国产压片机存在的问题及创新思路

国产压片机存在的问题及创新思路

中国制药装备

主题内容：

国内片剂生产工艺与设备有何不足？

如何看待压片机的自动检测、过程分析、CIP以及除尘等问题？

加料部分常见的问题有哪些？如何合理选择加料系统？

压片机模具的设计和制造上需要注意哪些技术要求？

从国内外压片机的对比情况分析国内设备发展的方向。

如何根据药品的生产工艺和质量要求进行压片机的选型？

参与讨论：

北京国药龙立科技有限公司

赵英聊城万合工业制造有限公司

赵志宏国药集团国瑞药业有限公司高级工程师

包来根通用电气药业（上海）有限公司工程师

魏增余连云港中医药高等职业技术学校药物制剂实训中心工程师

张洪飞通化玉圣药业股份有限公司副总经理

卢建华上海信源制药机械有限公司总经理

1、国内片剂生产工艺与设备有何不足？

李喆北京国药龙立科技有限公司

首先，压片工艺过程存在粉尘问题，下面就片剂压制成型过程存在的粉尘问题，探讨其解决的办法。

(1)粉尘成因分析。目前，国内高速旋转式压片机和筛片机在生产运行中所产生的粉尘，一般采用专用吸尘器提供负压将其抽吸排除。但由于现有技术水平和意识的差距，设备本身的密封效果不理想，仍有部分粉尘外泄至净化区域。此外，物料输送或药片转序等过程产生的粉尘，也可能从有关衔接处直接外泄至净化区域。

(2)净化指标真实程度。我国现行的GMP的净化级别主要关注静态的指标。这种情况下，压片过程中产生的粉尘往往被忽视了。而在欧美和日本等国家或地区，各项指标都是在实际生产过程的动态检测，粉尘的释放将直接影响工作区域内尘埃粒子的数量。显然，后者的检测数据比较真实。我国新版GMP主要参考欧盟GMP进行修改，新规范实施后净化指标的检测及评价理应与国际接轨。

(3)解决措施。为了降低压片过程粉尘泄漏量，应着手提高设备的防护等级；制药企业对设备供应商明确提出具体的密封与隔离要求，并对提供的隔离措施进行合理的评估。

其次，国产制药装备虽进步不小，有的替代进口的机型，并有一定的出口量，但仍普遍存在差距。高速旋转式压片机等自动化程度较高的设备，在片剂生产工艺过程中占据着重要地位，很大程度上决定着片剂质量。因此，许多高端制药企业对这类光机电一体化设备的各项功能及其各系统的设计提出了具体要求，这是一个促进我们缩短“理念差距”的契机。张国瑞北京国药龙立科技有限公司

对于片剂质量的评价，仍然是片剂的强度、崩解、溶出和重量差异几项主要指标。但“黑点色点”表面缺陷越来越受到制药厂和压片机生产厂的普遍重视。我们认为，要减少或防止此类表面缺陷，应从物料和设备两个方面去考虑。

(1)防控物料本身杂色。由于制粒与干燥工艺不完善，或者混合与输送设备的清洁不到位，都容易导致生成混杂色物料颗粒成品。

(2)防止物料发生化学反应。压片机与物料直接接触的部分零件，如加料衬底、刮料板、收粉环、刮料片和挡料片等常选用耐腐蚀的青铜材质制造。对于容易与铜质件发生化学反应导致变色的特殊配方物料，如肌苷片等片剂的压制，试压片前应更换有关件的材质为性能更加稳定的奥氏体不锈钢。

(3)防止物料摩擦生热变色。压片机的高速旋转转台与加料系统的衬底、定量刮料板等接触物料零件作相对运动，通过物料介质形成相互摩擦。当所产生的热量值超过物料熔点时，物料就会氧化变色，从而致使片剂产生黑点或色点，尤其是热敏性或低熔点类物料更甚。此时，应仔细做好间隙调整等工作：加料衬底底面与转台工作端面之间的间隙，以不跑粉为原则，略微放大调整至上限值；刮料板与转台工作端面的贴紧力不能过大，但应保证其动态时严密贴合；减小接触物料零件与旋转工作台之间的接触面积，降低摩擦生热的几率。调整后，应试压片检查验证有无物料变色现象，确保无问题方可转入批量生产。

(4)防控物料或片剂受主机润滑油污染。如果主机润滑油过量或设备管理不善，很容易导致主机润滑油脂污染物料或侵袭片剂，而发生黑点或色点表面缺陷。为此，应重点做好以下工作：控制润滑系统的供油量。调整缩短润滑系统的供油时间(润滑时间)，降低供油的间隔周期(润滑间隔)；做好压片机的维护保养，应定期重点检查密封件的可靠性，如冲杆的防尘密封圈与集油环、加料器的防尘密封圈等；严格执行压片机的清洁规程，当连续长时间生产时，即使是同批药品，仍有必要定时做好清理清洁。

我公司压片机的转台工作端面宽遮挡结构，吸粉罩大面积覆盖且顶面里高外低，避免落在吸粉罩上的粉尘向内滑落。出片挡料工段大面积覆盖遮挡，防止上冲杆快速提升时被防尘密封圈刮离冲身的油粉泥甩落；压片室设有专用的除尘净化装置。填充定量后，转台工作端面残留少量细微颗粒或粉末物料随着转台高速旋转被向外甩出，与成型预压排挤出的气粉混合形成“扬尘”。如果不及时抽吸排除，“扬尘”将被上冲杆冲身吸附并逐步集积形成油粉泥。如被带入冲杆孔内，既可能摩擦变色，也会影响冲杆的往复运动甚至“涩冲”。赵志宏国药集团国瑞药业有限公司高级工程师

自我国GMP实施以来，国内片剂的生产工艺有了很大的进步。片剂生产的主要设备如粉碎、制粒、干燥、混合、压片等工艺设备有了很大的改进。采用干法制粒，直接干法压片更减少了生产环节，提高了生产效率。特别是采用粉末压片法减少了制粒的环节，使生产效率得到了更大提高。片剂生产的主要设备压片机，像ZP—33模式的压片机，我国已使用多年。此种压片机压力小（最大压力40kN），噪声高，吸尘效果差，粉尘飞扬大，产量不高（生产能力4.3万～11万片/h），它的较大缺陷是不能压异型片。目前已经有全封闭、压力大、噪声低、生产效率高、润滑系统完善、可自动化操作的机型，其各种性能已明显优于普通压片机。产量已从普通低速型发展到亚高速型（20万～26万片/h），乃至30万～33万片/h、52万片/h甚至更高单产量的高速型，加料系统由自然加料改变为强迫加料。各种新技术的应用，使设备性能更加完善。采用压力传感器，对预压、主压的压力进行反馈控制，自动调节压力，使操作自动化。液压系统起到连接支撑和安全保护作用，上下冲头过紧，超载时能起到保护作用。根据冲杆的压力检测信号来调节预压力和主压力，自动调整填充量、片重和设定值比较，自动剔出废片。

国内片剂设备虽然在性能上有了很大改进，但在实际应用中还有很多不足：(1)在机器结构上还需改进，如压片机维修时需要用起重工具，人工将转台抬出，拆卸费时又费力。而国外一些先进的压片机，采用可换转台结构，上、下冲及轨道可随转台一起移出，大大缩短更换模具、维修机器的时间；(2)机器性能上的差距。如某药厂使用某公司28冲压片机时，在压异型片的情况下，由于压力需调高，主轴强度不够，出现折断的情况。此种主轴为空心轴，造成折断的原因，有设计的缺陷，也有加工的问题；(3)设备清洁工艺有待改进。目前片剂设备的清洁基本靠人工进行，由于种种原因，难免会清洁不彻底、发生交叉污染；(4)使用寿命等诸多方面。希望使用方的设备管理部门建立冲模及压片机的操作维护规程，并加强监督管理，使设备始终保持优良的运行状态。赵志宏国药集团国瑞药业有限公司高级工程师

从国内的压片机模具来讲，除要保证外在质量，如形状、尺寸及尺寸精度等，其内在质量更为关键。目前，国内生产压片机冲模的厂家很多，在制造工艺、制造水平上有很大的差异。一些小的生产厂家，为降低成本，选用低档次的材料，再受加工设备、加工水平的限制，所生产的模具产品虽然价格低廉，但很难保证在压片机上能正常使用。很多的压片机生产厂家，可能都遇到过因冲模质量不好，产生冲头不耐用、卷边、断冲等情况。为保证压片机（特别是高速压片机）冲模能长久、正常使用，除注意外在质量外，更应注重内在质量，要选用优良的不锈钢材料、合理的制造及热加工工艺。所以压片机的使用厂家，在购置模具时，一定要选用加工能力强、信誉好的模具生产厂，虽然价格上可能略高一些，但可保证压片质量。

5、从国内外压片机的对比情况分析国内设备发展的方向。

包来根通用电气药业（上海）有限公司工程师

国外压片机主要发展方向：在智能及超微单元控制及封密条件下生产。有些甚至用了磁粉离合器和磁粉制动器等传动设备，这说明国外的压片机又进了一步。中国的压片机制造商已有近30多家，能够生产高速压片机的亦有五六家之多。然而，由于长期以来基础研究的薄弱、人才的匮乏以及创新机制的不完善，因此与国外先进的压片机及压片技术还存在着很大的差距。

根据笔者的经验，认为国内设备应主要从以下几方面努力：(1)提高机械制造水平、自动化水平；(2)更加注重生产工艺的研究，而非一味追求高速度，毕竟，好的工艺能事半功倍；(3)对特大片剂的研究，分散片、缓控释片的制造研究也是新的方向。

赵志宏国药集团国瑞药业有限公司高级工程师

国内的压片机与国际先进水平的压片机制造厂家相比还存在一定的差距。国内的压片机除需在压片机的内在质量、制造水平上提高以外，还需学习国外同行的先进技术，提高设备的档次。(1)设备的结构上还需改进，要方便设备的拆卸、检修和清洗。如国外可换转台式压片机，减轻了机器检修、更换模具的劳动强度，又节省工时；(2)要逐步实现在不拆卸设备情况下的在位清洗功能；(3)在保证设备稳定运行的情况下，提高单机的压片速度；(4)保证药品制造中的可追溯性，采用21CFRPartⅡ标准；(5)尽可能多地采用在线检测技术，通过过程控制来保证压片质量，提高自动化控制的水平。

6、如何根据药品的生产工艺和质量要求进行压片机的选型？

赵志宏国药集团国瑞药业有限公司高级工程师

制药厂对压片机的选型要综合考虑以下几方面的因素：(1)所生产产品的品种档次和附加值的高低。如果生产的产品品种较好，附加值较高，可以选用档次高的设备，毕竟这样的设备性能好，自动化程度高，能够确保产品的质量；(2)经济承受能力。一般合资及进口的压片机在先进技术的应用、设备的稳定性、过程控制及最终产品质量的保证上都有一定的优越性，但价格是国内同样产量设备的5～6倍甚至更高，这就要取决于设备使用厂家的经济承受能力；(3)班产量的大小。在设备选型时，不需要一味追求单机的产量，而要根据实际班产量的需求，来确定所需的设备的单机产量；(3)车间的占地面积。如果车间的平面布置在面积上比较宽裕，可以选用中低速的压片机，设备的台数可适当增加，这样设备的投入就可降低。如果车间的设备布置较紧张，就可选用亚高速或高速的压片机，这虽然投入较高，但避开了设备布置上的困难。但不管面积大或小，笔者认为一般情况下，以至少布置2台压片机为宜。这可避免压片机出现故障时，生产线停产情况的发生。李喆北京国药龙立科技有限公司

近年，很多片剂生产企业已从试用到逐步认可了高速旋转式压片机，目前有取代高速旋转式压片机之势。探究其中原由，相信对高速旋转式压片机只要有一般性了解的人们都会说“优势是片差小、高效、节能、省占地、信息化程度高”。以我公司的高速旋转式压片机为例，围绕性价比从6个方面概要分析，供使用方选型时参考。

(1)输出产量高。压片直径相同、冲模数相近的压片机，高速旋转式压片机的输出产量是低速旋转式压片机的4～5倍。亦即在相同时间内完成同样产量，是高速旋转式压片机与4～5台低高速旋转式压片机的数量关系。

(2)产品收率高。我们知道，片剂生产过程的物料损失，主要集中在初始参数设定及调整的试压片和停机前的减载保护两个阶段。高速旋转式压片机的正常生产，其批利用率在99%以上；而低速旋转式压片机则很难达到此指标，特别是选用多台设备时会更低，浪费物料的机会将数倍或翻番增加。

(3)设备的直接成本基本持平。一台国产高速旋转式压片机的价格可能可以买4～5台低速旋转式压片机，但低速旋转式压片机必须配备多套辅助设备，综合计算将相差无几。

(4)节能降耗显著。一台高速旋转式压片机需用净化车间约20m2，而低速旋转式压片机则共需40～60m2。由于增加了净化区域面积，生产过程所需的净化空气量同样成比例增加，如以3.5m室内高度和生产8h/d、换气15次/h计算，高速旋转式压片机和低速旋转式压片机每天所需净化空气量分别为8400m3和16800～25200m3。日积月累，费用差异不可小视。此外，在压片工艺过程中，除了压片机主机外，每台主机还需配置提升上料机、吸尘器、筛片机和金属检测机等辅助设备。因此，总体能耗同净化系统一样，也是一个惊人数字。

(5)人工成本大大减少。国内制药企业一般给每台压片机配置1～2名操作工人。对于高速旋转式压片机，由于拥有片剂质量自动控制等功能，甚至可以1人操作多台设备。

(6)设备管理成本大幅度降低。压片机的日常清洁与维护保养必不可少。除了人工成本外，还需要大量易耗品，包括饮用水、纯化水、清洗剂、消毒剂和保护冲模用的防锈油等。显然，一套设备和多套设备相比的优势不言而喻。

当然，选择高速旋转式压片机尚存在一点美中不足——面临生产进度风险。一旦突然发生故障停产，对产量影响巨大；而产量相对较低的低速机的风险则小得多。

所以，使用方选型时务必从药厂的实际需求出发，还应重点从高速机的功能完善性、运行稳定性、安全可靠性、操作清洗维护保养方便性和服务及时性等方面去综合权衡