هل يستحق الأمر اقتناء نظام الإنتاج المغلق بالكامل لمجفف مرشح نوتشه ذي المحرك (ثلاثي في ​​واحد)؟ | تشانغهوا

لطالما كان الحل الأمثل الذي تسعى إليه شركات تصنيع الأدوية هو إتمام عملية الإنتاج في بيئة مغلقة تمامًا، لأن هذه الطريقة تعزل العملية برمتها عن الشوائب الخارجية أو الاصطناعية والتلوث وغير ذلك، مما يضمن جودة الدواء على أكمل وجه ويقلل من تأثير الإنتاج على البيئة. ويتماشى هذا مع توجهات التنمية العالمية.

يُتيح تطبيق بعض التقنيات والأفكار الحديثة في الهندسة الصيدلانية وسائل تقنية لإنتاج الأدوية في بيئة مغلقة تمامًا. ويُعدّ مجفف الترشيح ذو المحرك المُحرك، المعروف باسم "ثلاثي الوظائف"، عنصرًا أساسيًا في هذه العملية. يشرح هذا المقال كيفية تحقيق عملية إنتاج المواد الصيدلانية الفعالة المعقمة في بيئة مغلقة تمامًا، وذلك بالاعتماد على تطوير وتطبيق بعض التقنيات الحديثة لوحدة "ثلاثي الوظائف".

التدفق العام لعملية تصنيع المواد الصيدلانية الفعالة المعقمة

بشكل عام، تُستخلص البلورات الدوائية النهائية من خلال عملية التبلور بعد تكرير أو تصنيع المادة الفعالة المعقمة. يُرشح معلق البلورات المحتوي على المنتج الدوائي أولاً لفصل البلورات عن المحلول الأم، ثم تُستخلص طبقة كعكة الترشيح. بعد ذلك، يُستخدم جهاز الغسيل لرش سائل الغسيل لنقع أو شطف كعكة الترشيح لفترات زمنية محددة حسب متطلبات العملية. بعد فصل المحلول الأم مرة أخرى، تُجفف البلورات (عادةً بالتسخين الفراغي أو التجفيف بالتجميد الفراغي) لفترة زمنية معينة، ثم تُؤخذ عينة للفحص. إذا اجتازت العينة الاختبار، تكون عملية الإنتاج قد اكتملت بشكل أساسي، وتتمثل الخطوات النهائية للمنتجات الدوائية في التفريغ والنقل والتعبئة الكمية أو التعبئة الفرعية.

في الوقت الراهن، لا تزال عمليات إنتاج المواد الصيدلانية المعقمة في معظم مصانع الأدوية المحلية غير مكتملة وغير مُحسّنة، حيث تفتقر إلى ترابط فعّال بين وظائفها. ويُلاحظ غياب الترابط الجيد في عمليات نقل المواد الصيدلانية المسحوقة، خاصةً في الإنتاج الفعلي. إذ تُنقل هذه المواد عادةً بكميات كبيرة أو في دلاء، ويقوم العمال بنقلها بين مراحل التفريغ والتعبئة الفرعية. ونتيجةً لذلك، تمر المواد عادةً عبر غرف تنقية متعددة، مما يزيد من خطر التلوث الثانوي. أما في حال استخدام نظام توصيل مغلق بالكامل، فيمكن تجنب هذه المشكلات تمامًا، مما يجعل عملية الإنتاج أكثر توافقًا مع متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة الحالية (CGMP).

يصعب الالتزام التام بمتطلبات التعقيم أثناء عمليات التحميل والتفريغ إذا تم نقل المواد بكميات كبيرة من حاوية النقل (صندوق أو كيس بلاستيكي) إلى معدات الإنتاج (مجفف، خلاط، موزع، إلخ). ونظرًا لمتطلبات شركات الأدوية الصارمة فيما يتعلق بالنظافة وحماية البيئة، لا سيما في إنتاج المنتجات المعقمة أو المنتجات التي تحتوي على مكونات فعالة معينة، فمن الضروري اختيار طرق التغذية والتفريغ المناسبة، لذا يُعد تغيير طريقة النقل التقليدية في مسار العملية أمرًا أساسيًا لتحقيق الإنتاج في بيئة مغلقة تمامًا.

مجفف مرشح نوتش ذو محرك تقليب مغلق بالكامل / "ثلاثة في واحد"

تكنولوجيا نقل وتفريغ الغاز

تعتمد تقنية نقل المواد المسحوقة المتطورة نسبيًا حاليًا على استخدام تدفق هواء عالي السرعة لتسييل المادة، ثم نقل المسحوق عبر خط أنابيب مغلق. وهذه التقنية ليست جديدة على الشركات المصنعة الرائدة لأنظمة التكرير الثلاثية في العالم، وقد بدأت بالفعل بتطبيقها في إنتاج المواد الصيدلانية الفعالة المعقمة، الأمر الذي يتطلب إعادة تصميم نظام الإنتاج القائم أصلاً على أنظمة التكرير الثلاثية، وإضافة هذه التقنية الجديدة والفعالة لنقل الهواء.

مغلق بالكامل "ثلاثة في واحد"

يتكون نظام الإنتاج المستمر ثلاثي الوظائف المغلق بالكامل بشكل عام من وحدة "ثلاثية الوظائف" مع أكثر من مجفف مرشح نوتش واحد، ونظام نقل الهواء، ونظام الوزن والتعبئة والتغليف.

يمكن تشغيل نظام الإنتاج الثلاثي المغلق بالكامل والتحكم فيه تلقائيًا، وسيتم تقديم تفاصيله على النحو التالي:

1-

أولاً، قم بإغلاق الوحدة بالكامل، واملأها بغاز خامل معقم (مثل غاز النيتروجين) للحماية، وأضف سائل التبلور المراد معالجته من جهاز التبلور إلى جهاز "ثلاثة في واحد" من خلال الصمام الأوتوماتيكي، وأغلق صمام التغذية بعد الوصول إلى حجم معين.

2-

يتم إدخال الغاز الخامل لزيادة الضغط، ويتم تحقيق فصل المواد الصلبة عن السائلة في سائل التبلور من خلال لوحة الترشيح المعدنية الكبيرة الموجودة في الأسفل.

3-

بعد فصل المواد الصلبة عن السائلة في سائل التبلور، يتم رش وغسل كعكة الترشيح.

4-

بعد الغسل، يُخفض جهاز التقليب بواسطة الجهاز الهيدروليكي لخلط المكونات، وفي الوقت نفسه، تُسخّن طبقة المادة بواسطة الأنبوب الموجود داخل جهاز التقليب. يجب التحكم بدقة في درجة الحرارة أثناء عملية التجفيف، وإلا سيتلف الدواء ويصبح غير فعال. أثناء التسخين والتجفيف، يُفرغ النظام من الهواء لتسريع تبخر المذيب، ويُشغل في الوقت نفسه جهاز تجميع الغبار لضمان تهوية نظام التفريغ.

5-

بعد تجفيف طبقة المواد وتأهيلها (وفقًا لاختبار أخذ العينات أو تقنيات التحليل العملياتي (PAT))، أوقف عملية التفريغ وابدأ برنامج التفريغ التلقائي.

6、

التفريغ التلقائي: يتم ملء منطقة قريبة من منفذ التفريغ بغاز خامل معقم عالي الضغط (مثل النيتروجين)، وفي الوقت نفسه يتم تفريغ جانب حاوية التخزين من الهواء، ثم يتم إنزال جهاز التقليب، والتحكم في سرعة التقليب وهبوط المجداف لكشط ودفع المواد، مما يساعدها على الدخول بسرعة إلى حاوية التخزين عبر صمام التفريغ. يتوقف التقليب والهبوط عندما يقترب المجداف من طبقة لوحة الترشيح المعدنية، ثم يتم ملء الغاز الخامل فورًا لدفع جميع المواد الموجودة في القاع إلى الحاوية.

7、

بعد دخول المادة إلى صومعة التخزين، يتم قياس مستواها، ثم تُحمّل في صومعة القياس على دفعات، وتُوزّع كمياً عبر وحدة التحكم بالوزن. وبذلك تكتمل عملية ترشيح الأدوية وغسلها وتجفيفها وتعبئتها.

نظام نقل مغلق بالكامل

يتمثل القيد الرئيسي للمرشحات التقليدية ذات القاع المسطح (مثل مرشحات الخزانات ثلاثية الوظائف والمجففات الرأسية) في تعقيد عملية التفريغ النهائية، وصعوبة تفريغ المواد بالكامل. لا يقتصر الأمر على استغراق وقت طويل فحسب، بل يترك أيضًا كمية كبيرة من المخلفات، مما يقلل من الإنتاجية وقد يؤدي إلى اختلاط دفعات الأدوية. والأهم من ذلك، أنه بعد التفريغ في المعدات التقليدية، يتم نقل المواد السائبة في الغالب بواسطة العمال في دلاء إلى عملية التعبئة والتغليف الفرعية التالية، مرورًا بغرف تنقية متعددة، مما يزيد من خطر التلوث الثانوي ويتعارض مع متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة الحالية (cGMP) للعمليات المعقمة في كامل مسار العملية.

يستخدم نظام النقل المغلق بالكامل بشكل مبتكر مبدأ نقل الغاز وتقنية تنظيف تدفق الهواء عالي السرعة لتحقيق التفريغ التلقائي الكامل في خزان من النوع الثلاثي في ​​واحد، وتتم عملية النقل بأكملها في حالة مغلقة، مع عملية تفريغ بسيطة، وكفاءة عالية، ووقت تشغيل قصير، وتفريغ كامل، وتقريبًا بدون أي بقايا، مما يعالج بشكل أساسي عيب تصميم عملية النظام الثلاثي في ​​واحد التقليدي، مما يجعله قابلاً للتطبيق بشكل كامل على إنتاج المواد الصيدلانية الفعالة المعقمة.

ثلاث مراحل

المرحلة الأولى (مرحلة التفريغ الرئيسية): عند انتهاء عملية التجفيف، يتم تفعيل برنامج التفريغ التلقائي لنظام "ثلاثي في ​​واحد". أولًا، يُفتح صمام التفريغ الموجود على جانب قاع الخزان، ويتم توصيل نظام التفريغ الخاص بصندوق التخزين في الوقت نفسه. عند فتح صمام التفريغ، يُفتح صمام غاز النيتروجين (N2) الموجود على شبكة التفريغ تلقائيًا. يُضخ غاز النيتروجين من منتصف صمام التفريغ لتغويز مسحوق المادة بالكامل، ويتدفق عبر أنبوب التفريغ إلى صندوق التخزين بسرعة عالية. عندما يصل مسحوق المادة إلى الصندوق، يسقط معظمه إلى القاع بفعل الفصل الإعصاري والجاذبية، بينما يصل جزء صغير منه إلى المرشح العلوي مع غاز النيتروجين، حيث يُحجز بواسطة المرشح ويُعاد تدويره بواسطة جهاز النفخ العكسي.

أثناء عملية التفريغ، يتحرك المحرك في جهاز "ثلاثي في ​​واحد" بسرعة منخفضة، ويدفع المسحوق الموجود على لوحة الترشيح تدريجيًا إلى صمام التفريغ حتى يتم تفريغ جميع المنتجات تقريبًا. تبقى بعض الرواسب في الأسفل حيث لا يستطيع المحرك كشطها (المواد المتبقية)، وعندها تدخل عملية التفريغ المرحلة الثانية، وهي مرحلة إزالة المواد المتبقية.

المرحلة الثانية (مرحلة إزالة البقايا): يتوقف مجداف التقليب، ثم يُفتح صمام غاز النيتروجين عالي الضغط أعلى الخزان، مما يُولّد تيار هواء عالي السرعة، يعمل على نفخ جميع المواد المسحوقة المتبقية في الطبقة السفلية وتحويلها إلى رذاذ. بعد ذلك، يُضخ غاز النيتروجين منخفض الضغط، بحيث يمكن تفريغ جميع الرذاذ الموجود في الخزان بسرعة من الصمام. يمكن للمستخدم ضبط أوقات حقن الغاز عالي الضغط وفقًا لمتطلبات الإنتاج. عند دخول جميع المواد إلى حاوية التخزين، يمكن البدء في الخطوة التالية وهي تغليف المسحوق بإحكام.

المرحلة الثالثة (مرحلة الوزن والتعبئة الفرعية): يتم تفريغ المواد ودخولها إلى نظام التعبئة الفرعية المغلق، حيث يمكن وزنها بدقة على حاوية الدفعة. بالنسبة للمنتجات المعبأة في أكياس البولي إيثيلين، يتم توصيلها مباشرةً بمخرج المجفف. تمر المواد عبر الغربال الاهتزازي، ثم تدخل أنبوب التخزين الرأسي، ومن ثم يتم توزيعها عبر الأنبوب الاهتزازي. أما بالنسبة لنظام تعبئة الدلو، فيتم تعبئة المواد من خلال صمام التعبئة الكمي عبر نظام النقل المغلق.

تعتمد آلية عمل نظام التعبئة الفرعية على تجفيف مسحوق المادة الفعالة (API) بواسطة جهاز التجفيف ثلاثي المراحل، ثم تمريره عبر غربال اهتزازي من خلال الصمام السفلي لصندوق التخزين. وتحت تأثير الاهتزاز، يُفرز المسحوق الناعم ذو الجودة المطلوبة بالتساوي في صندوق القياس، ثم يُسكب في الحاوية الأسطوانية على الميزان الإلكتروني عبر وصلة مرنة مغلقة وصمام تحكم التعبئة الفرعية عند المخرج. يقوم نظام الوزن والتعبئة الفرعية بقياس وزن المادة على الميزان، ويتحكم البرنامج في فتح وإغلاق صمام التعبئة الفرعية، مما يسمح بتوزيع كمية التعبئة الأساسية في برميل واحد من المسحوق الدوائي بسرعة خلال فترة وجيزة، ثم تحميله ببطء ودقة. وعندما يصل الوزن إلى القيمة المحددة، يُغلق الصمام، وتنتهي عملية التعبئة الفرعية.

ميزات نظام الإنتاج المغلق بالكامل ثلاثي الوظائف

1）

تُستكمل عملية الإنتاج في بيئة مغلقة تمامًا. وبفضل التطبيق المبتكر لنظام النقل المتطور، يُمكن إتمام عملية الإنتاج، بدءًا من التبلور وحتى التعبئة والتغليف، في بيئة مغلقة تمامًا. تتميز هذه المجموعة من المعدات بنظام تشغيل مغلق بالكامل، ما يجعلها أكثر توافقًا مع متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة (GMP).

2）

السلامة وحماية البيئة. بفضل تشغيل هذا النظام في بيئة مغلقة تمامًا، يُمكن تجنب تلوث الهواء بالمذيبات أثناء الإنتاج، والحدّ من حوادث التسمم الناجمة عن ملامسة المواد السامة. وتزداد أهمية هذه الميزة اليوم مع تزايد المطالبات بحماية البيئة وحماية العمال.

3）

يتميز هذا النظام بإنتاجية عالية للدواء، وإمكانية استعادة المذيب بالكامل. وبما أن نظام الإنتاج بأكمله يعمل في بيئة مغلقة تمامًا، فإنه يمكن استعادة المواد والمذيبات بنسبة تقارب 100%، مما يجنب الهدر الناتج عن فقدان المواد أو تراكمها أو تبخر المذيبات، ويحقق فوائد اقتصادية كبيرة، لا سيما في معالجة المواد والمذيبات عالية القيمة.

4）

يتميز هذا النظام بأنه آلي بالكامل وسهل التشغيل. تُنفذ كل عملية على مراحل، مع مراعاة إجراءات السلامة بدقة. يمكن للعمال تولي العمل بعد تدريب بسيط، مما يقلل بشكل كبير من عبء العمل.

5）

تنظيف شامل للمواد. بما أن هذه المعدات قادرة على إعادة تقليب وتعليق كعكة الترشيح أثناء عملية الغسيل، فإنه يمكن تنظيف كعكة الترشيح بشكل كامل.

6）

يمكن إنجاز جميع العمليات باستخدام النظام نفسه، بما في ذلك الترشيح والغسيل والتجفيف والنقل والوزن والتعبئة الفرعية. وتتميز عملية الربط بين كل مرحلة بسلاسة، مع الاستغلال الأمثل للمساحة.

7）

إنتاج نظيف. يعمل مجفف الترشيح متعدد الوظائف هذا في بيئة مغلقة، وهو مزود بجهاز تجميع الغبار لجمع الغبار الناتج بعد التجفيف، مما يلبي أعلى معايير النظافة في الإنتاج. ونظرًا للمزايا المذكورة أعلاه لنظام الإنتاج المغلق بالكامل ثلاثي الوظائف، يُعد خط الإنتاج هذا مناسبًا بشكل خاص للمنتجات الصيدلانية المعقمة، مما يجعل أداءه التقني متكاملًا ومُحسَّنًا تمامًا مع نظام العمليات الصيدلانية.

مع تطبيق لوائح ممارسات التصنيع الجيدة (GMP) على نطاق واسع في عمليات إنتاج الأدوية، يزداد اهتمام الشركات بمدى ملاءمة معداتها لهذه العمليات، لا سيما في مرحلة تصنيع المنتجات الدوائية النهائية، حيث تزداد المعايير واللوائح صرامةً، ما يجعل عمليات الإنتاج المغلقة الخيار الأمثل. يُتيح نظام الإنتاج ثلاثي الوظائف، المزود بوظيفة نقل مغلقة بالكامل، إمكانية إتمام جميع مراحل إنتاج الأدوية في بيئة مغلقة، بما في ذلك التبلور، والترشيح، والغسل، والتجفيف، والتفريغ، والفرز، والتعبئة الفرعية. لذا، يُعد هذا النظام حلاً مثالياً لشركات الأدوية، ونموذجاً ناجحاً لتطبيق التكنولوجيا الحديثة على المعدات التقليدية بهدف دمجها وتطويرها، ما يُبشر بمستقبل واعد لهذا النوع من التطبيقات.