物料的典型案例见图3，该项目主要由真空输料系统、移动料桶及转运系统、提升机、分包装机组成，主要工艺流程为：物料通过物料桶储存，共设有6个工位，分别为吸料工位、冷藏工位、冷冻工位、配料工位、混合工位、分装工位，在吸料工位收集通过真空输送的物料，收料后根据收集物料属性自动转运至冷冻或冷藏工位，需要配料时，配料桶自动转运至与提升机对接或至配料工位，提升机可对接、配料和混合，混合后物料与分装机对接进行分包装。

图 3 提升料仓输送案例Fig.3 Hoist blander transferring case

该项目主要有以下几个特点：

（1）物料桶通过自动小车根据工艺流程自动转移，控制通过无线通讯来收发指令。

（2）提升机通过SBV阀自动与移动料桶对接、提升、混合/配料，对接精度高、无泄漏风险。

（3）该项目通过高度自动化方式避免了传统通过移动料桶、提升机进行物料转运时带来的困难，如料桶多、运输量大和运输路线复杂导致的劳动强度大的问题，也避免了传统对接方式造成的对接错误或泄露。

3 物料输送中的防爆设计

在物料输送系统中，因粉料与管壁摩擦而使系统产生静电是导致粉尘爆炸的重要原因之一，对此，可以采取以下措施尽可能加以消除：

（1）选用导电性材料制造管道，金属设备和管道实现等电位可靠接地。防爆区域电器按规范要求设计。[1]

（2）粉料粒度、形状与管道直径大小匹配，优选产生静电小的配置。

（3）输送管径尽量大，力求使管路的弯曲和管道的变径缓慢。（4）输送速度不应过快，输送量不应有急剧变化。（5）避免粉料堆积，使用惰性气体吹扫和辅助输送。

（6）输送过程中尽量密闭，或采用氮气介质取代压缩空气。

（7）特殊物料如克拉维酸钾，因物料本身性质问题，除了惰性气体保护、静电接地、平缓过度等措施外，还需要对输送气体含水量严格控制，避免物料与水反应产生大量热量引起爆炸。

4 粉体输送设计必要参数信息

为了设计的匹配性，我们需要充分地了解客户的信息如必要的物料信息、操作环境级别、输送工况等，以便开展定制化设计，匹配真空源、输送材质、收（受）料容器等，避免一套设备打天下的盲目性。

主要考虑参数有：

（1）根据物料的特性要求选择气体介质：在条件具备的前提下，为保证药品质量、安全考虑等建议选用氮气。

（2）生产的批量：根据生产的批量，设计适当的容积或处理设备。

（3）根据生产能力选用合适的真空泵和氮气用量[2]：为了保证被输送物料在管路中顺利转运，物料与氮气要保证适当的混合浓度比。同样的输送量，减少固气比会增加管道直径，提高过气量。

（4）确定物料输送的管径和气流流速：计算时，需考虑收料容器、进料口、管路垂直段、水平段、弯头、阀门、接头等的压损，合适的气流速度与物料颗粒大小、密度、形状、表面状态、管道及混合比等因素有关。气流流速过低，物料输送不稳定，容易在管道中沉降，形成堵塞，气流过高，能耗增加，输送管磨损加剧。[2]

（5）具体参数如表2。

表2 真空输送物料信息Tab.2 The comparation of the merits and demerits

5 结束语

本文通过比较各种输送方式的优缺点，结合实际案例对真空输送、重力输送和提升料仓输送这三种方式展开分析，着重考虑通过方案设计，实现物料的密闭、机械转移，有效地改善人员操作环境与劳动强度，并降低了输送过程中可能产生的各种风险。

[1]李忠德，郭建华. 物料垂直输送原料药精制车间的设计[J]. 医药工程设计，2002，23（6）：13-16.

[2]张海银，陆桂贤. 气流输送在原料药生产中的应用[J]. 硅谷，2013（14）：126-127.

[3]胡卫. 现代原料药中间体生产工艺设计中的固体物料处理和密闭方式[J]. 机电信息，2006（8）：24-29.

Discussion of Scheme for Evading Risks in Drug Substance Conveyance

Xu Dan

（Shanghai Tof fl on Science & Technology Co., Ltd, Shanghai201109）

Material conveyance is a critical link of the API production process. In this article, the form and method used in material conveyance as well as the risk existed in the conveyance were discussed. Combined with practical instance, the proposal for the design stage was presented so as to avoid the risk in material conveyance.

API; risk in material conveyance; conveying by using gravity

TQ 460.4 文献标识码：A 文章编号：2095-817X（2017）05-0038-004

2017-07-13

徐丹（1990—），女，工程师，研究方向为原料药生产车间系统化解决方案。