Načela izbire sušilnikov v farmacevtski industriji

Aktivne farmacevtske sestavine (API) in farmacevtski intermediati (v nadaljevanju skupaj imenovani API) moje države imajo pomemben položaj na mednarodnem trgu zaradi nizkih cen. pristop moje države k STO je prinesel tako priložnosti kot nove izzive za farmacevtsko industrijo. Zaradi različnih razlogov so v zadnjih dveh letih države uvoznice API-zvišale zahteve za proizvodne procese in družbeno odgovornost kitajskih farmacevtskih podjetij. Posledično so bili v farmacevtski industriji hitro uvedeni različni certifikati, pospešuje pa se tudi postopek certificiranja dobre proizvodne prakse (GMP) v moji državi. Za API-je se ti certifikati osredotočajo na faze rafiniranja, sušenja in pakiranja, zaradi česar je ustrezna izbira sušilnikov še posebej pomembna. Oprema za sušenje mora izpolnjevati zahteve GMP, da se zagotovi racionalen postopek proizvodnje zdravil, enotnost izdelka, brez kopičenja materiala in sposobnost izpolnjevanja zahtev za čiščenje na mestu (CIP). Oprema za sušenje, ki se uporablja za sterilne API-je, mora izpolnjevati tudi zahteve za sterilizacijo na mestu (SIP). Trenutno je v moji državi veliko vrst sušilnikov API, vključno z vakuumskimi sušilnimi pečmi, vakuumskimi rotacijskimi sušilniki, sušilniki tri-v-enem, sušilniki z zračnim tokom, sušilniki z razprševanjem, sušilniki z zvrtinčeno plastjo, sušilniki z zvrtinčeno plastjo in zamrzovalniki. Spodaj so na kratko obravnavane značilnosti in veljavni pogoji vsakega.

1. Vakuumska sušilna pečica

Vakuumska sušilnica je razmeroma stara sušilna naprava. Notranjost je razdeljena na več plasti z grelnimi ploščami. Skozi grelne plošče kot grelni medij kroži vroča voda ali para pod nizkim{2}}tlakom. Na grelne plošče postavimo pladenj z zdravilom, ki ga želimo sušiti, vrata pečice zapremo in vakuumska črpalka ustvari podtlak v pečici. Grelne plošče skozi krožni tok grelnega medija segrejejo zdravilo na določeno temperaturo, vlaga pa začne izhlapevati in se postopoma odstranjuje z izčrpavanjem vakuuma. To opremo je enostavno nadzorovati, lahko kondenzira in obnovi izhlapelo topilo, zdravila pa med sušenjem ni enostavno onesnažiti. Lahko se uporablja za sušenje zdravil, sterilizacijo embalažnega materiala in toplotno obdelavo. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja se je ta oprema pogosto uporabljala kot glavni sušilnik v farmacevtski industriji surovin. Vendar pa je zaradi težav pri spletnem čiščenju in sterilizaciji pladnjev hitrost sušenja počasna, delovna intenzivnost delavcev je visoka in da se doseže homogenost zdravila, ga je treba po sušenju še vedno zmešati z napravo za mešanje praška. Zato se zdaj le redko uporablja v-farmacevtski proizvodnji surovin v velikem obsegu in se večinoma uporablja v srednje{12}} in-majhnem obsegu pilotne proizvodnje ali toplotne obdelave embalaže.

2. Vakuumski rotacijski sušilnik

Vakuumski rotacijski sušilnik izvira iz dvo-konusnega mešalnika in je običajno cilindričen s stožčastimi konci, od tod tudi njegovo splošno ime dvojno-konusni sušilnik. Dve votli vzmetni gredi na sredini stožca zagotavljata rotacijsko podporo in kanale za vakuum in toplo vodo. Med sušenjem se zdravilo vrti v sušilniku, kar zagotavlja dobro enakomernost celotne serije. Toplotni medij vstopi v plašč skozi votlo cev na enem koncu, vroč plin v notranjosti pa se odvaja skozi izpušno cev v votli cevi na drugem koncu, kjer se uparjeno topilo kondenzira in obnovi. To opremo je v osemdesetih letih 20. stoletja razvil Šanghajski raziskovalni inštitut za farmacevtsko industrijo, uspešno preizkušena v proizvodnji penicilina v našem podjetju in hitro sprejeta po vsej državi v industriji antibiotikov. Trenutno ga proizvajajo številni domači proizvajalci. Kasneje so se pojavili podobni izdelki, kot so rotacijski sušilniki z eno-gredi, več-dimenzionalni rotacijski sušilniki in nagnjeni rotacijski sušilniki. Oprema vključuje vakuumski sistem, sistem za rekuperacijo topil ter sistem za čiščenje in sterilizacijo. Ta oprema se pogosto uporablja kot sušilnik za mala in srednje velika-podjetja za surovine antibiotikov zaradi njenega preprostega delovanja, enostavne občasne proizvodnje in zmožnosti izvajanja spletnega čiščenja in sterilizacije. Primeren je za izdelke, kot so penicilin, gentamicin, klortetraciklin in kofein. Pri izbiri opreme sta glavna vidika koncentričnost obeh votlih gredi in njuno tesnjenje. Za zagotovitev stabilnega delovanja je zahteva za koncentričnost manjša od 0,01 mm na koncu gredi. Tesnilni učinek votlih gredi je predvsem preprečevanje kontaminacije farmacevtskih izdelkov z mazivom ali polnilom.

3. Naprava za sušenje zraka

Sušenje z zračnim tokom je primerno za lahko dehidrirane zrnate in praškaste materiale, saj hitro odstrani vlago (predvsem površinsko). Pri sušenju s pretokom zraka kratek čas zadrževanja materiala v sušilniku omogoča optimalno kontrolo kakovosti posušenega izdelka. Mokri materiali se temeljito premešajo s tokom vročega zraka skozi podajalnik in se med sušenjem s tokom zraka vlečejo v sušilno cev za nadaljnje enakomerno sušenje. Težki mokri delci, ki jih zračni tok ne more povleči, se še naprej udarjajo, zdrobijo in sušijo v sušilniku, dokler jih ni mogoče povleči v sušilno cev, ki se konča v ciklonskem separatorju. Ta oprema se uporablja predvsem v farmacevtski industriji za proizvodnjo oksitetraciklina in nekaterih zdravstvenih izdelkov.

4. Sušilnik z razpršilom

Postopek sušenja te opreme je podoben sušenju s pretokom zraka. Po začetni filtraciji se zrak segreje z grelcem. Ustvarjeni vroč zrak je podvržen več stopnjam filtracije (izbranih glede na razred zdravila) in nato vstopi v sušilno komoro skozi enakomerno vrteč se zračni tok, ki ga ustvarja razdelilnik vročega zraka preko spiralnega kanala na vrhu sušilne komore. Material po filtraciji gre skozi centrifugalno razpršilno ploščo ali tlačno šobo, pri čemer nastane razpršena, fina meglica. Meglica pride v stik z vrtinčenjem vročega zraka in vlaga hitro izhlapi, material pa se posuši v zelo kratkem času. Ta oprema je primerna za sušenje tekočih-tekočin, kot so raztopine, emulzije, suspenzije in paste. Naše podjetje uporablja to opremo za proizvodnjo streptomicina od leta 1950. Trenutno se ta oprema lahko uporablja tudi v farmacevtski industriji surovin za sušenje streptomicina, gentamicina in različnih bioloških ekstraktov.

5. Oprema za sušenje z zvrtinčeno posteljo

Pri tej opremi se zdravilo dodaja z vrha postelje, vroč zrak pa vpihuje z dna. Zrak prehaja skozi porozno razdelilno ploščo in pride v stik z materialom določene debeline. Material je v fluidiziranem, vrelem stanju, se pena, meša in trči drug ob drugega v zračnem toku. Velika kontaktna površina med plinom in trdno snovjo povzroči močan prenos toplote in mase, kar bistveno izboljša hitrost in učinkovitost sušenja, zaradi česar je idealna sušilna naprava. Nekatere relativno mokre materiale je mogoče posušiti do zahtevane vsebnosti vlage v enem samem prehodu. Postopek sušenja z vrtinčeno plastjo nudi visoko toplotno učinkovitost. Čas zadrževanja je nastavljiv, kar olajša pridobivanje končnega izdelka z nizko{6}}vlažnostjo. Na površino postelje se lahko razvrstijo delci različnih velikosti; grobi delci se odvajajo iz postelje, medtem ko se fin prah odvaja skozi zbiralnik prahu. Pri nekaterih materialih je mogoče vrečasti filter integrirati v glavno enoto (v-vgrajeni tip), s čimer prihranite prostor na tleh, poenostavite strukturo in zmanjšate naložbe. Ta oprema je primerna za sušenje praškov, zrnc in vlaknatih ali trakastih-materialov. Oprema je v celoti zaprta in omogoča spletno čiščenje in sterilizacijo. Široko se uporablja v farmacevtski industriji za proizvodnjo antibiotikov in pol-sintetičnih antibiotikov.

6. Sušilnik z zvrtinčeno posteljo

Ta oprema vključuje sušilnike z vrtinčeno plastjo in vibracijske sušilnike z zvrtinčeno plastjo. Za farmacevtsko sušenje so na splošno prednostne vibrirajoče fluidizirane plasti zaradi svoje fluidnosti. Sušilnik vibrira vibrirajoči motor, zaradi česar material skače in se pod vplivom tresljaja pomika naprej v dani smeri. Istočasno se z dna postelje dovaja vroč zrak, ki ohranja material v fluidiziranem stanju. Delci materiala so v popolnem stiku z vročim zrakom in so podvrženi močnemu procesu prenosa toplote in mase, kar ima za posledico visoko toplotno učinkovitost. Zgornja komora je pod rahlim podtlakom; vlažen zrak izvleče ventilator, suh material pa se odvaja iz izpustne odprtine, s čimer se doseže idealen učinek sušenja. Ta oprema zagotavlja enakomerno fluidizacijo, brez mrtvih con, enakomerno porazdelitev temperature in visoko toplotno učinkovitost. Primeren je za sušenje zrnatih, praškastih, trakov in vlaknatih materialov, kot so škrob, glukoza in številni farmacevtski intermediati, proizvedeni v velikih količinah.

7. Zamrzovalni sušilnik

Vakuumski zamrzovalni sušilniki so primerni za sušenje toplo{0}}občutljivih ali zlahka oksidiranih farmacevtskih izdelkov. Splošno znani kot zamrzovalni sušilniki, vključujejo predvsem zamrzovalno sušilno komoro, vakuumski sistem, ogrevalni sistem in hladilni sistem. Liofilizacijske sušilnike je mogoče razvrstiti glede na površino polic v majhne-eksperimentalne zamrzovalne sušilnike, srednje{4}}proizvodne zamrzovalne sušilnike in-industrijske zamrzovalne sušilnike velikega obsega. Liofilizatorji se pogosto uporabljajo za sušenje aktivnih farmacevtskih sestavin (API) in končnih zdravil. Glavne zahteve so visoka zanesljivost, celovite funkcije sterilizacije in temperaturna razlika največ 1,5 stopinje znotraj iste police in med policami, kar zahteva dobro ravnost police. Pri sušenju API-jev s to opremo je najbolje dodati mešalnik za prah, da zagotovite enotnost izdelka. Liofilizatorji se običajno uporabljajo za ampicilin, velike količine krvnih pripravkov, umetno gojena zdravila, protitelesa in cepiva.

V zadnjih 20 letih se je z napredkom reform in odpiranja farmacevtska industrija hitro razvila, cvetela pa je tudi industrija farmacevtskih strojev. Zaradi svojega dela sem imel priložnost uporabiti zgoraj-navedene sušilne naprave. Vendar pa zaradi omejenega znanja številni drugi odlični sušilniki niso bili uvedeni, kot so diskasti sušilniki, sušilniki z brizgalno posteljo, bliskovni sušilniki in mikrovalovni sušilniki. Izbira sušilnika mora temeljiti na značilnostih zdravila in idealnem stanju, ki ga je treba doseči v končnem izdelku, s posebnim poudarkom na materialih in zagotavljanju sterilnosti opreme za sušenje aseptičnih surovin. Farmacevtska industrija sušilne opreme v provinci Jiangsu, moji državi, se je hitro razvila s številnimi specializiranimi proizvajalci sušilne opreme. Njihovi izdelki so vsestranski in imajo edinstvene lastnosti, kar zagotavlja pogoje za lokalizacijo uvožene opreme za sušenje surovin in za izbiro idealnih sušilnikov, ki so v skladu z dobro proizvodno prakso (GMP) za farmacevtske izdelke.