引言

江蘇康緣藥業(yè)股份有限公司的智能化固體綜合制劑車間于2018年開工建設(shè),2021年上半年建成投產(chǎn),旨在實(shí)現(xiàn)中藥制藥的自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)。2021年下半年,金紅顆粒品種轉(zhuǎn)移至智能化固體綜合制劑車間生產(chǎn),干法制粒生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了細(xì)粉多、粒度高、一次成型率低等問題,無法滿足現(xiàn)階段全流程自動(dòng)化作業(yè)的需要,制約了生產(chǎn),影響了供貨。基于此,車間開展了金紅顆粒干法制粒生產(chǎn)工藝改進(jìn)研究。

金紅顆粒由川模子、木香、延胡索(醋制)、紅花八角葉等中藥制成,具有疏肝解郁、理氣活血和胃止痛的作用,主要用于慢性淺表性胃炎肝胃不和癥,癥見胃腔脹痛、攻竄兩肋、吞酸噯氣、苔白、脈弦等。金紅顆粒成型工藝采用干法制粒技術(shù),2021年5月,公司固體綜合制劑車間引進(jìn)一臺干法制粒機(jī),用于金紅顆粒生產(chǎn),但因藥粉流動(dòng)性差、不易擠壓成型,生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了細(xì)粉多、粒度高、一次成型率低等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

本文以粒度為主要評價(jià)指標(biāo),優(yōu)選干法制粒機(jī)最佳的壓輪種類以及整粒篩網(wǎng)目數(shù);采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法,以顆粒一次成型率為指標(biāo),優(yōu)化干法制粒參數(shù);同時(shí)進(jìn)行n批工藝驗(yàn)證,對比工藝優(yōu)化前后的制粒效果。

1儀器與試藥

1.1儀器

BsA223s電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司:標(biāo)準(zhǔn)分樣篩,河北安平光亮篩具廠:DG150干法制粒機(jī),山東某機(jī)械制造有限公司。

1.2試藥

金紅顆粒噴霧干燥粉,自制,批號:Z211001:糊精,購自曲阜市天利藥用輔料有限公司,批號:F2110039。

2方法與結(jié)果

2.1噴霧干燥粉制備

按照金紅顆粒處方量及標(biāo)準(zhǔn)制備工藝提取、精制、濃縮至適量后,噴霧干燥、粉碎,加適量糊精總混均勻,即得。

2.2質(zhì)量評價(jià)方法

2.2.1一次成型率

干法制粒機(jī)連接振蕩篩分機(jī),上層安裝24目網(wǎng),下層安裝65目網(wǎng)。分別收集未通過24目篩網(wǎng)的大顆粒、通過65目的細(xì)粉及介于24目和65目之間的合格顆粒,稱定重量。

顆粒一次成型率(%)=24目到65目之間的合格顆粒/顆?？傊亓俊?00%。

2.2.2粒度

參照《中華人民共和國藥典(2020年版)四部》通則0982第二法一雙篩分法測定[1]。取供試品30g,稱定重量,置于規(guī)定的藥篩中,保持水平狀態(tài)過篩,左右往返,邊篩邊輕叩3min。取不能通過一號篩和能通過五號篩的顆粒及粉末,稱定重量,計(jì)算所占比例(%)。

粒度=不能通過一號篩與能通過五號篩的顆粒和粉末之和/供試品取樣量×100%。

2.3壓輪種類優(yōu)選

干法制粒機(jī)是將混合好的干粉物料通過真空上料機(jī)加到上料斗內(nèi),經(jīng)螺旋送料器輸送到壓力室,兩個(gè)高壓力擠壓輪將物料壓制成密度、厚度符合要求的薄片,再通過整粒系統(tǒng)制成粒徑符合要求的顆粒,完成制粒過程。壓輪是干法制粒機(jī)的核心組成部分,壓輪表面鐫刻紋路主要是為了增大壓輪的摩擦力,使物料在生產(chǎn)時(shí)容易被擠壓成型。車間干法制粒機(jī)安裝的是網(wǎng)紋壓輪,使用過程中發(fā)現(xiàn)壓輪網(wǎng)紋紋路淺,容易粘料,使整個(gè)壓輪表面成了光面,導(dǎo)致螺旋送料堵料,設(shè)備報(bào)警停機(jī),降低了生產(chǎn)效率,縮短了設(shè)備使用壽命。經(jīng)調(diào)研,本文選取4種壓輪一網(wǎng)紋、直紋、斜紋、光面進(jìn)行考察,以粒度為考察指標(biāo),取100kg樣品試制,計(jì)算各個(gè)時(shí)間段粒度,結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知,光面壓輪和網(wǎng)紋壓輪制出的顆粒粒度較高,直紋壓輪和斜紋壓輪制出的顆粒粒度較低,即光面檢測粒度>網(wǎng)紋檢測粒度>直紋檢測粒度>斜紋檢測粒度。直紋和斜紋比較適用于流動(dòng)性差、不易擠壓成型的物料,考慮到降低刮刀對壓輪刮蹭的風(fēng)險(xiǎn),故最終選擇斜紋壓輪。

2.4整粒篩網(wǎng)目數(shù)優(yōu)選

整粒篩網(wǎng)是干法制粒機(jī)的重要配件之一。整粒篩網(wǎng)孔徑會影響顆粒的大小,如篩網(wǎng)目數(shù)過小,顆粒不易下料,需要反復(fù)整粒,則細(xì)粉量會增加。經(jīng)預(yù)試驗(yàn),選取4種目數(shù)整粒篩網(wǎng)進(jìn)行考察:10目、12目、14目、16目:以顆粒粒度為考察指標(biāo),取100kg樣品試制,計(jì)算各個(gè)時(shí)間段粒度,結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知,14目和16目篩網(wǎng)測出的顆粒粒度較高,10目和12目篩網(wǎng)測出的顆粒粒度較小?？紤]到菱形編織網(wǎng)孔徑間距小,受力面積較大,且價(jià)格實(shí)惠,而圓形孔徑一次成型網(wǎng)孔徑間距較大,受力面積小,價(jià)格較貴,故最終選擇性價(jià)比較高的10目菱形編織整粒篩網(wǎng)。

2.5干法制粒工藝參數(shù)優(yōu)化

2.5.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合物料性質(zhì)與設(shè)備性能,經(jīng)預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),銀輪轉(zhuǎn)速、送料螺桿轉(zhuǎn)速、整粒轉(zhuǎn)速是影響干法制粒工藝的主要因素。故選取銀輪轉(zhuǎn)速、送料螺桿轉(zhuǎn)速、整粒轉(zhuǎn)速為考察因素,以顆粒一次成型率為考察指標(biāo),采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行工藝優(yōu)化,因素水平表如表1所示。

2.5.2試驗(yàn)方法及結(jié)果

取金紅顆?；旌戏?份,每份50kg,按L9)34)正交表進(jìn)行干法制粒。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表2所示,方差分析如表3所示。

方差分析結(jié)果顯示,A因素)銀輪轉(zhuǎn)速)對干法制粒效果有顯著性影響。直觀分析結(jié)果顯示,3個(gè)因素的影響大小順序?yàn)锳>B>C,即銀輪轉(zhuǎn)速>送料螺桿轉(zhuǎn)速>整粒轉(zhuǎn)速。最佳制粒工藝為A2B2C3,即銀輪轉(zhuǎn)速15r/min,送料螺桿轉(zhuǎn)速110r/min,整粒轉(zhuǎn)速130r/min。

2.6優(yōu)化前后工藝對比

2.6.1優(yōu)化前工藝

取金紅顆粒標(biāo)準(zhǔn)批量混合粉,采用網(wǎng)紋壓輪、12目圓孔一次成型網(wǎng),銀輪轉(zhuǎn)速10r/min,送料螺桿轉(zhuǎn)速100r/min,整粒轉(zhuǎn)速110r/min進(jìn)行干法制粒,平行制備3批。

2.6.2優(yōu)化后工藝

取金紅顆粒標(biāo)準(zhǔn)批量混合粉,采用斜紋壓輪、10目菱形編織整粒篩網(wǎng),銀輪轉(zhuǎn)速15r/min,送料螺桿轉(zhuǎn)速110r/min,整粒轉(zhuǎn)速130r/min進(jìn)行干法制粒,平行制備3批。

2.6.3樣品測定結(jié)果

取不同批次的金紅顆?；旌戏?分別采用優(yōu)化前工藝和優(yōu)化后工藝參數(shù)制備,測定顆粒一次成型率、粒度、溶化性、工作效率,結(jié)果如表4所示。

由表4可知,基于優(yōu)選后的壓輪、篩網(wǎng)及參數(shù)制備所得顆粒,其一次成型率、粒度、工作效率均明顯優(yōu)于原來的工藝,減少了因報(bào)警停機(jī)而導(dǎo)致人工拆洗設(shè)備的時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,更適合作為金紅顆粒的制粒工藝。

3結(jié)語

干法制粒技術(shù)是近年來研究較多的中藥綠色制粒新工藝,廣泛應(yīng)用于固體制劑生產(chǎn)過程。金紅顆粒采用干法制粒進(jìn)行制劑成型,生產(chǎn)過程中出現(xiàn)細(xì)粉多、粒度高、一次成型率低等現(xiàn)象。本文優(yōu)選了斜紋壓輪為干法制粒機(jī)的最佳壓輪,10目菱形編織整粒篩網(wǎng)為最佳整粒篩網(wǎng),最佳干法制粒工藝參數(shù)為銀輪轉(zhuǎn)速15r/min、送料螺桿轉(zhuǎn)速110r/min、整粒轉(zhuǎn)速130r/min,與原工藝相比,提高了顆粒一次成型率,降低了粒度,進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

金紅顆粒生產(chǎn)工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化具有重要意義。首先,不斷提高生產(chǎn)效率確保了藥品的及時(shí)供貨:其次,提高了設(shè)備利用率,降低了生產(chǎn)成本,優(yōu)化后每批節(jié)約人員及設(shè)備成本約2萬余元:最后,有效保證了藥品質(zhì)量的有效、均一、穩(wěn)定,能夠滿足生產(chǎn)車間制粒、總混、機(jī)包等工序全流程的自動(dòng)化作業(yè),為智能制造提供了工藝技術(shù)保障。