降低西林瓶轧盖不合格率的工艺研究

2022-09-11

轧盖机是粉针生产线中的专用设备, 可将各种规格西林瓶瓶口加铝盖或铝塑盖, 锁紧封口, 达到密封的作用, 从而保证药品不受污染, 轧盖环节是冻干粉针剂密封的最后环节[1]。2010版《药品生产质量管理规范》规定:轧盖前产品视为处于未完全密封状态[2]。冻干粉针剂只有轧盖合格后才算完全密封, 其中轧盖机的封装质量、封装速度, 产品损耗率及设备通用性是衡量轧盖机性能的主要指标[3,4,5]。因此, 轧盖合格率的高低直接影响药品的质量以及生产的效率。

我公司冻干粉针剂车间的轧盖机为全自动八工位单刀型轧盖机, 轧盖机主要由以下六个部分组成:1、小瓶传送系统:为轧盖系统供应、传送和排除小瓶, 实现整机连续运转。2、轧盖系统:通过小瓶的自转与公转以及刀盘的跟进将铝盖紧紧包封在瓶口上。3、主传动系统:为进瓶螺旋杆、轧盖系统及进、出拨瓶轮提供相应的动力。4、选送盖系统:采用电磁震荡原理为轧盖系统提供充足的铝盖。5、电器控制系统:通过多种元器件尤其是PLC控制器监视和协调整台机器的运行。6、主机升降系统:采用蜗杆机构带动主轴及选送盖系统上下移动以适应瓶体高度的变化。

车间的轧盖工段一直处于比较平稳的状态, 其轧盖不合格率一直控制在0.4%~0.6%之间。但是由于扩大生产更换了铝塑组合盖的供应商, 自从换用新厂商提供的铝塑组合盖之后, 轧盖工段连续出现卡塞、下料不顺畅等各种故障。与更换厂商之前生产的5批进行对比, 换用新的铝塑组合盖之后, 连续生产5批扎盖不合格率明显上升, 数据如下表所示:

如上图所示:更换厂商后, 轧盖不合格率比更换之前有明显上升, 这使得批量条件下的合格品数量减少, 造成了原辅料的浪费;同时由于轧盖不合格品的增加, 使得批量的轧盖时间延长, 设备效率的下滑。更换新的铝塑组合盖造成的轧盖不合格品率上升已经影响了我车间的生产效率和效益, 因此, 我公司要求把轧盖不合格品率降低到0.4%以下。

一、试验内容和方法

1. 相关系统要素

本试验之前, 涉及的计量仪表, 分析仪器设备以及分析方法均经校验或验证, 厂房、HVAC、公共介质、环境消毒、设备、清洁灭菌工艺等验证要素均已验证合格。冻干粉针剂车间已经通过了《药品生产质量管理规范》 (2010年修订) 认证, 轧盖机采用的是进口的全自动八工位单刀型轧盖机。

2. 原因分析

经车间排查, 现场确认发现, 在冻干半成品扎盖生产过程中, 提高扎盖不合格率的因素包括以下几个方面:1振荡锅的原有振荡频率不适用;2下料器的轨道松动;3铝件与塑件的铆合不好;4铝盖重量变轻, 材质改变, 承压能力弱;5铝盖的尺寸规格不符合要求;6铝盖的外包装对铝盖的保护不佳;7高温灭菌使铝盖的塑件变形。

根据生产工艺的技术特点对导致扎盖不合格率上升的影响因素进行排除性筛选, 找出导致扎盖不合格率上升的主要原因。

(1) 振荡锅的原有振荡频率不适用。震荡锅采用电磁震荡原理将铝塑组合盖进行统一排列。不同的铝塑组合盖的固有频率不一样, 当震荡锅的震荡频率和铝塑组合盖的固有频率一样时, 两者形成共振, 震荡效果最为理想。在换用厂家的铝盖之前, 轧盖机振荡锅的振荡频率为35Hz。换用新的铝盖之后, 在此振荡频率之下, 振荡锅中的铝盖会出现排列不一致的现象, 而当排列出现问题的铝盖在理盖轨道中无法顺利排除而进入下料器的轨道中时, 就会发生卡盖, 下料不畅等现象。因此, 震荡锅的震荡频率不适用为要因。

(2) 铝件与塑件的铆合不好。铝盖在轧盖过程中能否顺利的下料与其重心有很大的关系, 而铝盖的重心主要由其塑件与铝件之间的铆合度决定。经过对两厂家的铝盖进行调查, 发现原厂家的塑件和铝件之间铆合较好, 在受力的情况下不容易出现塑件和铝件之间的相对滑动。而新厂家的塑件和铝件之间的铆合度较差, 在轻微受力的情况下塑件和铝件就会出现相对的滑动, 这就造成了在轧盖过程中各个铝盖的受力不一致, 从而使轧盖机出现卡盖以及下料不畅, 影响设备效率。因此铝件与塑件的铆合不好为要因之一。

(3) 铝盖重量轻, 材质改变, 承压能力弱。由于药包材所固有的特性使机器无法解决或增加解决的难度。相反只要在药包材上稍加改进, 就会使机器封口质量的稳定性大大提高。就目前包材情况看, 虽然瓶和盖都有关系, 但最为关键的还是在瓶盖的配套和质量上。[4]经统计, 当铝盖出现不规则形状时, 轧盖机就会出现卡盖或下料不畅的现象, 从而造成部分冻干半成品漏轧盖而被遗弃。但是, 在公司质检部门的抽检过程中, 并未发现此种形状的铝盖。对其各取铝盖20只进行称重, 取其平均质量, 同时对其材质进行分析, 其结果如下所示:

从上表中可以看出, 新厂家铝盖的重量要小于原厂家, 并且在新厂家的铝盖中, 含有Si成份, 这就造成了新厂家的铝盖承压能力弱, 在灭菌以及轧盖过程中容易受挤压变形, 从而造成轧盖不合格率升高, 因此可确定此为要因。

3. 解决措施

针对上述的三个问题要因制定相应的解决对策, 并设定目标值来衡量实施对策的效果。

(1) 振荡锅的原有振荡频率不适用。

解决对策:调整振荡锅的振荡频率

具体措施:振荡锅原来的振荡频率为35HZ, 为了找到合适新厂家铝盖的合适振荡频率, 采用单因素试验法。在保证铝盖的下料速度不变的前提下, 以轧盖不合格率为考察对象。在振荡锅不同的振荡频率下, 每次取8000个空西林瓶进行试机, 具体结果如下表4所示:

从上表可以看出, 在振荡锅的振荡频率为30Hz, 轧盖不合格率最低。因此, 由设备班长以及机长对振荡锅的振荡频率进行调整, 由35Hz调整为30Hz。同时, 考虑到振荡频率的变化, 对理盖轨道的倾斜度、间距、下料量等多方面进行整改, 使铝盖在振荡过程中能够有序的排列。

实施结果:调整好振荡锅的振荡频率之后, 进行同步工艺验证, 对连续3批的里奇 (注射用乳糖酸阿奇霉素) 轧盖情况进行统计。结果如下表5所示:

从上表可以看出, 轧盖不合格率已达到预期目标。

(2) 铝件与塑件的铆合不好及铝盖重量变轻, 材质改变, 承压能力弱。

解决对策:新厂家的铝盖中含有Si成份, 导致其质量较轻, 抗拉强度较小。同时, 其铝件与塑件的铆合度也不够理想。因此, 反馈厂家需对其铝盖的生产工艺进行优化。

具体措施:该方面的整改措施主要包括以下两方面的内容: (1) 车间就铝盖的铆合度、铝盖的重量以及铝盖的材质方面的问题向厂家反应, 建议厂家适当提高铝盖中Fe的含量, 增强铝件与塑件的铆合度, 经协商, 新厂家同意对铝盖的工艺以及材质做出相应的调整; (2) 提高铝盖的检测标准, 增加铝盖的抗拉强度和铆合度检测。

实施效果:厂家以根据我公司的需求对铝塑组合盖的制作工艺进行优化, 并生产出符合我公司要求的铝塑组合盖, 为了检验新铝塑组合盖的效果, 在生产使用之前, 取10000只铝盖, 在振荡频率为30HZ的条件下进行试机, 结果如下表6:

从上表可以看出, 在厂家对铝塑组合盖进行优化之后, 已适应生产需求, 效果达到预期目标。

二、试验结果与总结

1. 实施对策效果检查

经过上述攻关后, 对整个扎盖系统进行三批产品工艺验证, 并对扎盖不合格率进行统计, 结果如下表7所示:

将攻关前扎盖不合格品平均值与、目标值、攻关后的数据进行对比, 绘制成柱形图, 具体如下图1所示:

从上图1可以看出, 攻关后西林瓶的扎盖不合格率由1.41%下降到0.36%, 达到了预期目标效果, 大大提高了扎盖合格率, 提高了药品的质量, 提高设备效率, 缩短工作时间, 减轻了工作人员的工作量, 提高了车间的生产效益。

讨论

随着经济的发展, 市场对制药行业的要求越来越高, 制药设备也不断更新换代, 作为工艺专业的设计者, 应与时俱进, 精益求精。我公司冻干粉针剂车间对西林瓶扎盖系统的的攻关, 使扎盖不合格率由原来的1.41%下降到现在的0.4%以下, 提高了药品的扎盖合格率, 为公司创造了经济效益, 同时也进一步增强了我公司人员了节约意识, 充分体现了我公司“求索进取, 护佑众生”企业理念。

摘要：通过对西林瓶轧盖系统的研究, 寻找出轧盖合格率下降的因素, 为提高西林瓶轧盖合格率提供技术指导。具体方法是:在实际生产的条件下, 统计出轧盖不合格率, 并对轧盖系统进行调查分析, 寻找出使轧盖不合格品上升的原因, 并针对原因采取相应的措施。结果表明:经过对工艺改造, 西林瓶轧盖系统的产品不合格率由1.41%降低到0.4%, 工艺可行, 稳定可靠。

关键词：西林瓶,扎盖,合格率