浅析智能化技术在制药设备中的应用:以片剂压片机为例

2024-09-04 14:34   上海  

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智能制药

随着医药行业的快速发展,制药设备生产过程中的智能化、高效化已成为提升产品质量、降低生产成本、增强市场竞争力的关键要素。片剂作为固体剂型的重要代表,其生产过程中的压片环节更是直接关系到产品的重量差异、硬度、崩解时限等关键质量指标。而片剂压片环节作为片剂生产的核心步骤,其设备性能与操作精度直接影响产品的质量和生产效率。

压片机类型与工作原理

片剂压片机主要分为旋转式压片机高速压片机两种。旋转式压片机以其结构简单、操作方便、易于维护等特点,在中小型制药企业中应用广泛。而高速压片机则以其高产量、高效率、自动化程度高等优势,成为大型制药企业的首选。

旋转式压片机的工作原理是通过电机驱动转盘旋转,转盘上的冲头和中模在加料斗中填充物料后,经过压制形成片剂。高速压片机则在此基础上,通过增加冲头数量、提高转盘转速、优化物料填充和压制系统,实现了更高的生产效率和更好的片剂质量。

然而,在实际生产过程中,常规压片机常面临诸多挑战。片重差异超限是片剂压片过程中常见的质量问题,尤其容易发生在黏性或引湿性较强的药物上。这一问题不仅影响产品的均匀性和稳定性,还可能导致患者用药剂量不准确,从而影响疗效。此外,高速压片机虽然提高了生产效率,但对物料的填充和压制过程控制要求也更高。一旦操作不当或设备维护不到位,就容易出现片剂质量不稳定的问题,如硬度不均、崩解时限超标等。更为棘手的是,常规压片机往往缺乏实时监控和故障预警功能。一旦发生故障或异常情况,通常需要停机进行检查,这不仅影响了生产效率,还可能对设备造成损害,进而增加维护成本。

智能化在片剂压片环节的应用

随着智能制造技术的发展,越来越多的制药企业开始将智能化技术应用于片剂压片环节,以提升生产效率和产品质量。

智能化压片机通过集成传感器、控制器和数据分析系统,实现了对压片过程的实时监控和精准控制。传感器能够实时采集压片过程中的各项参数(如压力、转速、温度等),并将数据传输至控制器进行分析处理。控制器则根据预设的工艺参数和实时数据,自动调整压片机的工作状态,确保生产过程的稳定性和一致性。

同时,智能化压片机还具备故障诊断和预警功能。当设备出现异常情况时,系统能够迅速识别并发出预警信号,提示操作人员及时处理,避免生产事故的发生。

此外,通过收集和分析压片过程中的大量数据,制药企业可以深入了解生产过程中的规律和瓶颈,进而优化生产工艺和设备配置,提高生产效率和产品质量。例如,利用大数据分析技术,企业可以识别出影响片剂质量的关键因素,并针对性地采取改进措施;通过机器学习算法,企业可以预测设备故障的发生概率,提前进行维护和保养,减少生产中断的风险。

具体生产案例:

随着市场竞争的加剧和劳动力成本的上升,国内某大型药业股份有限公司决定对片剂压片车间进行智能化改造。通过引入全自动高速压片机、自动装盒机、打包/码垛机器人等智能化设备,结合信息化技术和管理系统,采取下列优化措施,打造高效节能、管控严格的全流程智能化数字工厂。

①设备升级:将原有的旋转式压片机更换为全自动高速压片机,提高生产效率和产品质量。同时,配置自动装盒机、打包/码垛机器人等辅助设备,实现包装环节的自动化。

②系统集成:通过MES(制造执行系统)和PCS(过程控制系统)将各工序的智能化设备连接起来,实现生产过程的实时监控和精准控制。同时,引入SCADA(数据采集及监视系统)对生产数据进行采集和分析,为生产优化提供数据支持。

③人员培训:对操作人员进行智能化设备操作和维护的培训,确保他们能够熟练掌握新设备的操作技能和维护方法。

经过智能化改造后,该药业公司的片剂压片车间生产效率提高了10%以上,生产人员减少了三分之一,生产成本降低了300万元/年。同时,产品质量得到了显著提升,不良品率大幅降低。此外,智能化改造还提高了车间的安全性和环保性,减少了污染物排放和能源消耗。

综上所述,制药设备生产中的智能化与高效化是未来制药工业发展的重要趋势。以片剂压片环节为例,通过引入智能化设备和系统、优化生产工艺和配置、加强数据驱动的生产优化等措施,制药企业可以显著提升生产效率和产品质量,降低生产成本和人工成本,增强市场竞争力。同时,智能化改造还有助于提高车间的安全性和环保性,推动制药工业的可持续发展。

·参考来源

[1] 药物制剂设备实例分析

[2] 中国医药制造行业的生产过程和质量管理

[3] 【医药智能制造 经典案例】太极集团西南药业:全流程数字化智能工厂提质降本增效



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来源:智药公会
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