脉动真空灭菌器在灭菌时温度达不到原因及如何处理808

脉动真空灭菌器在灭菌时温度达不到有几方面原因？原因：夹层和内室疏水阀开度太小或被杂质堵塞，导致冷凝水难以排除出。门框与橡胶垫圈无损坏，橡胶垫圈内压缩空气漏到灭菌器内，程序控制进蒸汽量。灭菌器系统是否漏气，漏气达0.1kpa/分，即达不到灭菌效果。蒸汽冷凝水排放管理是否顺畅，如排水管道压力反冲，温度波动也会达不到要求。脉动抽真空时没达到真空度-80KPA以下要求，灭菌器内存在冷空气量大。

制药设备在生产过程中污染的防控措施2014-7-3122:28来自:发布者:蒲公英1.影响药品质量的要素药品的质量关系到患者的用药安全，要生产出优质合格的药品，必须具备3个要素：(1)合格的人员；(2)符合GMP的软件，如合理的剂型、处方和工艺，合格的原辅材料，各项规格和管理制度等；(3)符合GMP的硬件，包括合格的生产环境与生产条件，符合要求的厂房、设备等。2.制药设备对生产中污染的防控含义从上可知，生产环境与生产条件、设备是影响药品质量要素的一个方面。而在药品生产中，生产环境与生产条件的污染一般有微生物、粉尘、微粒、腐蚀、差错及交叉污染等。制药设备对生产中污染的防控包含两层意思，第一设备自身不对药物产生污染，也不会对环境产生污染；第二应具有有效控制污染手段。为此，GMP对直接参与药品生产的制药设备作了若干个指导性规定，其基本点是保证药品质量，防止在生产过程对药物可能造成的各种污染，以及可能影响环境和对人体健康的危害等因素。因此，制药设备的设计要符合GMP的要求，减少污染因素，并对污染要有很好的防控。3.制药设备的设计符合GMP的要求制药设备在制药GMP这一特定条件下的产品设计、制造、技术、性能等方面，应以设备GMP设计通则为纲，以推进制药设备GMP规范的建立和完善，其具体内容如下：(1)设备的设计应符合药品生产及工艺的要求，安全、稳定、可靠、易于清洗、消毒或灭菌，便于生产操作和维修保养，并能防止差错和交叉污染；(2)应严格控制设备的材质选择。与药物直接接触的零部件应采用无毒、无腐蚀、不与药品发生化学反应、不释放微粒或吸附药品的材质；(3)与药物直接接触的设备内表面及工作零件表面，尽可能不设计台、沟、及外露的螺栓连接。表面应平整、光滑、无死角，易清洗、消毒；(4)设备应不对装置之外的环境造成污染，鉴于每类设备所产生的污染的情况不同，应采取相关的防尘、防漏、隔热、防噪声等措施。(5)在易燃、易爆环境中使用的设备，应采用防爆电器并设有消除静电及安全保险装置；(6)无菌制剂的灌或分装设备应在相应的洁净室内运行，局部采用100级层流洁净空气和正压保护；(7)药液、注射用水及净化压缩空气管道的设计应避免死角、盲管。材料应无毒、耐腐蚀。内表面应电化抛光，易清洗；(8)当驱动磨擦而产生的微量异物或无法避免使用润滑剂时，应对其部件实施封闭并与工作室隔离，所用的润滑剂不得对药品、包装容器等造成污染；(9)无菌设备的清洗，尤其是直接接触药品的部位和部件的灭菌，应标明灭菌日期，必要时进行无菌效果验证。设备清洗最好配备CIP及SIP系统；(10)设备设计应符合标准化、通用化、系列化和机电一体化的要求。实现生产过程的连续密闭，自动检测，这是全面实施设备GMP的保证。4.制药设备对生产中污染的防控手段制药工艺的复杂性决定了设备功能的多样性，而制药设备的优劣则反映在能否满足使用要求、符合GMP和对环境污染的防控上。在药品生产中，制药设备是保证药品质量的关键手段，GMP对设备的要求主要针对减少生产过程中的药品污染，达到保证药品质量要求这一目的，制药设备可在功能、外观结构、材料选择、设备验证方面对污染进行防控。4.1功能方面4.1.1净化功能洁净是GMP的要点之一，要达到这一标准就必须在药品加工中，凡有药物暴露的室区洁净度达不到要求或有人机污染可能的原则上均应设计净化功能。不同的设备要求的这一功能形式也不尽相同。大致如下：(1)在工艺上使用气体的设备尤其是气体与药品或直接与药包材接触的设备，气体需要经终端过滤除菌处理，如泡罩包装机的压缩空气；(2)洗瓶或其它药包材清洗设备，应考虑到工艺用水的洁净度，一般使用注射用水或纯化水，如洗瓶机、胶塞清洗等设备的用水；(3)生产中产生粉尘的设备应设置除尘机或捕尘机构，如粉碎机、制粒机、压片机等；(4)在洁净室(区)，通过净化空调系统对各功能间净化并保持相对的压差，可防止粉尘扩散，防止交叉污染。4.1.2隔离功能按照GMP要求，制剂生产过程应尽量避免微生物或微粒热原污染，隔离是个好方法。由于无菌产品生产应在高质量环境下进行配料、灌或分装和密封，而其工艺过程中存在许多可变的影响因素，对无菌药品生产提出了特殊要求。而这在制剂设备设计中的一个重要体现是实现生产过程的密闭化，实行隔离技术。医药工业的隔离技术涉及到水针、粉针、输液等无菌制品以及医疗注射器的生产等诸方面。在无菌生产中，为避免污染，需在无菌生产工序的制剂设备周围设计并建立隔离区，将操作人员隔离在灌装区以外，采取彻底的隔离技术和自动控制系统，最大限度降低操作人员对环境的影响，同时也可以大大降低无菌生产环境中产品被微生物污染的风险。4.1.3在位清洗及灭菌功能在位清洗(CIP)在药品生产中，设备的清洗和灭菌是驱除微生物污染的主要手段。CIP是一种包括设备、管道、操作规程、清洗剂配方、自动控制和监控要求的一整套技术系统。其能在尽可能不拆卸、不挪动设备和管道的情况下，利用受控的清洗液的循环流动，清洗污垢。GMP明确规定制药设备要易于清洗，尤其是更换产品时，对所有设备、管道及容器等按规定必须彻底清洗和灭菌，以消除活性成分及其衍生物、辅料、清洁剂、润滑剂、环境污染物质的交叉污染，消除冲洗水残留异物及设备运行过程中释放出的异物和不溶性微粒，降低或消除微生物及热原对药品的污染。在位灭菌(SIP)SIP是制药设备GMP达标的另一个重要方面。可采用SIP的系统主要是无菌生产过程的管道输送线、配制釜、过滤系统、灌装系统、水处理系统等。SIP所需的拆装操作很少，容易实现自动化、从而减少人员原因导致的污染及其他不利影响。其他灭菌方法也值得关注。如：(1)利用空调系统配置的臭氧发生器对洁净区空气灭菌，能杀死多种致病微生物，有较广的扩散性，无死角，不存在任何有毒残留物，没有二次污染，具有良好的环保性；(2)纯化水出口应设置灭菌装置，保证纯化水的出口质量；(3)缓冲室安装的紫外灯对进入洁净区的工具、物料、包材进行灭菌。4.1.4在线监测与控制功能在线监测与控制功能主要指设备具有分析、处理系统，能自动完成几个步骤或工序的功能，这也是连线、联动操作和控制的前提。GMP要求药品的生产应具有连续性，且工序传输的时间最短，这样可以减少人与药物的接触时间，缩短药物的暴露时间，这应成为设备设计与设备改造中的重要指导思想。生产实践证明：联动机组或生产线能把前后工艺设备有机地衔接成流水线，有效地克服了由于多次转序而造成的交叉污染。4.1.5安全保护功能其实质为保证药品质量和保护人身安全，可考虑以下几点：(1)在易燃、易爆环境中使用的设备，应采用防爆电器，并设有安全报警装置及安全保险装置。如可燃气体报警器；(2)有些还要考虑在非常情况下的保护，像高速运转的设备的“紧急制动”，高压设备“安全阀”等；(3)制剂设备中的保护功能，如无瓶止灌、自动废弃、卡阻停车、异物剔除等，应用仪器、仪表、电脑技术来实现设备操作中的预警、显示、处理等代替人工和靠经验的操作，可减少废品，完善设备的自动操作、自动保护功能。4.2外观结构方面制药设备使用牵涉品种、换批，且很频繁，为避免物料的交叉污染与成分发生反应，清除设备内外部的粉尘、清洗粘附物等操作与检查是必不可少的，且要求极为严格。GMP要求设备外形整洁就是为达到易彻底清洁而规定。(1)强调对整体结构与形体的简化，这是对设备整体及必须暴露的局部(也包括某些直观可见的零件)来讲的。在GMP观点下进行形体的简化，可使设备常规设计中的凹凸、槽、台变得平整简洁，可最大限度地减少藏尘、积污，易于清洗；(2)对与生产操作无直接关系的机构，应尽可能设计内置、内藏式。如传动等部分设计成内置式；(3)与药物接触部分的构件，均应具有不附着物料的低粗糙度值的表面。抛光处理是有效的工艺手段。抛光的物件主要是不锈钢板材、铸件、焊件等，且抛光的外部轮廓应力求简洁、抛光到位；(4)包覆式结构是制药设备中最多见的，也是简便的手段。将复杂的机体、本体、管线、装置用板材包覆起来密闭，以达到简洁的目的；(5)润滑是机械运动所必需的，在制药设备中有相当一部分属台面运动方式。动杆动轴集中、结构复杂，又都与药品生产有关，且设备还有清洗的特定要求。无论何种情况下润滑剂、清洗剂都不得与药物相接触，包括掉入、渗入等的可能性。解决措施大致有两种：一是采用对药物的阻隔；二是对润滑部分的阻隔，以保证在润滑、清洗中的油品、清洗水不与药物原料、中间体、药品成分相接触。4.3材料方面GMP规定制造设备的材料不能对药品的性质、纯度、质量产生影响，其所用的材料需具有安全性、可辨别性及使用强度。因而在选用材料时应考虑设备与药物等介质接触，或有腐蚀性、有气味的环境下不发生反应，不释放微粒，不易吸着或吸湿等，减少生产中跑、冒、漏、滴等现象，减少火灾、爆炸等安全事故的发生以及减少对环境及药物的污染。无论是金属材料还是非金属材料均应具有这些性质。4.3.1金属材料凡与药物或腐蚀性介质接触及在潮湿环境下工作的设备，均应选用低含碳量的奥氏体不锈钢材质、钛及钛复合材料，对铁基涂覆耐腐蚀、耐热、耐磨等涂层的材料制造时应谨慎处理。非上述部位可选用其他金属材料，原则上用这些材料制造的零件均应作表面处理。其次，需要注意的是同一部位(部件)所用材料的一致性。不应出现不锈钢件配用普通螺栓的情况。4.3.2非金属材料在制药设备中普通使用非金属材料，选用这类材料的原则是无毒性、不污染，即不应是松散状的或易掉渣、掉毛的。特殊用途的还应结合所用材料的耐热、耐油、不吸附、不吸湿等性质考虑，密封填料和过滤材质由应注意卫生性能的要求。4.3.3材料腐蚀的危害举一例说明腐蚀的危害。某厂用多效蒸馏水机生产注射用水，使用前检验发现热原不合格，操作人员误认为停运时间长的原因。根据以往的验证结果，重新处理管道、贮罐，连续运行3天也就合格了。可是，连续运行了1周也没有合格，操作人员接着查找原因，采用分段检测法，从纯化水的出口到注射用水的出口逐段取水检验，发现多效蒸馏水机的入口水合格，出水口水不合格，问题就在多效蒸馏水机上。又采取了一次分段检测，查找结果是多效蒸馏水机冷凝器的硅胶密封圈受到腐蚀，对蒸馏水造成了污染，把密封圈换成聚四氟乙烯材质的后，问题得到解决，且以后没有发生此类问题。可见，腐蚀影响产品质量。4.4设备验证方面GMP始终把药品生产验证作为重要内容，无论什么验证，设备都无一例外地成为验证过程的主要受检硬件。就生产设备而言，验证是指通过联动试车的方法，考察工艺设备运行的可靠性，主要运行参数的稳定性和运行结果重现性等的一系列活动，故其实际意义即模拟生产。GMP对影响药物生产质量的各种因素实施全面控制，核心是保证药品生产全过程在质量控制之下，把药品生产质量事故几率降到最低点。5.结语作为制药企业的工程技术人员和生产管理人员，必须懂得药物制剂的制造过程以及符合GMP要求的生产管理方法，而合格药品的生产离不开符合GMP要求的制药设备。只有充分理解，并掌握GMP对制药设备的基本要求和管理，才能做好设备的选型、操作、保养、维护等工作，也只有善于从设备这一关键环节去发现其在生产过程中影响产品质量的因素，才能完善设备管理，防止污染发生。可见，制药设备对生产中污染的防控意义包括：(1)是保证产品质量的基础；(2)是设备功能完善与否的标志；(3)是GMP对制药设备的要求；(4)给GMP验证和接受国家GMP认证提供保证；(5)是设备选择、管理的依据；(6)是生产顺利进行的保障；(7)是设备改造与更新的发展方向。制药设备在生产过程中污染的防控措施2014-8-615:05来自:发布者:蒲公英在制药生产中影响药品质量的因素很多，其中很重要的因素是来自各种污染。如何解决污染问题，是保证药品质量的一个重要方面。

1

影响药品质量的要素

药品的质量关系到患者的用药安全，要生产出优质合格的药品，必须具备3个要素：（1）合格的人员；（2）符合GMP的软件，如合理的剂型、处方和工艺，合格的原辅材料，各项规格和管理制度等；（3）符合GMP的硬件，包括合格的生产环境与生产条件，符合要求的厂房、设备等。

2

制药设备对生产中污染的防控含义

从上可知，生产环境与生产条件、设备是影响药品质量要素的一个方面。而在药品生产中，生产环境与生产条件的污染一般有微生物、粉尘、微粒、腐蚀、差错及交叉污染等。制药设备对生产中污染的防控包含两层意思，第一设备自身不对药物产生污染，也不会对环境产生污染；第二应具有有效控制污染手段。为此，GMP对直接参与药品生产的制药设备作了若干个指导性规定，其基本点是保证药品质量，防止在生产过程对药物可能造成的各种污染，以及可能影响环境和对人体健康的危害等因素。因此，制药设备的设计要符合GMP的要求，减少污染因素，并对污染要有很好的防控。

3

制药设备的设计符合GMP的要求

制药设备在制药GMP这一特定条件下的产品设计、制造、技术、性能等方面，应以设备GMP设计通则为纲，以推进制药设备GMP规范的建立和完善，其具体内容如下：

（1）设备的设计应符合药品生产及工艺的要求，安全、稳定、可靠、易于清洗、消毒或灭菌，便于生产操作和维修保养，并能防止差错和交叉污染；

（2）应严格控制设备的材质选择。与药物直接接触的零部件应采用无毒、无腐蚀、不与药品发生化学反应、不释放微粒或吸附药品的材质；

（3）与药物直接接触的设备内表面及工作零件表面，尽可能不设计台、沟、及外露的螺栓连接。表面应平整、光滑、无死角，易清洗、消毒；

（4）设备应不对装置之外的环境造成污染，鉴于每类设备所产生的污染的情况不同，应采取相关的防尘、防漏、隔热、防噪声等措施。

（5）在易燃、易爆环境中使用的设备，应采用防爆电器并设有消除静电及安全保险装置；

（6）无菌制剂的灌或分装设备应在相应的洁净室内运行，局部采用100级层流洁净空气和正压保护；

（7）药液、注射用水及净化压缩空气管道的设计应避免死角、盲管。材料应无毒、耐腐蚀。内表面应电化抛光，易清洗；

（8）当驱动磨擦而产生的微量异物或无法避免使用润滑剂时，应对其部件实施封闭并与工作室隔离，所用的润滑剂不得对药品、包装容器等造成污染；

（9）无菌设备的清洗，尤其是直接接触药品的部位和部件的灭菌，应标明灭菌日期，必要时进行无菌效果验证。设备清洗最好配备CIP及SIP系统；

（10）设备设计应符合标准化、通用化、系列化和机电一体化的要求。实现生产过程的连续密闭，自动检测，这是全面实施设备GMP的保证。

4

制药设备对生产中污染的防控手段

制药工艺的复杂性决定了设备功能的多样性，而制药设备的优劣则反映在能否满足使用要求、符合GMP和对环境污染的防控上。在药品生产中，制药设备是保证药品质量的关键手段，GMP对设备的要求主要针对减少生产过程中的药品污染，达到保证药品质量要求这一目的，制药设备可在功能、外观结构、材料选择、设备验证方面对污染进行防控。

4.1

功能方面

4.1.1

净化功能

洁净是GMP的要点之一，要达到这一标准就必须在药品加工中，凡有药物暴露的室区洁净度达不到要求或有人机污染可能的原则上均应设计净化功能。不同的设备要求的这一功能形式也不尽相同。大致如下：

（1）在工艺上使用气体的设备尤其是气体与药品或直接与药包材接触的设备，气体需要经终端过滤除菌处理，如泡罩包装机的压缩空气；

（2）洗瓶或其它药包材清洗设备，应考虑到工艺用水的洁净度，一般使用注射用水或纯化水，如洗瓶机、胶塞清洗等设备的用水；

（3）生产中产生粉尘的设备应设置除尘机或捕尘机构，如粉碎机、制粒机、压片机等；

（4）在洁净室（区），通过净化空调系统对各功能间净化并保持相对的压差，可防止粉尘扩散，防止交叉污染。

4.1.2

隔离功能

按照GMP要求，制剂生产过程应尽量避免微生物或微粒热原污染，隔离是个好方法。由于无菌产品生产应在高质量环境下进行配料、灌或分装和密封，而其工艺过程中存在许多可变的影响因素，对无菌药品生产提出了特殊要求。而这在制剂设备设计中的一个重要体现是实现生产过程的密闭化，实行隔离技术。

医药工业的隔离技术涉及到水针、粉针、输液等无菌制品以及医疗注射器的生产等诸方面。在无菌生产中，为避免污染，需在无菌生产工序的制剂设备周围设计并建立隔离区，将操作人员隔离在灌装区以外，采取彻底的隔离技术和自动控制系统，最大限度降低操作人员对环境的影响，同时也可以大大降低无菌生产环境中产品被微生物污染的风险。

4.1.3

在位清洗及灭菌功能

在位清洗（CIP）

在药品生产中，设备的清洗和灭菌是驱除微生物污染的主要手段。CIP是一种包括设备、管道、操作规程、清洗剂配方、自动控制和监控要求的一整套技术系统。其能在尽可能不拆卸、不挪动设备和管道的情况下，利用受控的清洗液的循环流动，清洗污垢。GMP明确规定制药设备要易于清洗，尤其是更换产品时，对所有设备、管道及容器等按规定必须彻底清洗和灭菌，以消除活性成分及其衍生物、辅料、清洁剂、润滑剂、环境污染物质的交叉污染，消除冲洗水残留异物及设备运行过程中释放出的异物和不溶性微粒，降低或消除微生物及热原对药品的污染。

在位灭菌（SIP）

SIP是制药设备GMP达标的另一个重要方面。可采用SIP的系统主要是无菌生产过程的管道输送线、配制釜、过滤系统、灌装系统、水处理系统等。SIP所需的拆装操作很少，容易实现自动化、从而减少人员原因导致的污染及其他不利影响。

其他灭菌方法也值得关注。如：（1）利用空调系统配置的臭氧发生器对洁净区空气灭菌，能杀死多种致病微生物，有较广的扩散性，无死角，不存在任何有毒残留物，没有二次污染，具有良好的环保性；（2）纯化水出口应设置灭菌装置，保证纯化水的出口质量；（3）缓冲室安装的紫外灯对进入洁净区的工具、物料、包材进行灭菌。

4.1.4

在线监测与控制功能

在线监测与控制功能主要指设备具有分析、处理系统，能自动完成几个步骤或工序的功能，这也是连线、联动操作和控制的前提。GMP要求药品的生产应具有连续性，且工序传输的时间最短，这样可以减少人与药物的接触时间，缩短药物的暴露时间，这应成为设备设计与设备改造中的重要指导思想。生产实践证明：联动机组或生产线能把前后工艺设备有机地衔接成流水线，有效地克服了由于多次转序而造成的交叉污染。

4.1.5

安全保护功能

其实质为保证药品质量和保护人身安全，可考虑以下几点：

（1）在易燃、易爆环境中使用的设备，应采用防爆电器，并设有安全报警装置及安全保险装置。如可燃气体报警器；

（2）有些还要考虑在非常情况下的保护，像高速运转的设备的“紧急制动”，高压设备“安全阀”等；

（3）制剂设备中的保护功能，如无瓶止灌、自动废弃、卡阻停车、异物剔除等，应用仪器、仪表、电脑技术来实现设备操作中的预警、显示、处理等代替人工和靠经验的操作，可减少废品，完善设备的自动操作、自动保护功能。

4.2

外观结构方面

制药设备使用牵涉品种、换批，且很频繁，为避免物料的交叉污染与成分发生反应，清除设备内外部的粉尘、清洗粘附物等操作与检查是必不可少的，且要求极为严格。GMP要求设备外形整洁就是为达到易彻底清洁而规定。

（1）强调对整体结构与形体的简化，这是对设备整体及必须暴露的局部(也包括某些直观可见的零件)来讲的。在GMP观点下进行形体的简化，可使设备常规设计中的凹凸、槽、台变得平整简洁，可最大限度地减少藏尘、积污，易于清洗；

（2）对与生产操作无直接关系的机构，应尽可能设计内置、内藏式。如传动等部分设计成内置式；

（3）与药物接触部分的构件，均应具有不附着物料的低粗糙度值的表面。抛光处理是有效的工艺手段。抛光的物件主要是不锈钢板材、铸件、焊件等，且抛光的外部轮廓应力求简洁、抛光到位；

（4）包覆式结构是制药设备中最多见的，也是简便的手段。将复杂的机体、本体、管线、装置用板材包覆起来密闭，以达到简洁的目的；

（5）润滑是机械运动所必需的，在制药设备中有相当一部分属台面运动方式。动杆动轴集中、结构复杂，又都与药品生产有关，且设备还有清洗的特定要求。无论何种情况下润滑剂、清洗剂都不得与药物相接触，包括掉入、渗入等的可能性。解决措施大致有两种：一是采用对药物的阻隔；二是对润滑部分的阻隔，以保证在润滑、清洗中的油品、清洗水不与药物原料、中间体、药品成分相接触。

4.3

材料方面

GMP规定制造设备的材料不能对药品的性质、纯度、质量产生影响，其所用的材料需具有安全性、可辨别性及使用强度。因而在选用材料时应考虑设备与药物等介质接触，或有腐蚀性、有气味的环境下不发生反应，不释放微粒，不易吸着或吸湿等，减少生产中跑、冒、漏、滴等现象，减少火灾、爆炸等安全事故的发生以及减少对环境及药物的污染。无论是金属材料还是非金属材料均应具有这些性质。

4.3.1

金属材料

凡与药物或腐蚀性介质接触及在潮湿环境下工作的设备，均应选用低含碳量的奥氏体不锈钢材质、钛及钛复合材料，对铁基涂覆耐腐蚀、耐热、耐磨等涂层的材料制造时应谨慎处理。非上述部位可选用其他金属材料，原则上用这些材料制造的零件均应作表面处理。其次，需要注意的是同一部位（部件）所用材料的一致性。不应出现不锈钢件配用普通螺栓的情况。

4.3.2

非金属材料

在制药设备中普通使用非金属材料，选用这类材料的原则是无毒性、不污染，即不应是松散状的或易掉渣、掉毛的。特殊用途的还应结合所用材料的耐热、耐油、不吸附、不吸湿等性质考虑，密封填料和过滤材质由应注意卫生性能的要求。

4.3.3

材料腐蚀的危害

举一例说明腐蚀的危害。某厂用多效蒸馏水机生产注射用水，使用前检验发现热原不合格，操作人员误认为停运时间长的原因。根据以往的验证结果，重新处理管道、贮罐，连续运行3天也就合格了。可是，连续运行了1周也没有合格，操作人员接着查找原因，采用分段检测法，从纯化水的出口到注射用水的出口逐段取水检验，发现多效蒸馏水机的入口水合格，出水口水不合格，问题就在多效蒸馏水机上。又采取了一次分段检测，查找结果是多效蒸馏水机冷凝器的硅胶密封圈受到腐蚀，对蒸馏水造成了污染，把密封圈换成聚四氟乙烯材质的后，问题得到解决，且以后没有发生此类问题。可见，腐蚀影响产品质量。

4.4

设备验证方面

GMP始终把药品生产验证作为重要内容，无论什么验证，设备都无一例外地成为验证过程的主要受检硬件。就生产设备而言，验证是指通过联动试车的方法，考察工艺设备运行的可靠性，主要运行参数的稳定性和运行结果重现性等的一系列活动，故其实际意义即模拟生产。GMP对影响药物生产质量的各种因素实施全面控制，核心是保证药品生产全过程在质量控制之下，把药品生产质量事故几率降到最低点。

5

结语

作为制药企业的工程技术人员和生产管理人员，必须懂得药物制剂的制造过程以及符合GMP要求的生产管理方法，而合格药品的生产离不开符合GMP要求的制药设备。只有充分理解，并掌握GMP对制药设备的基本要求和管理，才能做好设备的选型、操作、保养、维护等工作，也只有善于从设备这一关键环节去发现其在生产过程中影响产品质量的因素，才能完善设备管理，防止污染发生。

可见，制药设备对生产中污染的防控意义包括：（1）是保证产品质量的基础；（2）是设备功能完善与否的标志；（3）是GMP对制药设备的要求；（4）给GMP验证和接受国家GMP认证提供保证；（5）是设备选择、管理的依据；（6）是生产顺利进行的保障；（7）是设备改造与更新的发展方向。双锥回转真空干燥机的提高与优化组合2014-8-614:56来自:发布者:蒲公英国内制造双锥回转真空干燥机的厂商很多，但总体设计和制造水平相对较低，对这一经典实用设备没有实质性的提高，更谈不上对此类产品的优化组合，笔者仅了解到国内只有极少产商对此进行优化组合。然而，造成双锥回转真空干燥机发展缓慢的真正原因是没能结合理论去研究双锥回转真空干燥机的性能与应用。笔者以真空干燥理论为依据，对国内双锥回转真空干燥机的提高作必要的思考性探讨，并提出一些建议性的设想，同时也介绍一下此类设备优化组合的产品。

1、双锥回转真空干燥机的经典性

双锥回转真空干燥机是原料药生产应用较为广泛的设备，这是由于在真空干燥的过程中，筒体内的压力始终低于大气压力，气体分子数少，密度低，含氧量低，因而能干燥容易氧化性变化的药品生产，能减少物料染菌的机会。也由于水在汽化过程中，其温度与蒸汽压力成正比，故真空干燥时物料中的水分在低温下就能汽化，达到低温干燥，特别适用于药品中有热敏性物料的生产。同时，真空干燥可消除常压热风干燥易产生表面硬化现象，这是真空干燥物料内和表面之间压差大，在压力梯度作用下，水分很快移向表面，不会出现表面硬化。此外真空干燥时，物料内部和外部之间温度梯度小，由逆渗透作用使得溶媒能够独自移动并收集，有效克服热风干燥所产生的溶媒失散现象。

从功能上看，双锥回转真空干燥机是集混合、真空干燥于一体的干燥设备，它以简洁、方便和双效特点被人们作为经典设备来应用，其有着实用性和经济性的一面，是其它设备难以替代的。

2、对双锥回转真空干燥机提高思路的探讨

虽然，双锥回转真空干燥机被人们看作经典，但近几年来却又被药厂所淡化了，其根本原因是由于制造商缺乏对其的研究和结构的改进所致，其主要表现在结构上难以CIP/SIP和干燥性能优化上，故有必要对其提高思路作一探讨。

2.1、对双锥回转真空干燥机的干燥速度的探讨2.1.1、真空干燥速度的概念

文献1认为：物料的干燥过程，首先是物料表面的水分受热汽化并被真空设备排除，物料表面的水分因汽化而逐渐减少，并在物料内部与表面之间形成温度差。内部的水分在温度差的作用下，不断向表面扩散，并在到达表面后汽化。另外，在真空干燥过程中，同时存在着压力差，使得被汽化的水分子加速向真空空间移动。在真空干燥过程中，人们总是希望加快干燥速度，缩短干燥时间，但是影响干燥速度因素1有以下几点：

(1)被干燥物料的状况（如物料形状、大小尺寸、堆置方法），物料本身的含湿量、密度、粘度等性能。一般，物料颗粒细而均匀、堆放松散、厚度薄，则内部水分容易扩散。若提高物料的初温、经真空过滤前处理、降低物料含湿量等，均能提高真空干燥速度。

(2)真空度越高，越利于水分在较低温度下汽化，但真空度过高不利热传导，会影响对物料的加热效果。为提高物料干燥速度，应根据物料的特性综合考虑真空度。通常，真空度应不低于1×104Pa。2.1.2、影响双锥回转真空干燥机干燥速度的因素

文献1把双锥回转真空干燥机干燥过程作试验，分别以真空度、干燥温度、蒸汽压力与干燥时间为参数，试验所作的曲线表明：双锥回转真空干燥机干燥过程可分为第一升温、第一恒温、第二升温、第二恒温和降温五个阶级。其中：(1)第一升温是加热物料，使其升温的预热阶段。该阶段中，物料中水分汽化量很少；(2)第一恒温是恒速干燥阶段，在该阶段中，物料的自由水、表面水和毛细管水等大量汽化。因此，温度和真空呈恒定状态，且真空度与该干燥温度下水的饱和蒸汽压力近似相等；(3)第二升温是加热物料迁移内部水分至物料表面的过程，由于汽化的水分很少，导致物料温度升高和真正度也随之提高；(4)第二恒温是汽化物料包裹水和部分结晶水阶段，由干水分迁移率与汽化率相定，故温度和真空呈平稳状态；(5)降温阶段开始时，关闭加热蒸汽，通以冷却水至筒体夹套，冷却筒体使其内部物料温度下降，以便卸出干燥制品。

表1某一产品的平均干燥工艺参数1阶段时间/min真空度/MPa干燥温度/℃蒸汽压力/MPa饱和蒸汽压/MPa第一升温第一恒温第二升温第二恒温降温30453075300.0190.0240.0180.0150.0074663819395~700.290.430.440.4000.010.0240.0510.0810.087~0.032

现在此把某一产品的平均干燥工艺参数(如表1所示)列出。从表1中可看到：双锥回转真空干燥机干燥过程的不同阶段所具备的性质也不同，故应该根据其不同阶段而设定不同的操作参数，这样能更有效地利用设备的功能。然而，现实的双锥回转真空干燥机的许多操作参数是常量不变（如旋转速度）或自动控制（如工作真空度、干燥温度等），以下就干燥不同阶段过程的操作参数对真空干燥速度的影响展开讨论，并提出建议性的改进意见。2.1.3、双锥回转真空干燥机旋转速度对真空干燥速度的影响及探讨

双锥回转真空干燥机筒体的旋转速度越快，干燥速度越高。但在干燥后期，随着物料湿含量的下降，干燥速度也降低，此时提高转速对干燥速度的提高均无益。另外，在干燥初期，较快的旋转速度，会导致湿分汽化过快而产生物料粘结成团的现象。因此，应在干燥初期采用较低的转速，待物料表面较干以及不结团时再提高转速，以便加快干燥速度、缩短干燥时间。

对此点，建议可选用变频电机，使筒体的旋转速度在运行时能变动，并有菜单可设定不同时间段所选用的不同的筒体旋转速度（0~10rpm内无级调速），即要有时间—速度关系的设定。2.1.4、双锥回转真空干燥机加热与冷却对真空干燥速度的影响及探讨

双锥回转真空干燥机夹套内对流换热需分别提供热量和冷量，故夹套内将经历以热蒸汽方法的升温或以冷却水方法的降温。文献1认为，提高热介质温度可加快升温速度，缩短干燥时间。对粘性大的物料，热介质温度高容易产生结团现象。降低冷却水温度可加快降温速度，也可缩短工作周期。随着物料的性质不同，可选择适当的温度，常以变温干燥法为佳，即在干燥初期温度低，逐渐提高温度以增大干燥速度。

对此点，建议可选用温度传感元件，使双锥回转真空干燥机夹套内热量或冷量控制能在运行时变动，并有菜单可设定不同时间段所选用的温度，即要有时间—温度关系的设定。2.1.5、双锥回转真空干燥机真空度对真空干燥速度的影响及探讨

通常双锥回转真空干燥机选用1×103-1×104Pa真空度，真空度高，物料中湿分汽化温度低，干燥速度快。但真空度过高，会导致抽气系统成本增加，干燥后物料价格增高，经济上不合算。但表1可知，在降温阶段的真空度值很小，故应分段来控制真空度的压力。

对此点，建议可选用压力传感元件，使双锥回转真空干燥机筒体内真空度控制能在运行时变动，并有菜单可设定不同时间段所选用的真空度，即要有时间—真空度关系的设定。2.1.6、双锥回转真空干燥机锥体角度及充填量对真空干燥速度的影响

双锥回转真空干燥机筒体堆放颗粒状或粉末状物料时，当物料堆斜面与底面间夹角增大到某个角度时，将发生侧面物料下滑落的现象。此时发生物料滑落的斜面与底部的夹角称该物料的滑移角（滑移角与物料组成、湿含量、粒度和粘度有关）。故双锥回转真空干燥机的设计和选择时，应根据物料的滑移角而选择锥体的角度1。

文献1也认为，实际装料容积与干燥筒体容积之比为充填率。双锥回转真空干燥机的充填率通常为30%~50%之间，其与物料的堆密度也有关。

从上可知，双锥回转真空干燥机筒体锥体的角度太大或太小都会影响翻动混合效果，而其形成的物料干燥表面最终影响了干燥速度。同样，实际装料容积充填率过高也会影响翻动混合效果，影响了干燥速度。

2.2、对双锥回转真空干燥机的结构的探讨

虽然双锥回转真空干燥机有着许多实用性优点，但结构上的不完善阻碍了其应用和发展。特别对应用于无菌原料药生产来说，尚未改进设备所存的不完善之处表现为：(1)抽真空管空套回转轴的动静密封件泄漏与清洗问题；(2)筒体结构的清洗或灭菌问题；(3)进料/出料结构的易出料与清洗问题。2.2.1、抽真空管空套回转轴的动静密封件泄漏与清洗的探讨

在部分双锥回转真空干燥机的抽真空管空套回转轴装置中，其采用双骨架轴密封结构，由于此结构密封的不可靠，在筒体抽真空的作用下极易造成泄漏，有时会出现所谓的“漏油”现象。同时，也由于密封的不可靠会在干燥时结存粉，此处的结存粉用普通的旋转动态水洗方法是难以洗净的，这样会引起换批时的交叉污染。

近期国内有制造商对此作了一定的改进，有的采用特殊密封（如特殊的机械密封、磁流体密封等）。也有的制造商2在抽真结构上作了改进，使抽真空部分不伸进筒体内部，仅在旋转筒体外面与其接触，采用金属烧结网做过滤器，容易清洗，容易消毒灭菌，并配有用高纯氮气反吹的系统，防止粉尘物料堵塞过滤网孔，确保真空畅通。2.2.2、筒体结构的清洗和灭菌问题的探讨

在部分双锥回转真空干燥机筒体的清洗中，有的靠切换真空管路，放入清洗水旋转筒体再放净，这样动态清洗法是无法彻底洗净的，至少在动静接触面和结料处是不能洗净。

其次是部分制造商没有把筒体当作压力容器来设计及制造，很难做到切换真空管路通入蒸汽来灭菌，故谈不上蒸汽的在位灭菌。这里当然涉及到进料/出料结构与密封结构，其形式和承压性能也与蒸汽灭菌有关。而在无菌环境使用设备的至关重要要求就是清洗后的灭菌，通常灭菌的方法中最有效和直接的方法是湿热和干热灭菌，基于该设备筒体结构是不可拆的，不能采用干热灭菌，只能采用湿热（蒸汽）灭菌。

对此，说白了就是设法方便清洗和灭菌，也只要能围绕此专题所展开即可。近期国内有制造商对作了一定的改进，在清洗方面，采用靠切换真空管路，放入加压的清洗水旋转筒体，再放净的方法，虽然有所提高，但实效也不是十分理想。在灭菌方面，有的制造商在制造筒体和料阀方面考虑到承压性，其可采用切换真空管路而通入蒸汽也完成SIP。2.2.3、进料/出料结构的易出料与清洗性的探讨

此问题虽说是上述问题的延伸，但进料/出料的特殊要求是易放净、易操作、易清洗/灭毒。国内部分制造商采用蝶阀或可拆卸结构，也取得了一定成效，但对照GMP和相应工艺要求，这里可展开的研发是大有文章可做。

2.3、双锥回转真空干燥机提高的一点思路

至于双锥回转真空干燥机要提高的话，可以研发的思路很多，笔者感到还可尝试以下几个思路，这里仅为思考性及建议性的设想。2.3.1、拓广双锥回转真空干燥机的功能，以适应更大的应用

(1)增加搅拌和造粒功能。可在双锥回转真空干燥机的抽真空管中穿入一个带喷嘴的管（能喷粘合剂），同时真空管进入筒体内部处增设一个固定搅拌叶片。当筒体转动过程中，固定在抽真空管上搅拌叶片迫使物料从其两侧面流过，这样在物料沿筒壁滑动的同时，又增加了径向运动。因此，能有效地提高了混合和搅拌物料的效果，加快了湿分汽化，提高了干燥速度。尔后在粉体物料工艺结束时，可由穿入带喷嘴（能喷粘合剂的管）喷出相应粘合剂，将粉末状干物料制成颗粒状制品。

(2)增加搅拌和粉碎功能。国内有的制造商采用破碎装置2，该装置的刀具为四把组合整体结构，采用十字交叉排列，由短到长，依次焊接，刀具采用不同的长度，不同的角度。确保旋转时能与物料充分接触，保证破碎效果。这样物料在双锥回转筒体内不停地翻动，并与筒壁进行热交换（筒壁外面半剖盘管用热水进行循环加热）。在双锥筒体旋转时破碎刀同时转动，每当筒体旋转一圈，物料与破碎刀接触一次。由于破碎刀的转速较快（最高为250rpm），而筒体的转速较慢（一般为3rpm），故每当物料与刀具接触时，破碎效果十分明显，筒体内系统在真空下运行。2.3.2、构筑双锥回转真空干燥机系统设计的概念，以适应生产率的提高

双锥回转真空干燥机能在生产中有效应用的话，必然是一个系统的概念，其中有机溶剂收回系统是一个关键的过程。制造商在供应双锥回转真空干燥机设备时，不能只提供单机，而是应提供系统，应考虑有机溶剂的回收，由于溶剂的沸点较低，故采用冷冻水进行冷凝冷却，确保溶剂能回收利用，避免被真空泵抽走后污染大气。2.3.3、研发CIP/SIP结构，以适应无菌级的生产

关于双锥回转真空干燥机的CIP/SIP结构应该换个思路去研发其结构，除上所谈及的思路外，还能通过快开式外接喷淋清洗装置，当停机时接入筒体，并形成清洗环路系统。也可设想整个双锥回转真空干燥机的筒体能拆卸（如夹持式方锥形混合机结构），这样整个筒体能进入清洗站内完成清洗及灭菌，当然此设想的难度太大。而此点也是双锥回转真空干燥机能升级换代的基础，使其能适应无菌级的生产。

3、双锥回转真空干燥机的优化组合

国内某一产商的双锥回转真空干燥机的优化组合，其示意如图1所示，其由抽真空接口1、进料快开接口2、防爆箱3、喷淋装置4、烧结网抽真空滤棒5、内胆、夹套和保温材料6、单抽滤用快开阀7、抽滤用烧结网8、热水进口9、热水出口10、防爆控制面板11、防爆电机12、减速机13、压力表14、搅拌叶15、罐体16、主轴17和底座支架18等组成。

双锥回转真空干燥机优化组合设备利用是罐体旋转、不同位置的静止，再配以搅拌叶、烧结网抽真空滤棒和抽滤用烧结网等装置，进行不同的组合来达到完成传统反应、结晶、浓缩、抽滤、洗涤与干燥设备基本功能。

4、小结

本文从理论上对双锥回转真空干燥机的真空干燥速度作了讨论，同时分析了国内有的双锥回转真空干燥机结构的不完善之处，提出了以真空干燥理论为依据，对其进行提高的研发，总体上提高双锥回转真空干燥机研发和应用的水平，使这一经典实用产品换发出新的生命力。然而，本文仅为其升级提出一些思考性或建议性的设想，以馈有志之士参考，使双锥回转真空干燥机的制造和应用日趋臻美。同时，介绍了一个属双锥回转真空干燥机优化组合的产品。制药机械设备节能减排现状与举措2014-8-614:38来自:发布者:蒲公英节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗比“十五”期末降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％。2008年是我国实现“十一五”节能减排目标的关键一年，石油和医药化工行业属高耗能行业，节能任务尤其艰巨。而且医药生产是一个多工序、多环节，技术工艺高度集中的大生产过程，要实现节能减排，必须树立持续、高效、循环发展的意识，把循环发展作为一项重要的发展战略来推进。

1

制药企业洁净厂房节能

药厂洁净室是能量消耗大户，影响能耗的因素很多。仅以净化空调系统为例，其高能耗主要表现在2个方面：其一是制冷负荷，药厂洁净室各类制冷负荷主要有新风、风机温升、工艺设备、围护结构、照明、人员等。其中，最重要的影响因素是新风、风机温升和工艺设备3项，并以新风最大；其二是运行负荷，药厂洁净室风量比一般空调间大几倍至几十倍，风压约占系统压力的一半，所以药厂洁净室运行的风机动力负荷比一般空调动力负荷大3～30倍。药厂洁净室采取有力措施降低能耗，节约能源，已到了刻不容缓的地步。1.1

药厂洁净室设计中的节能1.1.1

设计合理的建筑布局

洁净厂房以建造单层大框架正方形大面积厂房最佳，其显著优点之一是外墙面积最小、能耗少，可节约建筑、冷热负荷的投资和设备运转费用[1～4]。减少洁净空间体积特别是减少高级别洁净室体积是实现节能的快捷有效的重要途径，若减少洁净体积30％可节能25％，应按不同的空气洁净度等级要求分别集中布置，尽最大努力减少洁净室的面积。建立洁净隧道或隧道式洁净室来达到生产对高洁净度环境要求和节能的双重目的，洁净工艺区空间缩小到最低限度，风量大大减少，如带层流的称量工作台以及带层流装置的灌封机等都可以减少洁净空间体积。使用低污染值的绿色环保材料，设计出低污染的系统，采用降低污染值的手段，使药厂洁净室具有很低的污染状态，这也是减少新风负荷，降低能耗的很好出路之一。1.1.2

设计合理的工艺条件对空气洁净度等级标准的确定，一是按生产要求确定净化等级；二是对洁净要求高、操作岗位相对固定场所允许使用局部净化措施；三是生产条件变化下允许对生产环境洁净要求的调整。温度、相对湿度等参数根据制剂生产实际，只有少数工艺(如胶囊剂)对温度或相对湿度有一定要求，其他均着眼于操作人员的舒适感。在保证洁净效果的前提下，减少换气次数；把最低照度从≥300lx降到1501x是合适的，可节约一半能量。工艺生产中应利用所有排风对新风预热预冷，采用热回收也是减少工艺负荷的积极而有效的节能手段。1.1.3

设计合理的工艺装备和空调净化系统

药厂洁净室工艺装备的设计和选型，在满足机械化、自动化、程控化和智能化的同时，必须实现工艺设备的节能化。对较大型的洁净车间的净化空调系统的新风集中进行空气净化处理。为减少运行动力负荷应设计最佳而节能的空气净化系统运行方案，合理确定换气次数、净化风量只进行过滤处理再循环、减少系统和空调器的漏风量、减少风机电机温升负荷和充分利用二次回风等，以及风管设计特别是缩短长度、简化形状、降低阻力均可减少能量消耗。1.2

固体制剂车间净化空调系统节能固体制剂车间净化空调系统的能耗一直是困扰制药企业的问题。主要是由于固体制剂车间在药品生产过程中会产生大量粉尘，室内空气均需经过滤或除尘处理后排至室外，因此造成固体制剂车间的净化空调系统均是大新风比甚至是全新风系统。由于净化空调系统送风量较大，因此为处理新风所需的制冷、加热、加湿造成的能量消耗在整个生产过程中所占的比例大约在65％～70％左右，净化空调系统的能耗已成为制约生产的大问题，节能措施日益受到重视。上海庆安药业有限公司易地扩建改造项目固体制剂车间采用在净化空调系统的回风系统中增加了二级过滤：中效空气过滤器和(亚)高效空气过滤器，在发尘量较大的局部产尘点设置了空气循环式单机除尘机组，机组内设置有二级过滤处理：袋式(桶式)除尘过滤器和(亚)高效空气过滤器[5]。其能耗大幅下降，达到了节能的目的。针对生产过程中所产生的粉尘粒径，选择满足除尘效率的除尘器，或在回风系统中适当增加满足过滤效率的空气过滤器，使经过除尘处理和空气过滤器过滤后的空气不再对整个生产区域形成交叉污染的危险性，则原先需要大量直接排放至室外的空气就可以通过回风的形式循环使用，使固体制剂车间净化空调系统的能耗大幅下降，达到节能的目的。大幅度地降低空调系统的新风比，使能量得到充分回收，系统可节约能耗50％左右。同时，空调机采用变频调速控制技术，可使风机在实际工作状态下的运行功率远小于额定功率，可减少约30％以上的电能，节能效果十分明显。

2

中药制药企业节能

中药制造业与炼油、化工、轻工、冶金等工业一样，属于高能耗、高物耗(特别是水资源)、以热加工为主的过程工业，能耗费约占总生产成本的20％～40％。如何根据市场和外界的变化，动态地协调安排时间、设备、中间储运、劳动力、物资和能源的使用，通过先进的过程技术改造传统中药产业，降低生产能耗，提高生产效率，降低生产成本，提高中药企业的市场竞争力，推进我国中药制造业的现代化、产业化、国际化已成为当务之急。2.1

蒸汽的综合利用蒸汽锅炉烟气余热利用是在排烟管道上安装“省煤器”，用烟气中的废热加热进入锅炉的软化水，可以使进入锅炉的软化水温提高20～30℃，节约燃料费用5％以上[6]。从疏水阀排出的冷凝水是软化水，且水温达到98℃，含有大量的热能，收集起来再送到锅炉房，只要经过简单的处理，即可泵入锅炉循环蒸发使用。将蒸汽冷凝水回收到锅炉再利用，每年节约锅炉运行费用可达10％。循环冷却水经过冷凝、冷却器后，水温一般均提高10～15℃，冷却水水温比自来水水温要高，用于洗衣可以提高衣服的洗净度，当然工作服有洁净度要求时最后要用纯净水清过。2.2

现代化连续中药生产线节能中药生产线常采用多功能提取罐的间歇式提取和料盘式热风烘箱浸膏干燥，其中插入外循环升膜蒸发器等３大系列设备。无论在多功能提取罐中增加各种搅拌器、热回流或超声波设备，但均未能从根本上脱离间歇提取方式：间歇地加药材、加水、过滤和现场敞开式排渣等。既不符合GMP又影响设备效率，而且使提取设备和操作平台庞大，相应增加了厂房和布置用地。因此，间歇式提取是造成目前中药生产线高能耗的“罪魁祸首”，要降低能耗，首要的是改间歇式提取为连续多级逆流提取。在连续化中药生产流程中可采用折流式连续逆流提取机[7～8]m长的提取机机身缩短至5～7ｍ之内，从药材进口到废渣出口都在此范围内，既有利于操作管理，又方便厂房的平面和竖向布置。，该提取机适用于以水或乙醇等为溶剂的中药材提取，均能以较短停留时间、较低温度和较少溶剂投加量取得很好的提取效果。折流式和非折流式连续逆流提取机均是螺旋推料连续逆流提取机，但折流式优点是其整机长度仅为非折流式的1/4～1/3，使20多连续(多级)逆流提取机的设备提取效率比间歇式多功能提取罐高许多倍，夹套加热改用低压蒸汽，使提取机属非压力容器设备，再因设备结构紧凑、用材合理，使折流式逆流提取机制作费用大幅下降，其造价约是同规格处理量多功能提取机价格的1/3～1/2，规格越大降幅越大，而且设备支架平台和厂房也相应大幅度节省，节省的基本建设的总费用十分可观。2.3

中药双效节能浓缩器双效浓缩设备由于其高效节能的特点，其在中药生产企业中得到了广泛的使用。但是目前在国内的中药生产企业中，双效浓缩器的使用大部分都是手动操作的。正是由于这种原因，使得药液的浓缩效果会因操作人员不同而产生偏差，最终造成浓缩效果不稳定，进而对下一步的生产工序造成影响，所以在双效浓缩器中实现自动控制将有利于保证中药生产过程的相对稳定性，提高中药生产的效率，降低生产成本。双效自控系统采用下位机PLC控制，上位机通过组态软件监控[9]。现场仪表采集控制参数信号，通过PLC分析数据后，按照一定的控制流程，将控制指令返回至现场控制元件，实现双效的自动控制。该系统已经投入到生产中，经过长时间的生产检验，各项参数正常，生产效率得到有效的提高。该系统的控制技术已经相当成熟，特别是自动控制系统的运作相当稳定，只要在设备及仪表等硬件的选型上能够进行正确配置，该系统的应用前景相当广阔。

3

其他制药设备节能

3.1

新型节能高效喷射真空泵大抽速水喷射泵具有节水、节油、节电作用，通过实际工业应用，在许多工艺条件下比水环式真空泵节电30％～60％，比机械式真空泵节油100％，比上述两种泵节水70％以上。汽水串联喷射真空泵主要优点是只需抽吸比较小的气量(水蒸气或蒸汽、空气混合气体)，可先用水喷射泵做前级泵，抽到2600Pa后再开蒸汽喷射泵提高真空度，即可达到高真空蒸馏的目的。新型节能高效多级蒸汽喷射真空泵比传统的多级蒸汽喷射真空泵节约工作蒸汽60％以上，节约冷却水30％，实现了纯低位(地面)安装，既降低了运行费用，又节省了基建投资和安装费用，给用户带来了很大的经济效益，这一改进将多级蒸汽喷射真空泵向前发展了一大步[10]。3.2

循环供水系统加装节能电滤波器在循环水供电系统中共安装了3只节电滤波器，其中在低压配电室低压母线、循环水泵启动柜负荷出线、冷却塔风机电机接线端各并联1只[11]。安装节电滤波器后，对用水量及用电量进行统计分析发现，节电滤波器投运后，其节电效果在一定时间范围内有上升趋势，从5．07％上升至2l％～37％，经2个月正常运行表明，节电滤波器节电率随使用时间的推移保持恒定值约为15％。

4

结语

制药行业节能优先不仅是解决短期能源供应短缺的需要，更是为我国建设全面小康社会进而实现现代化提供能源保障的长期战略选择。我们只有切实转变发展观念，开创新的发展模式，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，才有可能实现在经济平稳较快增长的同时，使我国的能源消耗明显下降。我国提高能源效率潜力巨大，只要认真努力，就一定可以达到“十一五”计划要求的节能降耗目标。微波技术与对流干燥器的组合应用研究2014-8-614:36来自:发布者:蒲公英微波干燥的投资和操作费用比较高，所以用微波加热作为唯一的能源并不经济，特别是当物料湿含量很高时，微波加热干燥的节能优点就不显著了。当物料的湿含量接近或达到临界点时，对流传热的效率就越来越低，干燥速率也就越来越慢，如果此时对物料施以微波能，将使干燥速率急剧提高。本文就微波和对流式干燥的组合形式、结构特点和工作原理作一探讨。1

对流干燥与微波干燥1.1

对流干燥对流干燥是指以对流传热方式为主的干燥方式。这种类型的干燥器很多，如带式干燥器、气流干燥器、闪蒸干燥器、喷雾干燥器、流化床干燥器和烘箱等。它们共同的特点是以空气作为干燥介质（载热体），与湿物料接触进行热传递，传递方式以对流传递为主。当湿物料的温度升高后，其中的湿分就会变成蒸汽由空气带走，即传质过程。湿物料经过热、质传递后即可达到干燥的目的。湿物料都具有一定的干燥特性，每一种湿物料都可以通过干燥动力学试验的方式测定物料平均湿含量在一定的温度下随时间而变化的数据，并将这些数据绘制成干燥特性曲线，如图1所示。

（1）恒速干燥段，其干燥速率取决于外部热量传递，即气相侧的传热系数和传质系数为常数，此时物料的干燥过程是等速的；

（2）降速干燥段，其干燥速率取决于内部热量传递。此时在物料表面已没有充足的自由水分，热量传至湿物料后，物料升温并在内部形成温度梯度，使热量从外部传到内部，从而使内部水分汽化并向物料表面迁移。这个传热和传质过程是减速的，当物料的含湿量越低，干燥速率就越小；

（3）临界点俗称为拐点，即恒速干燥段和降速干燥段的分界点。1.2

微波干燥微波是一种能量形式（非热量），它对物体加热的方式与常规的方式（对流、传导、辐射）不同。主要机理是：介质在外加交变电场的作用下，介质中的有极分子电介质被反复极化，不断地发生“取向”排列，分子间的摩擦产生热能，从而使介质的温度升高。1.2.1

微波加热特点微波加热特点：（1）加热速度快,微波直接对物料的整体产生作用，在物料内部迅速产生热效应，而不需要由外向内的传递过程；（2）加热均匀，因为有体积热效应，避免了出现较大的温度梯度；（3）热效率高，因为有选择性加热特点，只对物料中的介电质（如水分）加热，不需要加热被干燥物料、周围的空气、器壁及输送设备等。1.2.2

微波干燥的特性微波干燥优点：（1）能够有效地利用能量；（2）无破坏性，可在较低的环境温度下进行干燥，不需要高的表面温度，对物料的物性影响较小；（3）干燥快；（4）干燥均匀，形成更加均匀的温度场和湿分分布；（5）微波有杀菌功能。微波干燥虽然有很多优点，但仍然没有被广泛使用，其原因如下：（1）微波干燥器的制作要求较高，特别是防止漏能的要求高，在结构上要设置特殊的装置，制造费用增加；（2）磁控管的价格较高，造成维护费用增加；（3）微波加热干燥的能源是电，电能本身就是一种价格昂贵的能源，虽然热效率高，但总的干燥成本并不合算，特别是对初水分含量较高的物料，情况更是如此。2

微波干燥与常规干燥的组合2.1

微波干燥与常规干燥组合的效果常规对流干燥和微波干燥都有其优点和缺点，将两种干燥方式联合起来，实现优势互补，大大提高干燥过程的效率和经济性。因为热风能有效地排除物料表面的自由水分，热风的能源可以利用价格相对低廉的煤、油和蒸汽等。而微波加热的“泵”效应提供了排除内部水分的有效方法，特别是在降速干燥段，其作用更为显著，可大大提高干燥速度，增加产量，降低干燥成本。对流干燥是恒速干燥段有效的干燥方法，如果此时加微波能的话，在物料的内部起到一定的预热作用，缩短了干燥时间，但对总的干燥时间影响不是很大，因为对干燥时间起决定性因素的是降速干燥段时间的长短。我们认为，此时加微波能的意义不是很大，并会增加干燥成本。降速干燥段，对流干燥的速率降低，干燥时间增长，如果加微波能与热风联合，便可以较大地提高效率。此时，微波把物料内部的水分（包括结合水）迅速地蒸发，当水汽迁移到物料表面时，热风将水汽带走。据有关资料介绍，此时每加入一个单位的电磁能，便可使干燥能力以6︰1或8︰1的倍数增加，其效果如图2所示。2.2

微波与热风带式组合式干燥器目前国内关于微波与常规干燥器的组合形式，多为微波真空干燥设备，这是将微波用于真空干燥器的一种比较有效的组合形式，例如常州震华干燥设备有限公司生产的立式和卧式微波真空干燥机，已是一种定型产品，并得到广大用户的认可，市场销售量在逐年上升，广泛应用在制药和食品工业。但是微波与对流干燥的组合，应用较少，微波与带式干燥的组合流程示意图如图3所示。组合式干燥器分为两个干燥段：第一干燥段为对流干燥段，此段中的物料水分含量较高，而且多为表面自由水分，为恒速干燥段。关于热风的流量、温度、流向、热风的分配和物料在网带上的铺料情况，均可参照普通带式干燥器进行设计。第二干燥段为微波加对流干燥段，此段中的物料水分含量已接近或达到临界状态，为降速干燥段，在此时增加微波，将大大提高干燥速度。此时热风的流量、温度可以适当降低一点。微波的功率可根据临界点以后所要蒸发的水分量进行估算(估算依据：每支微波管的干燥能力为0.45～0.8kg·H2O/支·h，每支微波管的功率为0.875kW/支)。微波管的布置应尽量均匀分布，各处物料接受的微波能基本一致，使物料干燥均匀，防止过干或不干现象发生。应设置扼流装置，主要是干燥器的门及出料口，防止微波漏能。微波与带式组合式干燥器结构设计如图4所示,其只能算作设想图。3

结语微波和对流组合干燥器具备了对流干燥和微波干燥的优点，并克服了各自的缺点，其特点是：干燥时间短、产品质量好、干燥成本低。组合式干燥器特别适用于果蔬类的干燥，因为新鲜果蔬的初含水量都在70%～90%之间，在恒速干燥段所需蒸发的水分量很大，需要大量的热量，此阶段最好以低价能源提供热量，用对流方式干燥。果蔬的最终含水量要求大都在5%左右，此含水率用微波干燥正适合，可大大提高干燥速度，缩短干燥时间，同时，微波对果蔬有杀菌作用。综上所述，微波和对流组合式干燥器的优点是显而易见的，是值得开发和推广的一种新型干燥设备。沸腾干燥机在制药行业应用的改进建议2014-8-614:24来自:发布者:蒲公英在固体制剂的生产工艺中，沸腾干燥机是经常被选用的设备。沸腾干燥具有传热效果良好、生产能力大、温度分布均匀、操作形式多样、物料停留时间可调、投资费用低廉和维修工作量较小等优点。在国内经过30多年的使用与改进，已显示出其在干燥领域的独特地位，目前在制药、化工、食品等方面越来越体现出它的重要作用。

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沸腾干燥机的工作原理、流程与特点

1.1

工作原理沸腾干燥又称流化床干燥，它利用热空气流使湿颗粒悬浮，流态化的沸腾使物料进行热交换，通过热空气把蒸发的水分或有机溶媒带走，其采用热风流动对物料进行气—固二相悬浮接触的质热传递方式，达到湿颗粒干燥的目的[1]。流化床干燥技术涉及传热和传质两个相互过程。在对流干燥过程中，热空气通过与湿物料接触将热能传至物料表面，再由表面传至物料内部，这是一个传热过程；而湿物料受热后，表面水分首先气化，而内部水分以液态或气态扩散到物料表面，并不断气化到空气中，使物料的水分逐渐降低，完成干燥，这是一个传质过程。1.2

工作流程物料通过料车运送到沸腾床，在气缸顶升作用下通过密封圈与沸腾床密封。然后，空气在引风机动力作用下，经过滤装置净化、散热器加热后，再经气流分布板（筛网）分配进入沸腾床（干燥室）。料斗内的物料在热风和搅拌作用下形成沸腾状态（即流态化），在大面积气、固两相接触中，物料内部的水分（或溶剂）在较短的时间内蒸发并随排出空气带走，物料被干燥。1.3

技术特点（1）传热效果良好，床层内温度比较均匀，具有很高的热容量系数（或体积传热系数），生产能力大；（2）由于流化床内温度分布均匀，可避免产品的任何局部过热，所以特别适用于某些热敏物料的干燥（如磨芋、聚丙烯酰胺等）；

（3）在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作；（4）物料在干燥器内的停留时间可以按需要进行调整，所以产品含水率稳定；（5）独立电气柜和PLC人机交互操作控制，集成了所有干燥参数设置，操作安全方便；（6）干燥装置机械传动部件少，设备的投资费用低廉，维修工作量较小。

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对沸腾干燥机的改进建议

经过长期的应用和发展，沸腾干燥机在结构、性能方面都有了明显的改善，质量也在不断提高，但还存在着一些问题，下面结合生产实践提出改进建议：2.1

对热能利用不充分的改进建议沸腾干燥机从形式上来说是一种空气对流干燥设备，与传导型干燥设备相比，能耗确实要大一些，但如果采取一些措施，则可以达到很好的节能效果。建议：(1)加强设备的密封效果。目前大多数沸腾干燥机料斗与设备本体采用平面法兰连接，密封效果较差，建议设计时改用凹凸面法兰连接；(2)干燥器不少都采用钢管缠绕翅片进行换热，钢管虽可节约材料成本，但换热效果不好，建议改用铜管；(3)增加保温措施。对热交换器的外壳添加保温层，减少热能损失。2.2

对捕集除尘装置的改进建议能够顺利进行流化工艺操作的基本条件是物料具有良好的流化状态，高效率的过滤除尘器使这种状态得以延续。过滤除尘器的除尘效率很大程度上决定了沸腾效果。目前使用的除尘方式主要有抖袋除尘和脉冲反吹除尘两种。2.2.1

抖袋除尘通过气缸的往复运动实现捕集袋的摇振而达到除尘效果，其布袋采用防静电、无纤维脱落布制作，捕集袋采用整体吊装的形式。问题是布袋过滤器拆装不方便，吊筋选材不太合理容易引起变形，导致密封不严，也会引起跑粉和风量的变化，既污染了环境，又降低了产品收率。建议：过滤袋采用卡箍连接方式进行连接，吊筋选用不易变形的刚性材料，同时定期检查更换布袋。2.2.2

脉冲反吹除尘随着国产电磁阀技术的进一步提高与价位的进一步降低，脉冲反吹除尘逐渐成为捕集装置的主流。目前采用的滤芯主要有布袋和不锈钢烧结网两种。其中，不锈钢烧结网滤芯是唯一对任何物料收率均能保证达到99％以上的产品。由于现在清洗技术的难题已基本解决，不锈钢烧结网滤芯在收率和使用寿命方面的优势逐步显现，药厂使用也越来越多。另外，随着环境保护的要求越来越高，建议完善除尘系统，增加二次除尘装置。2.3

关于气流分布板（筛网）的改进建议沸腾干燥机中的气流分布板有两个作用，一是支承物料层，二是使气体分布均匀。分布板开孔的大小、形状、分布态势、开孔率等都对流体的分布起着至关重要的影响。气体分布不均匀，会使床层中出现“环流”，其趋于极端易使床层中某些部位出现“沟流”，而其余部位则是死床，这时大部分气体顺着床层中的某些通道以“沟流”的形式短路通过床层离去，使气固接触大为恶化，这是应该着力避免的。良好的分布板设计，应能抑制床层中出现不均匀性，即当床层中某些部位由于压降降低、气流速度增高时，分布板所产生的阻力应能抑制气流的增加，从而抑制流化的恶化。目前大部分沸腾干燥机使用的气流分布板形式单一，多采用垂直的打孔板或席形网板，物料在流化过程中很容易出现流化不均或产生死角等问题，不能确保颗粒中药品的均匀度，同时单一的开孔形式也不能满足不同药品的生产工艺要求。另一方面，为了减少药品的漏料损失，目前普遍采用多层网结构，气流分布板和沸腾床体多采用大量螺栓固定，拆卸不方便，不易清洗干净而产生残留引起交叉污染等问题。建议：利用计算机流体动力学模型、传热与传质模型，在气流分布板设计时对孔距、孔径、开孔率等参数进行空气动力学、热力学仿真计算并验证，以满足不同物料的生产工艺要求。在安装方式上，连接方式制成可拆卸式，以确保实现快装和彻底、完全的清洗。2.4

对完善进风空气处理的建议热空气的采风口一般设置在辅机房，和加热装置、消音器安装在一起，辅机房与洁净区不设置直通的门窗，辅机房的空气洁净级别往往比较低，会影响药用热空气的质量，这就要求设备本身有良好的净化装置，否则未净化的空气会污染药品，难以达到GMP要求。目前国内许多设备对空气处理单元的配置为：初效过滤器—中效过滤器—蒸汽加热（或电加热）—（亚）高效过滤器。空气处理系统虽然配置了初、中、高效过滤器，但随着运行时间的不断增加，高效过滤器会出现堵塞或者破损，目前只能从外观上来鉴别判断是否需要更换，缺乏理论依据。提早更换会增加成本，推迟更换又会带来空气质量下降的风险，从而影响产品的质量。建议：在高效过滤器前后增加压差显示装置，当压差到达一定的数值后报警提示更换。此外，大多设备没有除湿装置，空气除湿问题始终存在，特别是在春末和夏季，空气湿度很大，如果不进行除湿会对物料的干燥产生很大影响。建议：增加除湿装置。许多设备的引风机与风阀不联动，这可能会导致在风机停机和蝶阀关闭之间引起空气倒流的现象。建议：风机的启停与风阀的开关联动起来，当风机启动时风阀同时打开，而当风机停止运行时，风阀同步关闭，以保证不会发生空气倒流。2.5

对设备与生产工艺结合不够的改进建议干燥工艺流程与设备设计不合理，会导致能量损失很大。为彻底解决这些问题，必须对产品的干燥特性进行系统的研究，以确定最佳的干燥工艺参数，如对被干燥物料的性质进行研究。物料本身的性质是影响干燥的最主要因素，物料的形状、大小、堆积厚度、水分的结合方式、化学特性等都会影响干燥速率。国内除少数企业外，大部分设备制造企业缺乏对制剂工艺技术的了解和进行工艺试验的必要条件，对各种物料的使用条件了解也不是很充分，故导致研发不足，很难进行新品种开发。2.6

对控制系统的改进建议目前，流化床类设备的操作参数一般以操作人员的经验设定为主，但其完全可以实现智能化，对工艺参数也可以实现追溯，这就对流化床类设备的电气控制系统提出了较高要求。在电气控制系统中，需要有检测温度、湿度、压力、压差、风速、操作时间、粉尘浓度等一系列装置并得到基础数据，然后通过变送器输送和存储到触摸屏中，由触摸屏对数据进行储存分析，然后制定一个合适的工艺路线，即可实现智能化控制。2.6.1

温度控制常用热风加热控制方式采用简单的“开”、“关”模式，当温度达到设定值时停止通汽，但换热器仍然有余热使空气温度继续上升，反之亦然，这样会造成温度波动过大，影响设备的干燥质量。建议：通过控制蒸汽流量的大小来保持进风温度的高低，开始升温时蒸汽流量较大，使进风温度尽快接近设定值，然后自动调节蒸汽量使其缓缓接近设定值，最后保持稳定的蒸汽量使进风温度保持稳定。2.6.2

进风量控制大多的风量控制设备采用变频调速控制，但没有安装风量测量元件，生产过程中只能根据物料的流化状态随时通过人工进行风量大小的调节，因此不能保证风量的稳定和风量的相对恒定，而物料的变化、过滤袋阻力的变化等因素都会对风量的稳定造成影响，风量的变化又可影响干燥速度。建议：在进风管安装风量测量元件，实现自动控制，根据风量大小自动调节频率，从而保持生产过程中风量的基本恒定。2.6.3

在线湿度检测增加在线湿度检测装置。方便用户根据实际情况调整参数，提高干燥的效率。2.6.4

沸腾干燥工艺的重复性和可追溯性在实际生产中，操作人员对每次生产的设备工艺参数都要重新进行设定和修改，不能保证同样的产品采用同样的设备工艺参数进行生产，也就谈不上追溯性。根据GMP，要求设备能够储存一定量的生产工艺参数，确保生产的重复性和可追溯性，各个用户根据品种的多少来设定。沸腾干燥设备一般要求能够存储50种生产工艺，而目前国产设备大多做不到这一点。建议对PLC控制系统、机械执行机构进行改进和扩展，使功能更完善。如具有足够的内存，能够储存多种生产工艺，提供现场打印参数、数据保存、进行数据与数据PC连接功能等。

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结语

本文从流化床式沸腾干燥机的工作原理等入手，结合工艺操作参总结了生产过程中的一些问题，