如何以靈活的方式來(lái)灌裝西林瓶、注射器和卡式瓶

2021年，伯克希爾無(wú)菌制造公司（BSM）投資約2000萬(wàn)美元擴(kuò)大其生產(chǎn)能力，投資內(nèi)容包括建立額外的實(shí)驗(yàn)室和儲(chǔ)存區(qū)。不僅如此，BSM公司還將潔凈室系統(tǒng)擴(kuò)大了一倍，為配備冷凍干燥機(jī)的新灌裝系統(tǒng)提供了足夠的空間——這一新系統(tǒng)是全自動(dòng)的、基于隔離器，而且非常靈活。BSM的無(wú)菌灌裝線BSM想要建造一條灌裝線，每批次的產(chǎn)能為60?000單位，用于灌裝西林瓶（散裝或RTU包材內(nèi)的）、注射器和卡式瓶。灌裝線還應(yīng)具有每批處理35?000個(gè)10R小瓶的冷凍干燥能力，并配備有用于生產(chǎn)即用型（RTU）包材的主動(dòng)凈化系統(tǒng)。首先，BSM評(píng)估了當(dāng)?shù)氐暮献骰锇椋⑽蠧olanar提供灌裝機(jī)、Genesis提供封蓋機(jī)、IMA提供冷凍干燥機(jī)，最后，再委托Sterne提供所需的其他設(shè)備和隔離器，并使用Claranor基于紫外線輻射技術(shù)制造的用于RTU包材的機(jī)器人管道凈化系統(tǒng)（RTDS2），以完備生產(chǎn)線并將所有設(shè)備集成到統(tǒng)一的交鑰匙系統(tǒng)中。這5家供應(yīng)商已經(jīng)聯(lián)合起來(lái),首次合作開發(fā)解決方案。由于該生產(chǎn)線既要處理散裝的玻璃容器，也要處理RTU型的玻璃容器，因此靈活性是灌裝線的主要要求之一。畢竟，這兩種產(chǎn)品形式在初級(jí)包裝過(guò)程中的生產(chǎn)步驟是有很大不同的。用于處理RTU型玻璃容器的生產(chǎn)線一、RTU玻璃容器的加工首先，RTU規(guī)格的小瓶、注射器或卡式瓶會(huì)被裝在熱成型塑料容器中，用薄膜和Tyvek蓋子密封成“管子”。之后，這些管子會(huì)被裝入雙層袋中，用紙箱包裝起來(lái)并由托盤裝運(yùn)。專業(yè)人員會(huì)手動(dòng)移除副袋，并將主袋中的管子裝載到皮帶上；皮帶會(huì)將管子運(yùn)輸至半自動(dòng)拆包站（SDB），在SDB，主袋將會(huì)被移除。SDB系統(tǒng)位于受限進(jìn)入屏障系統(tǒng)（RABS）中。然后，管子會(huì)被定位在RTDS2的輸入站。凈化系統(tǒng)會(huì)使用脈沖光技術(shù)（PLT）對(duì)RTU包材進(jìn)行滅菌。管子會(huì)進(jìn)入進(jìn)氣室，其中的機(jī)器人手臂會(huì)抓住管子并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使得管子的每一側(cè)都得到4個(gè)Claranor氙燈的充分照射。氙燈會(huì)發(fā)出1?MW的白光，這足以徹底凈化管的表面。該系統(tǒng)配備了一個(gè)發(fā)電機(jī)，可將能量?jī)?chǔ)存在電容器中。當(dāng)被觸發(fā)時(shí)，電容器會(huì)用20?kV和300?J的高壓脈沖點(diǎn)燃氙燈。氙燈會(huì)發(fā)出光譜范圍很寬的脈沖紫外光，其強(qiáng)度是太陽(yáng)照射在地球表面的光的50?000倍。這種光可以在RTU包材進(jìn)入灌裝線之前殺死包材表面所有的微生物，而保證包裝完好無(wú)損。由于PLT在避光處不起作用，所以需要RTDS2機(jī)器人臂旋轉(zhuǎn)RTU包材，以便脈沖燈能夠照射到RTU包材的每個(gè)角落，確保整個(gè)包材均已按照規(guī)定得到凈化。當(dāng)管子通過(guò)出口室時(shí)，它會(huì)在單向氣流的作用下被噴射到ADE中。在ADE中，會(huì)有機(jī)械臂移除Tyvek蓋子，并將容器輸送到灌裝機(jī)。在容器被藥品填充并用塞子封口后，需要冷凍干燥的西林瓶會(huì)被移到冷凍干燥機(jī)中，而其他西林瓶則被直接送至加蓋機(jī)，在那里完成初級(jí)包裝過(guò)程，同時(shí)注射器和卡式瓶則會(huì)在其管子中離開灌裝機(jī)。二、散裝玻璃容器的加工散裝的容器經(jīng)歷的工序則是大有不同的。工作人員會(huì)將容器從外包裝中取出，并將其裝載到RA-V4旋轉(zhuǎn)式清洗機(jī)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。當(dāng)容器經(jīng)過(guò)清洗和干燥站時(shí)，夾子會(huì)自動(dòng)拾取每個(gè)容器并進(jìn)行重新定位，這樣可以確保獲得更佳的噴霧清潔和干燥效果。此外，清洗機(jī)的工位上配有針頭。這些針頭會(huì)被提升起來(lái)并最終推入容器內(nèi)，在容器內(nèi)表面噴灑注射用水（WFI）和壓縮空氣。完成清洗和干燥后，小瓶會(huì)被自動(dòng)放到清洗機(jī)和去熱原通道之間的傳送帶上。旋轉(zhuǎn)式清洗機(jī)的集成控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同瓶子的尺寸和類型自動(dòng)控制機(jī)器的所有功能參數(shù)。系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器（PLC）和人機(jī)界面（HMI）。參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各種配方中，這些配方受密碼保護(hù)，只有主管和授權(quán)人員才能訪問(wèn)。清洗機(jī)與小瓶?jī)?nèi)部和工藝流體接觸的部件均由AISI316L不銹鋼制成，而其他部件則由AISI304不銹鋼制成。而且機(jī)器滿足以下法規(guī)要求：動(dòng)態(tài)藥品生產(chǎn)管理規(guī)范（cGMP），自動(dòng)化生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GAMP）以及聯(lián)邦法規(guī)21章第11款（21CFRPart11）。容器清洗完畢后，VP300小瓶推送器會(huì)在層流中將容器推入ST0-CCS去熱原通道。該通道由三個(gè)腔室組成：入口腔室、熱腔室和冷卻腔室。帶有層流裝置的入口腔室會(huì)對(duì)容器進(jìn)行干燥和預(yù)熱，并保護(hù)容器免受來(lái)自熱腔室的熱空氣回流的影響。在熱腔室中，容器會(huì)經(jīng)歷去熱原的熱循環(huán)。在該處理過(guò)程中，容器暴露在250℃～340℃的溫度下，以達(dá)到Log6的滅菌效果。在滅菌過(guò)程中，機(jī)器會(huì)遵循經(jīng)驗(yàn)證的方案，根據(jù)容器尺寸調(diào)整特定的時(shí)間和溫度參數(shù)。冷卻腔室則會(huì)以受控方式冷卻玻璃容器，以減少容器受到的溫度沖擊。通道出口處的氣密絕緣門配有耐高溫充氣密封件，可在冷卻腔室滅菌期間保護(hù)灌裝隔離器。冷卻腔室由溫度為160℃的過(guò)濾熱空氣進(jìn)行消毒。ST0-CCS輸送帶寬300mm，采用242m3/h的進(jìn)氣進(jìn)行去熱化。一旦冷卻使玻璃容器達(dá)到了所需溫度，容器就會(huì)被排放到線性傳送帶上，從而到達(dá)旋轉(zhuǎn)臺(tái)RT600。冷卻后，容器會(huì)被裝載到傳送帶上，而傳送帶最終通往灌裝隔離器。機(jī)器人手臂會(huì)抓住一排瓶子，將它們放在一個(gè)空巢中。一旦巢被填滿，機(jī)器人便會(huì)將巢放置在配備有Colanar灌裝機(jī)和封蓋機(jī)的灌裝站上，并在那里根據(jù)需要進(jìn)行容器的灌裝和封蓋。接下來(lái)，另一個(gè)機(jī)器人會(huì)拿起灌裝和密封好的瓶子，將它們放在傳送帶上。這條傳送帶會(huì)通過(guò)閘門離開灌裝隔離器。如果產(chǎn)品不需要冷凍干燥，容器會(huì)被直接運(yùn)輸至Genesis封蓋機(jī)，并在那里進(jìn)行最終的密封；如果產(chǎn)品需要冷凍干燥，小瓶則會(huì)被送入IMALyomax15冷凍干燥機(jī)。該冷凍干燥機(jī)有一個(gè)SIP裝置，其容器由不銹鋼AISI316L制成，并用高達(dá)126℃的蒸汽進(jìn)行消毒。干燥機(jī)外殼上配有固定噴嘴和旋轉(zhuǎn)噴嘴，可噴射到腔室和電容器的內(nèi)表面。機(jī)器還配有液氮（LN2）作為制冷劑。此外，機(jī)器的真空干燥泵可以替代標(biāo)準(zhǔn)油封，這樣可以防止離心泵可能出現(xiàn)的油回流現(xiàn)象，并降低了維護(hù)成本。冷凍干燥機(jī)Lyomax15三、基于隔離器的無(wú)菌包裝生產(chǎn)線除了以上機(jī)器外，BSM還配備了灌裝用隔離器和封蓋用開放式受限進(jìn)入屏障系統(tǒng)（ORABS）。隔離器設(shè)計(jì)用于生產(chǎn)無(wú)菌產(chǎn)品（無(wú)論產(chǎn)品是否具有毒性），同時(shí)可保持內(nèi)部與外部環(huán)境的持續(xù)分離。通過(guò)高效空氣過(guò)濾器（HEPA）過(guò)濾的單向空氣，隔離器可實(shí)現(xiàn)ISO-5環(huán)境。單向空氣會(huì)垂直流過(guò)工藝區(qū)域，并通過(guò)排氣扇保持內(nèi)部和外部區(qū)域之間的壓力差。最終產(chǎn)生的廢氣則通過(guò)“袋進(jìn)袋出”HEPA過(guò)濾器過(guò)濾。無(wú)菌隔離器與產(chǎn)品接觸的表面由AISI316L不銹鋼制成，而不與產(chǎn)品和消毒溶液接觸的部件則由AISI304L不銹鋼制成。此外，帶有Tri-Clamp接頭的清潔溶液管道也由AISI316L不銹鋼制成。隔離器配有手套，以供技術(shù)人員進(jìn)行干預(yù)和處理環(huán)境監(jiān)測(cè)（EM）組件。ISO的集成控制系統(tǒng)由PLC和作為HMI的觸摸屏控制面板組成。四、5家供應(yīng)商共同開發(fā)解決方案在5家供應(yīng)商的合作開發(fā)下，BSM獲得了一種能夠處理多種不同尺寸的玻璃容器的解決方案。該生產(chǎn)線的產(chǎn)能可達(dá)3000單位/h。處理的容器既可以是規(guī)格為2R～100R的RTU型西林瓶，也可以是規(guī)格為0.5?ml～5?ml的