撹拌機ヌッチェ式フィルタードライヤー（スリーインワン）の完全密閉型生産システムを購入する価値はありますか？ | Zhanghua

製薬メーカーは常に、生産プロセスフローを完全に閉鎖された環境で完結させることを最善の解決策として追求してきました。なぜなら、これによりプロセス全体が外部または人工的な不純物、汚染物質などから隔離され、医薬品の品質を最も効果的に保証し、生産による環境への影響を最小限に抑えることができるからです。これは世界の開発動向と一致しています。

製薬工学におけるいくつかの新技術と新しいアイデアの応用は、完全閉鎖環境における医薬品製造のための技術的手段も提供します。「スリーインワン」として知られる撹拌ヌッチェ式フィルタードライヤーは、その製造の鍵となります。本稿では、スリーインワンユニットのいくつかの新技術の開発と応用に基づき、完全閉鎖環境における無菌API製造プロセスを実現する方法について説明します。

無菌APIの一般的なプロセスフロー

一般的に、最終的な医薬品結晶は、無菌APIの精製または合成後、結晶化プロセスを経て得られます。薬物製品を含む結晶懸濁液は、まず濾過され、結晶と母液が分離されます。その後、濾過ケーキ層が得られます。次に、洗浄装置を使用して洗浄液を噴霧し、工程で必要な一定時間、濾過ケーキを浸漬または洗浄します。母液を再度分離した後、結晶は一定時間乾燥（通常は真空加熱または真空凍結乾燥）され、検査のためにサンプルが採取されます。結果が試験に合格すれば、製造プロセスは基本的に完了し、薬物製品の最終工程は荷降ろし、輸送、定量包装または小分け包装となります。

現在、国内の多くの製薬工場における無菌原薬（API）のプロセスフローは、機能間の連携が不十分で、最適化されていません。特に粉末状の医薬品原料の移送・輸送においては、実際の生産において良好な連携が確立されていません。原料は主にバルクまたはバケツで輸送され、作業員によって排出工程と小包装工程の間を移動させています。そのため、原料は複数の精製室を通過することになり、二次汚染のリスクが高まります。完全密閉型の輸送システムを採用すれば、上記の問題を完全に回避でき、生産プロセスをCGMP要件により適合させることができます。

輸送容器（箱またはPE袋）から生産設備（乾燥機、ミキサー、ディスペンサーなど）へ材料をバルクで搬送する場合、搬入・搬出工程において、厳密に無菌要件を満たすことは困難です。製薬会社の衛生および環境保護に対する厳しい要求を考慮すると、特に無菌製品や特定の有効成分を含む製品の製造においては、適切な供給・搬出方法を選択することが重要であり、プロセスフローにおける従来の搬送方法を変更することが、完全閉鎖環境での生産を実現する鍵となります。

全閉式撹拌ヌッチェ式フィルタードライヤー/「スリーインワン」

ガス輸送・排出技術

現在、粉体材料の比較的発達した搬送技術は、高速気流を用いて材料を流動化し、密閉されたパイプラインを通して粉体輸送を実現するというものです。これは世界の先進的なThree-in-Oneメーカーにとって目新しいものではなく、既に滅菌APIの製造に適用され始めています。そのため、元々Three-in-Oneをベースとしていた生産システムを再設計し、この新しい効率的な空気搬送技術を追加する必要がありました。

完全密閉型「スリーインワン」

完全に密閉された 3 in 1 連続生産システムは、通常、複数の撹拌機、ヌッチェ、フィルター、乾燥機、空気搬送システム、計量および包装システムを備えた「3 in 1」ユニットで構成されます。

完全に密閉された 3 in 1 生産システムは自動的に操作および制御することができ、その詳細は次のように紹介されます。

1、

まずユニット全体を密閉し、保護のために滅菌不活性ガス（N2ガスなど）を充填し、処理する結晶化液を自動バルブを通して結晶化装置からThree-in-Oneに投入し、一定の量に達したら供給バルブを閉じます。

2、

不活性ガスを導入して加圧し、底部の大型金属濾板を通して結晶液の固液分離を実現します。

3、

結晶液を固液分離した後、ろ過ケーキをスプレー洗浄します。

4、

洗浄後、油圧装置によって撹拌装置を降下させて混合すると同時に、撹拌装置内の配管によって材料層を加熱する。乾燥工程では温度を厳密に管理する必要があり、そうでないと薬剤が劣化して無効になる。加熱・乾燥中は、溶媒を速やかに蒸発させるためにシステム内を真空状態にする。同時に集塵機を始動させ、真空システムの換気を確保する。

5、

材料層が乾燥し、合格（サンプリングテストまたはプロセス分析技術（PAT）に従って）になったら、真空プロセスを停止し、自動排出プログラムを開始します。

6、

自動排出：排出口付近に高圧滅菌不活性ガス（N₂など）を充填し、同時にストックビン側面を真空引きした後、撹拌装置を下げ、パドルの撹拌・下降速度を制御して材料を掻き集め、押し出すことで、排出バルブからストックビンへ速やかに排出します。パドルが金属フィルタープレート層に近づいた時点で撹拌を停止し、下降させます。その後、不活性ガスを瞬時に充填し、底部の材料をすべてビンへ吹き飛ばします。

7、

原料がストックビンに入った後、レベルが検出され、バッチごとに計量ビンに投入され、計量コントローラによって定量分配されます。これで、医薬品のろ過、洗浄、乾燥、包装の全工程が完了します。

完全密閉型搬送システム

従来の平底濾過装置（タンク式スリーインワン乾燥機や縦型乾燥機など）の主な制約は、最終段階での排出操作が複雑で、原料を完全に排出することが難しいことです。時間がかかるだけでなく、残留物が多く残り、歩留まりの低下や薬剤の混入につながる可能性があります。さらに、従来の設備で排出された原料は、作業員によってバケツに入れられ、複数の精製室を経由して次のサブ包装工程へと運ばれるため、二次汚染のリスクが高まり、プロセスフロー全体におけるcGMPの無菌操作要件にも適合しません。

密閉型搬送システムは、ガス輸送の原理と高速気流洗浄技術を革新的に利用して、タンク型スリーインワンの全自動排出を実現し、搬送プロセス全体が密閉状態にあるため、排出動作が簡単で、効率が高く、操作時間が短く、排出が完全に行われ、残留物がほとんどないため、従来のスリーインワンのプロセス設計の欠点を基本的に修正し、滅菌APIの製造に完全に適用できます。

3つの段階

第一段階（主排出段階）：乾燥工程が終了すると、Three-in-Oneの自動排出プログラムが起動します。まずタンク底部の排出バルブを開き、同時にストックビンの真空システムを接続し、排出バルブが開くと同時に排出ネット上のN2ガスバルブも開きます。排出バルブの中間からN2が吹き込まれ、内部の原料粉末が完全にガス化され、排出パイプを通って高速でストックビンに流れます。原料粉末がビンに到達すると、サイクロンの分離と重力により大部分は底に沈み、少量はN2とともに上部のフィルターに到達し、フィルターに捕捉されて逆吹き装置によって回収されます。

排出工程では、スリーインワンの撹拌機が低速で回転し、ろ板上の粉末を徐々に排出バルブへと押し出し、ほぼすべての製品が排出されるまで続けます。撹拌機のパドルでは掻き取れない底部に残留物（残渣）が残ると、排出工程は第二段階、つまり残渣除去段階へと進みます。

第2段階（残留物除去段階）：撹拌パドルが停止し、タンク上部の高圧N2ガスバルブが開き、高速気流が形成され、タンク下層に残留する粉末材料がすべて吹き上げられ、エアロゾル化されます。その後、低圧N2ガスを吹き込むことで、タンク内のエアロゾルがすべてバルブから速やかに排出されます。高圧ガスの注入回数は、生産要件に応じて設定できます。すべての材料がストックビンに入った後、粉末の密閉包装という次のステップに進みます。

第三段階（計量・小分け段階）：材料は排出され、密閉小分け包装システムに入り、バッチコンテナ上で正確に計量されます。PE袋詰めの製品の場合は、乾燥機の出口に直接接続されます。材料は振動篩を通過し、垂直貯留管に入り、振動管を通して分配されます。バケット充填システムの場合、材料は密閉伝送システムを介して定量充填バルブを通過し、充填されます。

サブ包装システムの動作原理は、スリーインワンで乾燥されたAPI粉末は、振動スクリーンを通過し、ストックビンの底部バルブを通過し、振動と振盪の下で、合格した微粉末が計量ビンに均一にふるい分けられ、その後、閉じられたソフト接続と出口のサブ充填制御バルブを介して、電子スケール上の樽型容器に落下します。計量およびサブ包装システムは、スケール上の材料の重量を検出し、プログラムがサブ包装バルブの開閉を制御するため、1バレルの薬用粉末の分配は、短時間で迅速に基本充填量に達し、その後、ゆっくりと正確にロードできます。重量が設定値に達すると、バルブが閉じられ、サブ包装プロセスが終了します。

完全閉鎖型スリーインワン生産システムの特徴

1）

生産プロセスは完全閉鎖環境で完了します。先進的な搬送システムの革新的な応用により、結晶化から小分け包装までの製造プロセスを完全に閉鎖環境で完了できます。この設備セットは完全閉鎖型の操作システムを備えており、GMP要件により適合しています。

2）

安全性と環境保護。このシステムは完全に密閉された状態で運転されるため、生産中に溶剤が作業環境の空気に汚染されることを完全に回避できると同時に、有毒物質との接触による中毒事故を低減できます。環境保護と労働安全衛生への要請が日々高まっている今日、この利点は特に重要です。

3）

薬剤収率が高く、溶媒は完全に回収できます。生産システム全体が完全密閉状態で稼働するため、原料と溶媒はほぼ100%回収可能であり、原料の脱落、残留、溶媒の揮発による無駄を回避し、特に高付加価値原料や溶媒の処理において大きな経済的メリットをもたらします。

4）

高度に自動化されており、操作も簡単です。各工程は段階的に行われ、安全対策も万全です。作業員は簡単なトレーニングで作業を開始できるため、作業負荷を大幅に軽減できます。

5）

材料の徹底的な洗浄。本装置は洗浄操作中に濾過ケーキを再撹拌・懸濁できるため、濾過ケーキを徹底的に洗浄できます。

6）

ろ過、洗浄、乾燥、透過、計量、小分け包装など、すべての工程を同一のシステムで行うことができます。各工程の接続はスムーズで、スペースも最大限に活用されています。

7）

クリーンな生産。この多機能フィルタードライヤーは密閉状態で稼働し、乾燥後に発生する粉塵を集塵する集塵機を備えているため、生産における高いクリーン度要件を満たすことができます。完全密閉型の3in1生産システムの上記の利点を考慮すると、この生産ラインは特に無菌医薬品に適しており、その技術的性能は医薬品プロセスシステムと完全に統合され、最適化されています。

現在、医薬品製造プロセスにおけるGMP規制の一般的な適用に伴い、ますます多くの企業が自社設備のプロセス適応性を懸念しており、特に最終医薬品の製造段階では、規範や基準がますます厳しくなるため、密閉式生産プロセスが最良の選択となるでしょう。完全密閉式搬送機能を備えたスリーインワン生産システムは、結晶化、濾過、洗浄、乾燥、排出、選別、小分け包装など、医薬品製造プロセス全体を密閉状態で実現できるため、製薬企業にとって非常に優れたソリューションであるだけでなく、新技術を従来の設備に応用して統合・アップグレードする成功例でもあり、このような応用の将来は極めて輝かしいものとなっています。