0 引言
凍干粉針劑屬于非最終滅菌的無菌制品,其質量標準在藥品衛生行業乃至全國都備受關注[1]。對于無菌產品而言,灌裝是一項關鍵的操作工序,在產品除菌過濾后,灌裝操作通常是產品暴露在開放空氣環境下的唯一階段。然而,對一些空間條件有限的制藥企業而言,要想實現自動化生產,小型全自動液體灌裝機便成為關鍵設備。
在產品的實際灌裝過程中,需要關注諸多內容,如灌裝精度、設備的穩定性、連續性以及設備振動產生的塵埃粒子,這些都關系到產品的裝量差異和污染風險大小[2]。
1 全自動液體灌裝機工作原理
全自動液體灌裝機由進瓶機構、灌裝部分、加塞裝置、防護罩、人機操作界面及電路系統等部件組成,通過各部件的連續間歇運動來實現灌裝機的全自動灌裝。
西林瓶經傳送帶輸送進入星形撥輪凹槽,再由撥輪帶至灌裝針頭底下灌裝后,由撥輪帶至加塞裝置加塞,最后出瓶[2]。從隧道烘箱出來的西林瓶,通過箱內的鏈條式滾動輸送裝置輸送,選用最常見的板式鏈條裝置牽引鏈條[3],其由電機帶動。輸送帶伸出烘箱防護罩17.5 cm,可通過緩沖轉盤接在全自動液體灌裝機上。此輸送帶具備推動和緩沖功能,一方面把西林瓶傳送到全自動液體灌裝機的星形撥輪凹槽內,另一方面通過緩沖來減輕西林瓶之間擠壓產生的沖擊力,避免西林瓶在輸送過程中因擠爆引起裂瓶或炸瓶。
2 改進研究
2.1 存在問題
依照新版GMP要求,液體灌裝用西林瓶經過高溫滅菌除熱原,滅菌后的瓶身變得非常干澀毛糙。隧道烘箱內的西林瓶在通過緩沖轉盤向全自動液體灌裝機輸送的過程中,瓶與瓶之間存在很大的沖擊力,容易擠爆瓶子引起“炸瓶”,或在進瓶過程中出現倒瓶現象。同時,緩沖轉盤向星形撥輪輸送西林瓶進入其凹槽采用隨機多點式結合的方式,這種結合易使星形撥輪凹槽卡空,在結合處西林瓶和撥輪之間存在很大的沖擊力,容易導致“炸瓶”,產生的玻璃屑污染藥品。西林瓶和星形撥輪的碰撞產生的噪音進一步影響蠕動泵的灌裝運作,影響裝量的準確度和精密度,致使產出率低至90%。
2.2 灌裝量檢測試驗
試驗條件:蠕動泵型號為WT-300-1F雙通道,分裝管為14號管,孔徑為1.6 mm,調整分裝量為1 m L,試驗用液體為滅菌注射用水(生產廠家:石家莊四藥有限公司,密度為1.000 0 g/m L),取已干燥清潔的2 000瓶西林瓶進行灌裝,分別抽取第1瓶、第200瓶、第400瓶、第600瓶、第800瓶、第1 000瓶、第1 200瓶、第1 400瓶、第1 600瓶、最后一瓶進行裝量檢測。通過減重法得出每瓶分裝量,結果如表1所示。
分析表1可得:每瓶裝量差異平均值為1.03496m L,準確度不合格。相對標準偏差為1.49%,極差為0.047 2 m L。
2.3 倒瓶、炸瓶的風險分析
采用失敗模式效果分析(FMEA)法[4]對引起全自動液體灌裝機倒瓶、炸瓶的幾個主要因素進行風險分析,確定其風險大小,為下一步的設備改造提供可靠依據。失敗模式效果分析法評估的風險系數可分為嚴重性、可能性、檢測性,評估標準如表2所示。
結果判斷失敗風險得分為3個風險系數標準得分的乘積,即R=S×P×D。
當R值>40時,風險較高,為關鍵性風險;
當R值在32~40,且S≥3時,也為關鍵性風險;
當R值<32時,風險較低。
采用失敗模式效果分析法對影響倒瓶、炸瓶率的關鍵因素進行風險評估,結果如表3所示。
表1 改進前每瓶灌裝量 下載原表
注:M1是灌裝前西林瓶的凈重,M2是灌裝后液體和西林瓶的總重量。
表2 失敗模式效果分析法的評估標準 下載原表
表3 改進前倒瓶、炸瓶的風險評估結果 下載原表
由表3可以看出,倒瓶或炸瓶的風險評估分值R均大于40,故可以判定倒瓶或炸瓶為關鍵性風險,必須加以改進。
3 改進方案
在全自動液體灌裝機的緩沖轉盤上,將多點式接觸的傳動部分改裝成單點式接觸的轉盤式理瓶裝置。首先,把西林瓶和星形撥輪接觸的凹槽用不銹鋼片封起來,只留下允許一支西林瓶進入的凹槽。在緩沖轉盤圓周上設計兩道擋欄,擋欄1平行相切于封起來的不銹鋼片,擋欄2通往預先留好的撥輪凹槽,每個擋欄都只能容納一支西林瓶進入。通過緩沖轉盤連續轉動帶動轉盤中心的弧形彈片,使雜亂無章的瓶子得以整齊擺放,并使其在緩沖轉盤圓周上運動。通過擋欄1,使瓶子間歇有序地排列在緩沖轉盤圓周上,然后再進入擋欄2,把西林瓶一支一支直接送入撥輪凹槽。由于空間限制,將緩沖理瓶裝置的進瓶口設計得盡量短,這樣既解決了緩沖轉盤輸瓶時的裂瓶和倒瓶現象,又解決了星形撥輪上的炸瓶問題,大大減少了整臺機器的噪音對每瓶裝量的影響。改進后的緩沖轉盤理瓶裝置如圖1所示。
圖1 改進后的緩沖轉盤理瓶裝置 下載原圖
4 改進后試機
4.1 改進后灌裝量檢測試驗
試驗條件:蠕動泵型號為WT-300-1F雙通道,分裝管為14號管,孔徑為1.6 mm,調整分裝量為1 m L,試驗用液體為滅菌注射用水(生產廠家:石家莊四藥有限公司,密度為1.000 0 g/m L),取已干燥清潔的2 000瓶西林瓶進行灌裝,分別抽取第1瓶、第200瓶、第400瓶、第600瓶、第800瓶、第1 000瓶、第1 200瓶、第1 400瓶、第1 600瓶、最后一瓶進行裝量檢測。通過減重法得出每瓶分裝量,結果如表4所示。于32,風險較低,說明改進后的設備能有效控制灌裝機的倒瓶、炸瓶風險。
4.3改進后灌裝機的產出率驗證
取2 000瓶10 m L西林瓶,按正常灌裝速度連續灌裝,灌裝后記錄不合格瓶數,連續驗證3次,結果如表6所示。
表4 改進后每瓶灌裝量 下載原表
注:M1是灌裝前西林瓶的凈重,M2是灌裝后液體和西林瓶的總重量。
分析表4可得:每瓶裝量差異平均值為0.99415m L,準確度合格。相對標準偏差為0.77%,極差為0.021 3 m L。
4.2改進后倒瓶、炸瓶的風險分析
改進后倒瓶、炸瓶的風險評估結果如表5所示。從表中可以看出,倒瓶、炸瓶的風險評估分值R均小
5 結語
從表1和表4可以看出,改進前后的液體灌裝機每瓶灌裝量差異由1.034 96 m L縮小至0.994 15 m L,精確度有所改善;相對標準偏差由1.49%降至0.77%,精密度明顯提高;極差從0.047 2 m L降至0.021 3 m L。可見,把多點式接觸的輸送方式改進成單點式接觸的緩沖轉盤理瓶方式后,機器運行平穩,緩沖轉盤、星形撥輪以及蠕動泵之間的相互干擾因素很小,機器運行時的噪音分貝小于30 d B(A),因此每瓶灌裝量的精準度都有所提高。從倒瓶、炸瓶風險分析看,改進后的灌裝機倒瓶、炸瓶率明顯減小,改進前灌裝機的產出率低至90%,處于行業標準的警戒線,而改進后的灌裝機產出率維持在99%以上。
表5 改進后的倒瓶、炸瓶風險評估結果 下載原表
表6 灌裝機改進后灌裝產出率 下載原表
