Матрица сравнения технологий

Для упаковки фармацевтических вспомогательных веществ в порошке весом 25 кг используются три технологии: система свободного падения с дозатором нетто, серво-шнековая подача с контролем веса нетто и вакуумный деаэрационный шнек, в котором мешок откачивается и оседает по мере заполнения. Они отличаются, во-первых, тем, как они обрабатывают воздух, который содержится в каждом мелком порошке, и, во-вторых, количеством ступеней взвешивания, которые они используют для достижения цели.

Матрица показывает, на что должен согласиться покупатель: деаэрация обходится дороже, но при этом обеспечивается точность и пылеулавливание, поскольку тот же вакуум, который оседает в слое, также возвращает летучую пыль обратно в сборник. Для фармацевтических наполнителей более низкая скорость является правильным выбором, поскольку допустимый вес и нагрузка на оператора находятся в пределах установленных ограничений, которым не может соответствовать гравитационное наполнение.

Измеряемые показатели эффективности

Аэрация - это незаметный фактор, снижающий точность взвешивания. Плотность сыпучего моногидрата лактозы, подаваемого с помощью шнека без деаэрации, составила 0,55 г/см3 на выходе, но после отстаивания плотность на выходе составила 0,69 г/см3 - изменение объема на 25 %, что при заполнении по объему или без деаэрации по весу оставляет 1,2%—ный осадок в мешке. очищают сетку после того, как она осядет на поддон. Применение вакуума в 0,3 бар во время наполнения позволило сократить разрыв: плотность в пакете выросла до 0,68 г/см3, что соответствует плотности на выходе в пределах 1,5%.

Выброс пыли происходит по тому же механизму. В горловину носика самотеком насыпается фракция лактозы толщиной 20 мкм, что на изокинетическом датчике составляет 12 мг/м3, что превышает допустимую норму в 4 мг/м3, используемую в производственных помещениях, отвечающих требованиям ЕС GMP, и превышает допустимый уровень воспламенения слоя пыли ATEX в электрических шкафах. Шнек вакуумной деаэрации снизил этот показатель до 2 мг/м3, что соответствует обоим пределам. Трехступенчатый цикл взвешивания, обеспечивающий концентрацию 0,3% CV, включает грубую подачу до 80% от заданного значения, подачу по каплям до 99,5% и окончательное оседание с помощью вибрации до заданного значения, при этом каждый этап регулируется датчиком веса.

Региональная карта соответствия требованиям

ЕС — ATEX и GMP

Европейскими базовыми стандартами являются Директива ATEX 2014/34/EU для оборудования, размещенного в потенциально взрывоопасной среде, и приложение 1 GMP ЕС для любых фармацевтических вспомогательных веществ. Линия для производства лактозы весом 25 кг предназначена для использования в зоне 22 (слой/случайное облачко), поэтому наполнитель, коллектор и все электроприборы в зоне разлива должны быть сертифицированы по категории ATEX 3D, а уровень запыленности должен соответствовать стандарту EN 14034 (Kst и Pmax). GMP требует документально подтвержденной чистоты, гладкого контакта с продуктом марки 316L при Ra ≤0,8 мкм и соответствия требованиям SOP по весу. Мы предоставляем декларацию ATEX EC и данные испытаний по стандарту EN 14034 в виде скрепленной упаковки.

США — NFPA и FDA

В Соединенных Штатах во взрывоопасной среде применяются стандарты NFPA 652 (горючая пыль) и NFPA 61/654 для погрузочно-разгрузочных помещений, которые устанавливают те же требования к ведению домашнего хозяйства и электрооборудованию, что и ATEX, эквивалентные требованиям зоны 22. Что касается фармацевтических наполнителей, то эта линейка соответствует действующему стандарту GMP FDA 21 CFR 211, требующему валидированного взвешивания, калиброванных тензодатчиков с документально подтвержденной 12-месячной повторной сертификацией и свидетельством о проверке чистоты. Мы предоставляем отчет о соответствии требованиям NFPA вместе с сертификатом прослеживаемости NIST для тензодатчиков.

Юго-Восточная Азия

Регулирующие органы СЭО принимают ISO 9001:2015 в качестве базового стандарта качества и ссылаются на ATEX или NFPA по эквивалентности. Импортеры из Филиппин и Вьетнама, как правило, требуют стандарт ISO 21898 для гибких контейнеров средней грузоподъемности, когда 25-килограммовые мешки впоследствии переупаковываются, а также сертификат GMP на продукт, соответствующий качеству наполнителя. Практическим препятствием является влажность: относительная влажность воздуха в Cebu ambient составляет 80-85 %, поэтому линия нуждается в контуре деаэрации сухого воздуха и осушителе в носике мешка, чтобы предотвратить слеживание на стадии отстаивания.

ближний Восток

Государства Персидского залива обеспечивают соответствие SASO и ESMA стандартам ISO 9001 и ISO 14001, а покупатели из Саудовской Аравии теперь ожидают получения письма о согласовании SFDA для любого фармацевтического наполнителя. Опасность запыления усиливается из-за наличия мелких твердых частиц в воздухе предприятия, поэтому оценка зоны ATEX 22 должна включать в себя запыленность окружающей среды, а не только продукта. Мы предлагаем 3D-корпуса со степенью защиты IP65/ATEX и импульсно-струйный коллектор с носителем толщиной 1 мкм, а также двуязычную (арабскую/английскую) запись о партии.

Что ломается в полевых условиях

Это повторяющиеся неисправности, которые мы регистрируем на линиях расфасовки наполнителей по 25 кг, с указанием первопричины и способов устранения на месте.

1. Аэрация считается нормальной, деаэрации нет. Основная причина: линия указана для заполнения в обычном шнековом режиме. После запечатывания пакет оседает на 25%, вес нетто на 1,2% меньше указанного на этикетке, и покупатель забраковывает партию. Исправление: установите на носик вакуумный колпачок с давлением -0,3 бар; плотность повысится до значения для разлива, а коэффициент полезного действия снизится до 0,3 %.

2. Отсутствие пылеулавливания в заливочной горловине. Основная причина: открытый носик только с дефлектором. Датчик показывает 12 мг/м3, продукт попадает на тензодатчик, и вес смещается. Исправление: коллектор с импульсной струей диаметром 1 мкм, пропускающий через горловину 1200 м3/ч, сокращающий выбросы до 2 мг/м3 и защищающий ячейку.

3. Неправильная спецификация сумки. Основная причина: обычный бумажный пакет для гигроскопичного наполнителя. Влага просачивается внутрь, при весе 18 кг шов лопается, и партия теряется. Упаковка: 3-слойный бумажный пакет с внутренней прокладкой из полиэтилена толщиной 70 мкм и термосвариваемым клапаном, рассчитанный на вес 28 кг.

4. Ячейка и коллектор не классифицируются по стандарту ATEX. Основная причина: электрооборудование, отвечающее стандарту IP54, в зоне 22. Концентрация лактозы при 60 г/м3 превышает минимальный запас энергии воспламенения в 60 МДж, а корпус не соответствует требованиям. Исправление: замените двигатели, датчики и коллектор на двигатели ATEX 3D / IP65 с заземлением и документально подтвержденной классификацией EN 14034.

5. Одноступенчатая заливка. Основная причина: одна крупнозернистая порция не соответствует заданному показателю. При превышении скорости на 300-500 г в пакете коэффициент полезного действия составляет 1,2%. Исправление: 3-ступенчатый цикл крупнозернистого измельчения с последующим осаждением на каждой ступени с помощью тензодатчика, конечная нагрузка составляет ±15 г.

6. При замене коллектор был обойден. Основная причина: ручная очистка форсунки без блокировки. Повышенное воздействие на оператора и перекрестное загрязнение могут привести к нарушению соответствия требованиям GMP. Исправление: локальная вытяжка с блокировкой, которую невозможно отключить при открытом носике, с 30-секундной последующей продувкой.

Файлы кейсов по вводу в эксплуатацию

Пример 1 — Себу, Филиппины: моногидрат лактозы, бумага весом 25 кг + полиэтиленовый вкладыш.

Оригинальная линия разливала моногидрат лактозы (d50, 90 мкм) с помощью шнека без деаэрации в 3-слойный бумажный пакет с полиэтиленовой подкладкой. При относительной влажности воздуха 80-85 % продукт аэрировался, плотность в пакете составляла 0,55 г/см3 против 0,69 г/см3 на выходе, а коэффициент заполнения составлял 1,2 %, что в одном пакете из девяти превышало допустимый уровень наполнителя ±1 %. Содержание пыли в носике составляло 11 мг/м3. Мы модернизировали вакуумный деаэрационный колпак на -0,3 бар с подачей осушенного воздуха, заменили цикл взвешивания на трехступенчатый с крупнозернистым осаждением на тензодатчике класса III и добавили импульсно-струйный коллектор диаметром 1 мкм. После ввода в эксплуатацию плотность упаковки снизилась до 0,3%, плотность в мешках выросла до 0,68 г/см3, содержание пыли снизилось до 2 мг/м3, а через 18 месяцев линия прошла аудит, соответствующий требованиям Европейского стандарта GMP, с нулевым количеством брака при выпуске 40 000 мешков.

Пример 2 — Саудовская Аравия: дженерик-вспомогательное вещество API, зона ATEX 22

Продукт представлял собой мелкодисперсный наполнитель на основе кальция с концентрацией d50 45 мкм в растении, окруженном пылью пустыни. В поставляемой линии использовалось электрическое оборудование класса IP54 и коллектор, не прошедший предварительную проверку SFDA, по двум причинам: отсутствие данных о запыленности по стандарту EN 14034 и несоответствие корпусов в зоне излива. Мы повысили уровень запыленности (Kst 110 бар·м/с, St1), обновили все электрические компоненты в зоне излива до стандарта ATEX 3D / IP65, установили струйно-импульсный коллектор диаметром 1 мкм с заземлением и выпустили декларацию ATEX EC и отчет об эквивалентности NFPA 652. Точность взвешивания при поддержании деаэрации на уровне 0,25% CV и выравнивании линии SFDA в соответствии с файлом ATEX, принятым уведомителем стран Персидского залива.

Часто задаваемые вопросы о покупателях

Вопрос 1. Представляет ли моя линия для производства порошка весом 25 кг опасность взрыва пыли?
Если продукт представляет собой мелкий органический порошок (лактоза, MCC, наполнитель) с d50 менее ~100 мкм, относите его к зоне 22, пока тестирование по стандарту EN 14034 не подтвердит обратное. Вам нужны Kst, Pmax и классифицированная стратегия ограждения независимо от пропускной способности.

Вопрос 2. Почему деаэрация имеет значение при взвешивании по весу нетто?
Потому что тензодатчик взвешивает и воздух тоже. При заполнении аэрированный слой кажется тяжелым, но на поддоне он оседает на 25% легче, поэтому маркировка на сетке неверна, хотя на ячейке указано "целевое значение". Перед окончательной разделкой плотность в пакете при вакуумной деаэрации соответствует плотности на выходе.

Q3. Какую точность заполнения я могу реально обеспечить?
Плотность: 1,0–1,5 % CV. Шнек с сервоприводом: 0,4–0,7 %. Шнек для вакуумной деаэрации с 3 ступенями взвешивания: 0,2–0,3 %. Фармацевтические вспомогательные вещества должны содержать последний параметр, который должен оставаться в пределах ±1 %.

В4. Какой пакетик мне использовать для гигроскопичного наполнителя?
Трехслойный бумажный пакет с внутренней оболочкой из полиэтилена толщиной 70 мкм и прошитым, а затем термосвариваемым клапаном, выдерживающий вес 28 кг. Обычная бумага впитывает влагу и расслаивается. Подтвердите соответствие стандарту ISO 21898, если пакет впоследствии окажется переполненным.

Q5. Нужны ли мне ATEX, NFPA или и то, и другое?
При продаже в ЕС вам потребуется декларация ATEX EC и данные по стандарту EN 14034. При продаже в США вам потребуется NFPA 652 с теми же данными по запыленности. Надлежащим образом протестированный файл данных по запыленности подходит для обоих случаев; сертификаты оборудования различаются в зависимости от региона, и мы выдаем оба сертификата.

Q6. Как часто необходимо проводить повторную сертификацию тензодатчика?
В соответствии с FDA 21 CFR 211 и GMP SOP, 12-месячная повторная сертификация на соответствие классу III является стандартной, с ежедневной проверкой на обнуление перед началом смены. Любой пакет, в котором обнаружена разница в весе ±15 г, немедленно обнуляется и подозрительная партия помещается на карантин.

Q7. Может ли одна машина обрабатывать как сыпучие, так и когезионные порошки?
Только с помощью шнека или деаэрационного шнека; сила тяжести не может перемещать связный материал. Деаэрационный колпак и трехступенчатый цикл работают и с тем, и с другим, но шаг шнека и уровень вакуума должны быть установлены для каждого продукта и храниться в соответствии с рецептурой, чтобы избежать различий между партиями.

Автор: Хелен Сюй (Helen Xu), главный инженер по промышленному применению

Хелен Сюй (Helen Xu) - главный инженер по промышленному применению с 9-летним опытом работы в области проектирования упаковочного оборудования и машин для розлива жидкостей, выбора модели оборудования и полной оптимизации производственных процессов на производственной линии. Он специализируется на предоставлении индивидуальных решений по упаковке и фасовке для фармацевтической, пищевой и химической промышленности, обладая большим практическим опытом в области соблюдения GMP, стандартов менеджмента качества ISO 9001 и интеграции крупномасштабных линий по производству фасовки и упаковки "под ключ".