Nos hemos especializado en el suministro de equipos de procesamiento industrial para industrias químicas finas, pesticidas, nuevas energías, nuevos materiales y farmacéutica durante más de 48 años.
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Nos hemos especializado en el suministro de equipos de procesamiento industrial para industrias químicas finas, pesticidas, nuevas energías, nuevos materiales y farmacéutica durante más de 48 años.
Resumen: A partir de la estructura básica y el principio de funcionamiento del secador de filtro de tuerca agitado en forma de cono de Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment (equipo "tres en uno") y tomando el producto de grado limpio como ejemplo, las ventajas del equipo en el La producción de API se analiza desde cuatro aspectos: pureza del producto, adaptabilidad del proceso, automatización y monitoreo en tiempo real, y CIP multidireccional.
Palabras clave: filtro secador de nueces con agitación en forma de cono (Equipo “Tres en Uno”); producción de API; ventajas; nuevas BPF
0 Introducción
En el proceso de producción de AIPs, con el fin de reducir la pérdida de material y evitar la contaminación ambiental que puede causar la transferencia de material después de la cristalización, los procesos posteriores de filtración, lavado y secado del material se suelen realizar en un solo equipo, que se llama "Tres en uno" para abreviar. El “tres en uno” más común que se usa en la producción de medicamentos es el de fondo plano, y no hay duda de que tiene ventajas en la producción de API estériles; el fondo plano circular, descarga lateral (siempre queda material), rendimiento de secado deficiente, pequeño movimiento de material durante el proceso de secado y transferencia de calor de baja eficiencia, más límites de secado, etc.
El desarrollo del prototipo del filtro secador de nueces agitado en forma de cono (en lo sucesivo, "Tres en uno" en forma de cono) comenzó alrededor de 1993. Sobre la base de un análisis exhaustivo de las ventajas y desventajas de los "Tres en uno" domésticos. El equipo "One", después de cinco generaciones, se ha convertido en el modelo actual de grado limpio, que ya se utiliza con éxito en la producción de API durante más de 10 años.
Con la creciente conciencia ambiental y los estándares de calidad de producción más altos de API en China, el "Tres en uno" en forma de cono tiene sus ventajas significativas. Tomando como ejemplo el "Tres en uno" en forma de cono de grado limpio de Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment, aquí presentamos brevemente su estructura básica y principio de funcionamiento y nos enfocamos en sus ventajas en la producción de API.
1 Estructura básica y principio de funcionamiento del "Tres en uno" en forma de cono de Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment
El “tres en uno” en forma de cono puede completar una serie de procesos en una sola pieza de equipo, incluidos los procesos de separación y filtración sólido-líquido, lavado de torta de filtración y secado de materiales.
1.1 Estructura básica
Tomando como ejemplo el "Tres en uno" en forma de cono de grado limpio para la producción de API, su estructura principal se muestra en la Figura
Figura 1 Estructura de "Tres en uno" en forma de cono de grado limpio
a - Mecanismo a prueba de polvo b - Mecanismo de transmisión a prueba de explosiones
c - Mecanismo de cremallera d - Mecanismo de pulverización
e - Eje principal para agitar y sistema de intercambio de calor incorporado
f - Cuerpo principal g - Mecanismo de mantenimiento auxiliar
h - Mecanismo de filtrado i – Válvula de descarga automática de expansión hacia abajo
Más detalles:
a es el mecanismo a prueba de polvo, que cumple con los requisitos del área limpia y ayuda a evitar la contaminación por polvo causada por las piezas de transmisión.
b es el mecanismo de transmisión a prueba de explosiones, que incluye un motor principal a prueba de explosiones y un reductor. Su reductor de engranajes endurecido puede fortalecer la capacidad de transmisión y garantizar un funcionamiento estable del equipo.
c es el mecanismo de cremallera, con sello mecánico de grado limpio del eje principal y disposición multisoporte.
d es el mecanismo de rociado, incluidos los componentes para el lavado de materiales y CIP.
e es el eje principal para agitar y el sistema de intercambio de calor incorporado, utilizando un mecanismo de agitación suspendido tipo cinta (sin fulcro en la parte inferior).
f es el cuerpo principal del equipo, incluida la camisa de intercambio de calor y los componentes de aislamiento exterior.
g es el mecanismo de mantenimiento auxiliar, que se utiliza para ayudar a las partes del cono a subir y bajar, lo que facilita el desmontaje y el mantenimiento.
h es el mecanismo de filtrado, incluidos los componentes para el medio de filtrado y el CIP inverso (RCIP).
i es una válvula de descarga automática de expansión hacia abajo, que puede realizar una operación totalmente automática. Utiliza una tapa de válvula con fondo plano, sin esquinas muertas para el material acumulado y se puede limpiar completamente en su lugar.
1.2 Principio de funcionamiento
Se aplica un flujo de proceso intermitente al "Tres en uno" en forma de cono de Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment, cuyo proceso de operación típico es "alimentación-filtración-lavado-secado-descarga-CIP", como se muestra en la Figura 2.
1.2.1 Filtrado
El equipo generalmente adopta filtración a presión o filtración al vacío, y existe una gran diferencia entre estas dos formas según las características de los materiales y las tortas de filtración, lo que debe confirmarse mediante pequeñas pruebas.
1.2.2 Secado
Durante el proceso de secado al vacío, el equipo tiene incorporado un sistema de circulación de medio de calor. Cuando se agrega el medio de calor, al mismo tiempo, con el bombeo de vacío, el mecanismo de agitación tipo cinta gira hacia adelante para levantar el material y voltearlo en todas las direcciones para realizar el intercambio de calor completo, y se puede monitorear el estado de secado de los materiales. por un muestreador en línea de vacío.
1.2.3 Descarga
Una vez que se completa el proceso de secado y el entorno interno del equipo vuelve a la presión normal, se abre la válvula de descarga y el mecanismo de agitación gira hacia adelante para descargar la mayoría de los materiales, y la agitación expulsa el resto de una pequeña cantidad de residuos. mecanismo al revés.
1.2.4 Limpieza
Una vez completada la descarga, el equipo se limpia en múltiples direcciones: el sistema de lavado limpiará la parte interna y el mecanismo de agitación tipo cinta; El sistema RCIP limpiará la capa residual, el medio filtrante y la válvula; El sistema CIP limpiará la tapa de la válvula y la boquilla de conexión.
Figura 2 Flujo de operación de "Tres en uno" en forma de cono
2 ventajas del "tres en uno" en forma de cono de Wuxi Zhanghua Pharmaceutical Equipment en la producción de API
La nueva versión de GMP presenta requisitos más altos para la producción de API y equipos relacionados. Es obvio que el equipo es la clave para garantizar la calidad de los API y la estabilidad de su producción. A continuación, se explicarán las ventajas del "Tres en uno" en forma de cono en la producción de API en combinación con los requisitos relevantes en el nuevo GMP.
2.1 Producto de alta pureza
2.1.1 No se permite mezclar impurezas en el material
Una vez que ingresa el material, las partes del equipo que están directamente expuestas al material incluyen la boquilla funcional, la pared interna, el mecanismo de agitación, el mecanismo de filtración, el canal de filtrado, el componente de filtración y el mecanismo de la válvula de descarga. Entre ellos, excepto el mecanismo de agitación, los demás son todos estáticos. Equipadas con los materiales correctos, con un proceso de fabricación adecuado, estas piezas no traerán ninguna materia extraña al proceso. Sin embargo, el mecanismo de agitación se está moviendo. Primero, necesita usar un sello mecánico de grado limpio del eje principal para lograr un buen rendimiento de sellado. Se establece una cavidad de aislamiento en el sello mecánico para evitar que las impurezas que pueda generar el ambiente o el propio sello mecánico ingresen al equipo. En segundo lugar, como no hay un fulcro giratorio en la parte inferior del mecanismo de agitación "tres en uno" en forma de cono, que está diseñado con el concepto de suspensión, elimina fundamentalmente la posibilidad de contaminación por impurezas.
2.1.2 Garantizar un entorno seguro y limpio
El equipo está completamente sellado, lo que no solo asegura la limpieza del producto durante el proceso, sino que también protege el entorno de producción. Especialmente para casos con soluciones volátiles o peligrosas en el proceso, el equipo puede garantizar la seguridad del medio ambiente y los operadores.
El mecanismo de agitación tipo cinta utiliza una estructura fija axialmente que no se mueve hacia arriba ni hacia abajo y mantiene una distancia segura estable y estable del equipo, lo que garantiza la seguridad de la producción sin mantenimiento de rutina.
2.2 Ventajas de la Adaptabilidad
2.2.1 Alta eficiencia de filtrado
(1) Área de filtro grande: el medio filtrante de "Tres en uno" tiene forma de cono, está equipado en la pared del tanque, como se muestra en la Figura 3. Tomando el tamaño del dispositivo con un diámetro interior de aproximadamente 1 m como ejemplo, el área de filtro cónico estándar es de aproximadamente 1,6 m 2 , y el área de filtro efectiva es aproximadamente tres veces mayor que la del "Tres en uno" con el mismo diámetro, pero con fondo plano.
Figura 3 Estructura del medio filtrante de forma de cono "Tres en uno"
(2) Espesor nominal pequeño de la torta de filtración: hay muchos estudios sobre la teoría de la filtración. Debido a la gran diferencia en las propiedades de las partículas de material, existen muchos factores que afectan la tasa de filtración. Un modelo semiempírico basado en la Ley de Darcy y la Ecuación de Poiseuille determina que el espesor de la torta de filtración es uno de los factores, que es inversamente proporcional a la tasa de filtración [1]: con la selección correcta del medio filtrante, la capa de torta de filtración debe formarse y desempeñar un papel de puente estable dentro de un tiempo razonable para mejorar el rendimiento de filtración. Cuanto más delgada es la capa de torta de filtración, más rápida es la velocidad de filtración.
(3) En el "Tres en uno" en forma de cono, la distancia entre el medio filtrante y el mecanismo de agitación es el espesor nominal de la torta del filtro. El mecanismo de agitación tipo cinta cambia continuamente la torta interna, la capa delgada de torta del filtro retenida en la superficie del medio filtrante formará una capa estable de refuerzo del filtro. Al mismo tiempo, el proceso de reemplazo también puede suavizar los espacios en la torta de filtración, creando una diferencia de presión estable, obteniendo así una torta de filtración con un contenido de humedad más bajo.
2.2.2 Lavado eficiente
El mecanismo de agitación interno tipo cinta del "tres en uno" en forma de cono puede volver a pulpar rápidamente el material después de agregar una cantidad adecuada de líquido de lavado. El contacto completo entre la torta del filtro y el líquido de lavado mejorará en gran medida la eficiencia de lavado y reemplazo. En comparación con el mecanismo de agitación general tipo cuchilla y tipo ancla, el tipo cinta obviamente tiene un mejor rendimiento de eliminación de pulpa.
2.2.3 Gran área de transferencia de calor y secado eficiente
El "tres en uno" en forma de cono tiene una gran área de transferencia de calor, que incluye el área de transferencia de calor del cuerpo principal (equipado con una camisa de transferencia de calor de alta eficiencia) y el área de transferencia de calor de agitación general interna. El área de intercambio de calor súper grande no solo garantiza su rendimiento de secado, sino que, lo que es más importante, hace un uso efectivo del área de intercambio de calor. El contacto de intercambio entre el material y las partes de intercambio de calor es el factor más crítico.
El mecanismo de agitación tipo cinta en el "Tres en uno" en forma de cono tiene un mejor rendimiento en la mezcla de materiales: el mecanismo de agitación tipo cinta gira de abajo hacia arriba para levantar el material y luego vuelve a caer al fondo. , con un largo recorrido. La simulación del rendimiento de mezcla de materiales en el "Tres en uno" en forma de cono se muestra en la Figura 4. El software se utiliza para simular el estado de movimiento real del material, y las partículas de color claro se seleccionan como muestras de seguimiento. .
Tomando como ejemplo el diseño del mecanismo de mezcla MX-F-II en un "Tres en uno" en forma de cono de 5 m3, el coeficiente de alimentación es del 40 %, la velocidad de rotación es de 35 r/min y las muestras se rastrean en un poco tiempo, y se encuentra que pueden moverse uniformemente y entrar en contacto con la superficie de intercambio de calor. Para diferentes materiales, combinados con el rendimiento de la mezcla y la necesidad de la forma del cristal, hay una variedad de tipos en la base de datos de diseño, y el equipo personalizado también es opcional. En caso de circunstancias especiales, el mecanismo de agitación también se puede conectar con los mecanismos correspondientes para cumplir con los requisitos, como para el material con aglomeración grave, se puede equipar el dispositivo de trituración forzada.
Figura 4 Simulación del rendimiento de mezcla de materiales de "tres en uno" en forma de cono
2.3 Automatización y monitoreo en tiempo real
En el proceso de producción farmacéutica a gran escala, si el proceso de operación de un solo dispositivo se controla manualmente, inevitablemente habrá algunos errores. Para garantizar la consistencia de los productos entre lotes en términos de flujo de proceso, el "Tres en uno" en forma de cono puede controlarse automáticamente, es fácil de operar e integrarse en el sistema de control central (PLC o DCS, etc.) , que reduce en gran medida los trabajos para la operación del equipo, mejora la eficiencia de producción y garantiza efectivamente la alta calidad y estabilidad de los productos.
Además, también es muy importante monitorear el estado del producto dentro del equipo para el control del flujo del proceso. El muestreador equipado en el interior puede operar en línea en vacío durante el proceso de secado para garantizar la continuidad de la producción y monitorear efectivamente el rendimiento del secado.
2.4 CIP multidireccional
Para que el "Tres en uno" en forma de cono produzca API, la parte interna en contacto directo con el material se pule y su rugosidad es Ra≤0.4 μm. Después de completar un lote de productos, se realizará la descarga. . Como la parte inferior del equipo está diseñada de forma cónica, el puerto de descarga se establece en la posición más baja, sin esquinas muertas para el material acumulado. Después de abrir la válvula de descarga, la mayoría de los materiales en el mecanismo de mezcla de rotación hacia adelante se descargarán sin problemas (para evitar la descarga masiva incontrolada de materiales una vez que se abre la válvula, el mecanismo de agitación juega un cierto papel de puente, y una vez que la el material se gira, se descargará automáticamente por gravedad); En la última etapa de la descarga, la rotación inversa del mecanismo de agitación juega un papel adicional en el empuje del material, lo que casi puede descargar el material restante en el equipo.
Para solucionar el problema de una pequeña cantidad de residuos, existe un programa de limpieza auxiliar:
(1) El CIP interno del equipo, el anillo de rociado personalizado tiene orificios en todas las direcciones, y la pared interna del equipo y la parte de la boquilla del cabezal también se pueden limpiar en su lugar. Mientras tanto, existen diferentes ángulos de caída opcionales para el mecanismo de agitación tipo cinta según las características de los materiales. Cuando se completa el proceso, la mayoría de los materiales se pueden descargar y la boquilla de la ducha puede limpiar una pequeña cantidad de residuos.
(2) Programa de limpieza in situ inversa (RCIP) para el medio filtrante: para el problema de los residuos, la mayoría de los procesos de producción de API utilizan placas sinterizadas multicapa de metal como medio filtrante. El espacio de seguridad entre el borde exterior de la cinta y el medio filtrante es donde se encuentran los residuos finales, cuya cantidad varía con las características del material. El mecanismo RCIP está ubicado entre el medio filtrante y el canal de filtrado, como se muestra en la Figura 5. RCIP se lleva a cabo dentro de una distancia corta (generalmente 2 ~ 3 cm), la presión de lavado puede alcanzar 0,6 MPa. La capa residual generalmente se pega como un todo y puede aplastarse por la fricción del mecanismo de agitación después de un lavado parcial. Al mismo tiempo, CIP puede lavar con eficacia el medio filtrante y mantener la tasa de filtración de cada lote para materiales extremadamente finos o viscosos. Con respecto al reemplazo y mantenimiento del medio filtrante, el "Tres en uno" en forma de cono está equipado con un mecanismo de mantenimiento auxiliar, que incluye un sistema de elevación, componentes de elevación del cono, etc., que es fácil de operar y mantener.
Figura 5-- Fliter Medio de Forma de Cono "Tres-en-Uno"
Diagrama esquemático de limpieza inversa en el lugar (RCIP)
3 Conclusión
El "tres en uno" en forma de cono nació para satisfacer la demanda del mercado y ha obtenido varias patentes nacionales. Se ha desarrollado y aplicado durante más de 20 años, y la versión en forma de cono de grado limpio para el cumplimiento de la producción de API ya es la quinta generación, que sigue de cerca los requisitos reglamentarios correspondientes de la industria farmacéutica, desde el diseño estructural hasta aplicación, y se ha utilizado en las empresas farmacéuticas durante más de 10 años. Con la creciente conciencia ambiental y el mercado de API en expansión, es esencial actualizar el equipo farmacéutico. El "tres en uno" en forma de cono mejorará significativamente la calidad del producto, protegerá el entorno de producción y brindará beneficios considerables a las empresas.
