CN104173195A - 一种全自动冻干片剂生产设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动冻干片剂生产设备及其控制方法，该设备主要包括：模具冲压系统、灌装系统、冷冻干燥系统、自动封装系统、自动切割系统、高清拍照检漏系统，系统之间由传送带和/或进料机械臂连接，冷冻干燥系统包括：冻干箱壳体、进料机械臂、进料辅助导轨、进料小门、检修门、搁板、冻干喷头、真空冷肼系统、搁板循环系统、冷媒供应系统等。该设备紧凑，制冷速度快，节约时间、节约空间，且以液氮为冷媒，可以使待冻干的物质迅速冷冻成为固态，尤其适合含有不易溶性成分的待冻制剂的生产。

Description

一种全自动冻干片剂生产设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种全自动冻干片剂生产设备及其控制方法。

技术背景

冻干制剂生产设备在医药领域已经应用多年，尤其是在冻干注射剂的生产过程中，近年来有将冻干注射剂的生产设备应用到冻干片剂制备中的趋势，但由于对工艺要求的不同，依然存在许多问题。随着制冷技术的发展，液氮开始作为冷源应用于冻干设备，冻干片的出现又拓展了液氮冻干制剂设备的应用范围。

现有冻干制剂生产设备主要包括冻干箱体、冷肼、真空泵、制冷机。冻干箱中设有搁板组件，搁板上放置需要冻干的物质，搁板具有一定的厚度，其内的空腔可供冷媒流动，从而保证降温均匀并缩短的降温时间。现有冻干剂生产设备在搁板加料或搁板出料时需要有人工完成，效率低，且在医药领域有人工参与的环节容易引入异物，药品质量会产生波动，制冷一般采用氟利昂压缩机，制冷速度慢，氟利昂也可能对环境产生污染。

发明内容

本发明提供一种全自动冻干片剂生产设备及其控制方法，该设备省去了液氮隧道系统，使整个冻干生产线更加紧凑，节约时间、节约空间。本发明以液氮为冷媒，可以使待冻干的物质迅速冷冻成为固态，尤其适合含有不易溶性成分的待冻物质的生产，如：奥氮平冻干口崩片的生产。

本发明具体提供了一种以液氮为冷源的冻干片剂生产设备，该设备制冷速度快、全自动操作、生产环境好。该设备主要包括：模具冲压系统100、灌装系统200、冷冻干燥系统300、自动封装系统400、自动切割系统500、高清拍照检漏系统600，系统之间由传送带D和/或进料机械臂308连接，

所述的冷冻干燥系统300包括：中空隔热耐压的冻干箱壳体301，

冻干箱壳体301的侧壁设有进料小门302、检修门303，

预冻冷媒喷头305设置在进料小门302的上方，

搁板306在冻干箱壳体301内部水平设置，

冻干喷头304设置于冻干箱壳体301内壁上，

真空冷肼系统3001与冻干箱壳体301通过管路联通，

搁板循环系统3002与搁板306侧壁通过管路联通，

冷媒供应系统3003分别与预冻冷媒喷头305和冻干喷头304通过管路联通。

本发明所述的进料机械臂优选机械手气夹牵引臂。

本发明所述的冻干设备所用的冷媒为液氮。

本发明的设备中所用的传送带为低温传送带，该低温传送带可以由液氮或氟利昂为冷媒。

本发明的模具冲压系统100由冲头固定装置101、冲头102、冲模103、冲模固定装置104组成，该系统有一个或多个冲头102和冲模103，冲头102之间及冲模103之间的距离可调节，冲头102与冲模103配套使用。

本发明的灌装系统200由灌装头固定装置201、灌装头202、待灌装板材固定装置203组成，该系统有一个或多个灌装头202，灌装头202之间的距离可调节。

本发明冷冻干燥系统300由冻干箱壳体301、进料小门302、检修门303、冻干喷头304、预冻冷媒喷头305、搁板306、真空冷肼系统3001、搁板循环系统3002组成。

本发明的冻干系统300中的冻干箱壳体301由保温材料和耐压材料制成，可以选自不锈钢、隔热石棉，内层优选不锈钢。

本发明的进料小门302在冻干壳体301的任意一侧，小门302可以是一个或两个或三个或四个，进料小门302用来进入装有待冻干制剂的小下层板a，冷冻干燥完成后冻干后的小下层板a可以从冻干前进入的进料小门302移出，也可以从另一个进料小门302移出，进料小门302的开启和闭合由齿轮或液压装置自动完成，进料小门以向外开启为佳。

多个预冻冷媒喷头305并排设置在进料小门302内侧门边框上，预冻冷媒喷头305目的是让灌装后的药液快速冷冻成为固体，防止混合均匀的药液在冻干过程中出现“花片”、“黑点”现象。

本发明的冷冻干燥系统300中设有检修门303，检修门303的打开方式为常规方式，如：合页、推拉轨道。检修门303是为了方便检修或清场。

本发明的冷冻干燥系统300中设有冻干冷媒喷头304，冻干冷媒喷头304设置在冻干箱壳体301的内侧，冻干冷媒喷头304可以设置在冻干箱壳体301内壁的同一侧或相对的两侧，冻干冷媒喷头304可以是多层水平设置，每层根据层面积设置多个喷头，可以是1个～10个喷头，优选4个～8个喷头，更优选5个～7个喷头。冻干冷媒喷头304的总数量由冻干箱壳体301内容积、冻干箱壳体301中搁板数、待冻干小下层板a的数量、待冻干药液理化性质决定。

本发明冷冻干燥系统300中的搁板306为中空耐压导热的平板，其水平设置在冻干箱壳体内部。搁板306可以移动，其上下竖直移动可以由机械齿轮传动方式完成，也可以通过液压传动方式完成。

真空冷肼系统3001由冷肼、真空泵、真空冷肼箱组成。冷肼以液氮作为冷媒，真空冷肼箱的内容积为冻干箱壳体301内容积的80%～150%。

搁板循环系统3002由搁板306、循环介质储存器、循环泵、温度调控装置组成，各部分由耐压软管链接。搁板循环系统3002中循环介质为硅油；温度调控装置为压缩机，也可以加装加热装置，以满足不同冻干条件的要求。

冷媒供应系统3003为冷媒储存及供给控制装置。

本发明的设备的搁板306上表面可以设有多根供小下层板a移动的导轨309。

本发明设备的冻干壳体301上还设有废气排放口及其控制装置、温度监控装置、真空度监控装置、观测窗等，这些装置作为现有技术引入本发明，不做详细说明。

本发明的全自动冻干片剂生产设备还含有自动封装系统400，自动封装系统400用来完成给小下层板a压模。

本发明的全自动冻干片剂生产设备还含有1个或多个自动切割系统500，自动切割系统500可将下层板A切割成小下层板a，将小下层板a切割成符合包装要求的切割后的板层aa。

目前对药物填装的检漏方法有多种，其中高清拍照检漏是目前较为常见的技术，本发明的设备采用高清拍照的方法进行检漏系统600，该系统采用大面积光源照射在包装下层板上，以高分辨率的大视野镜头的彩色摄像头垂直于包装平面拍摄，从而得到图像，最后用计算机通过图像处理算法对图像进行分析判断，最终确定凹槽中是否含有药片，药片是否为花片，药片是否有局部破损，并在传送带传送过程中用气阀装置进行剔除。

下层板A具有一定延展性的薄板，可在冲压出凹槽供作为待冻干物的盛放载体，根据产品性质及生产成本的不同要求，薄板选自：薄膜铝板、薄膜铝合金板等等。

本发明的全自动冻干片剂生产设备的生产控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步，下层板A通过传送带传送到冲模103正上方，传送带暂停移动，冲头102向下移动，在下层板A上冲压出符合要求的凹陷槽，当冲头102向上移动时，传送带继续移动一段距离；

第二步，经过模具冲压系统100冲压过的带有凹槽的下层板A经传送带移动至灌装系统200，灌装头202向下移动，将待冻干制剂注入到下层板A上的凹槽中，

通过调节系统之间的运行时间使得冲压和灌装过程连续；

第三步，将灌装好的下层板A剪切成适合搁板306宽度的规格，剪切过的下层板A为小下层板a，在进料辅助导轨E的辅助下，小下层板a由传送带D和/或进料机械臂308经进料小门302送入到搁板306上，同时预冻冷媒喷头305喷出液氮，使小下层板a凹槽中的制剂迅速冷冻为固态，当第一层搁板306放置完毕后，通过冷冻干燥箱壳体301内部的机械装置移动，使另一层搁板306与进料小门302相连通，完成与第一层搁板306相同的放置小下层板a的操作；

第四步，把冻干箱壳体301中的所有搁板306都装满小下层板a，关闭进料小门302，关闭预冻冷媒喷头305，冷媒喷头304开始喷出液氮，当冻干箱壳体301内部温度达到要求，关闭冷媒喷头304，真空冷肼系统3001开启，搁板循环系统3002开启，并按预设值进行运行，直到符合要求；

第五步，打开进料小门302，通过机械臂和/或传送带逐层将搁板306上的小下层板a移送到高清拍照检漏系统600中，对小下层板a进行自动拍照检漏；

第六步，自动封装系统400对小下层板a进行封装；

第七步，自动切割系统500对封装好小下层板a进行切割，切割后的板层aa的大小为最终产品的规格大小，第五步高清拍照检漏系统600中检出的不符合要求的切割后的板层aa进行剔除。

本发明的全自动冻干片剂生产设备的另一种生产控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步，下层板A通过传送带传送到冲模103正上方，传送带暂停移动，冲头102向下移动，在下层板A上冲压出符合要求的凹陷槽，当冲头102向上移动时，传送带继续移动一段距离；

第二步，将冲压过的下层板A经自动切割系统切割成小下层板a，由传送带移动至灌装系统200，灌装头202向下移动，将待冻干液体注入到小下层板a中的凹槽中，

通过调节系统之间的运行时间使得冲压和灌装过程连续；

第三步，进料小门302的外侧设置有等候区，经传送带转移的小下层板a在等候区达到一定数量，在导轨309的辅助作用下，由传送带D和/或进料机械臂308经进料小门302送入到搁板306上，同时预冻冷媒喷头305喷出液氮，使小下层板a凹槽中的制剂迅速冷冻为固态，当第一层搁板306放置完毕后，通过冷冻干燥箱壳体301内部的机械装置移动，使另一层搁板306与进料小门302相连通，完成与第一层搁板306相同的放置小下层板a的操作；

第四步，把冻干箱壳体301中的所有搁板306都装满小下层板a，关闭进料小门302，关闭冷媒喷头305，冷媒喷头304开始喷出液氮，当冻干箱壳体301内部温度达到要求，关闭冷媒喷头304，真空冷肼系统3001开启，搁板循环系统3002开启，并按预设值进行运行，直到符合要求；

第五步，打开进料小门302，在进料辅助导轨E通过进料机械臂308和/或传送带D逐层将搁板306上的小下层板a移送到高清拍照检漏系统600中，对小下层板a进行自动拍照检漏；

第六步，自动封装系统400对小下层板a进行封装；

第七步，自动切割系统500对封装好小下层板a进行切割，切割后的板层aa的大小为最终产品的规格大小，第五步高清拍照检漏系统600中检出的不符合要求的切割后的板层aa进行剔除。

本发明设备的进料辅助导轨E与进料机械臂308协同使用，进料辅助导轨E可以移动，传送带D上的小下层板a在进料机械臂308的作用下移动到进料辅助导轨E上，进料辅助导轨E移动到与导轨309处于同一水平位置的适合位置后，在进料机械臂308的作用下将小下层板a沿导轨309移入到隔板306上。

附图说明

为了更好的表示本发明的设备特点，附图中的设备省略了一些现有装置。

图1是本发明全自动冻干片生产设备示意图；

图2是小下层板a待进入、完全进入、移出搁板306的三个状态俯视示意图；

图3是搁板306上已有小下层板a的状态下的水平方向视图；

图4是冻干系统300中冻干箱的立体图，为了更好的表示其立体结构，该图中省略了搁板306上的导轨309；

图5是图4立体结构的俯视图；

图6是图5立体结构沿F-F面的剖面图，该图省略了检修门303及其相应部件；

图7是图4立体结构的主视图,为了视图的清晰省略了检修门303及其相应部件;

图8是图7立体结构沿B-B面的剖面图，该图省略了检修门303及其相应部件；

附图标记说明：

100模具冲压系统、101冲头固定装置、102冲头、103冲模、104冲模固定装置；

200灌装系统、201灌装头固定装置、202灌装头、203待灌装板材固定装置；

300冷冻干燥系统、301冻干箱壳体、302进料小门、303检修门、304冻干喷头、305预冻冷媒喷头、306搁板、308进出料机械臂装置、309导轨；

3001真空冷肼系统、3002搁板循环系统、3003冷媒供应系统；

400自动封装系统；

500自动切割系统；

600高清拍照检漏系统；

A下层板、a小下层板、aa切割后的板层、C搁板循环系统管道、D传送带、E进料辅助导轨。

具体实施例

本实施例是为了进一步说明本发明，并不用于限定本发明。

本实施例以奥氮平冻干口崩片生产为例，说明本发明的设备及其控制方法。

实施例一

如图1所示下层板A通过传送带传送到冲模103正上方，传送带暂停移动，冲头102向下移动，在下层板A上冲压出凹陷槽，凹陷槽为凹透镜形状，表面光泽，无明显棱角，当冲头102向上移动时，传送带继续移动一段距离。

模具冲压系统100冲压过的带有凹槽的下层板A经传送带移动至灌装系统200，灌装头202向下移动，将奥氮平、甘露醇、水配置成的奥氮平混合液经灌装头202注入到下层板A中的凹槽中，每个凹槽中注入1ml奥氮平混合液。

通过调节模具冲压系统100和灌装系统200之间的运行时间使得整个生产过程连续。

冷冻干燥系统300中的两层搁板306在初始状态时都停放在冻干箱壳体301内部的底层，且上层搁板306恰好与进料小门302水平联通。

灌装好的下层板A经自动切割系统500切割成适合搁板306宽度的规格，剪切过的下层板A为小下层板a，小下层板a在进料机械臂308及进料辅助导轨E作用下，经进料小门302推入到搁板306上，同时预冻冷媒喷头305喷出液氮，使小下层板a凹槽中的奥氮平混合溶液迅速冷冻为固态，当上层搁板306放置完毕后，上层搁板306通过冷冻干燥箱壳体301内部的机械装置先向上移动到预定位置后，下层搁板306向上移动至与进料小门302水平相连通位置，机械臂继续将小下层板a推入下层搁板306上，直至装满，关闭预冻冷媒喷头305，下层搁板306向上移动至相应位置后，关闭进料小门302。

开启冷媒喷头304，喷出液氮，当冻干箱壳体301内的温度达到-80℃时，关闭冷媒喷头304。

搁板循环系统3002开启，该系统中循环的是低温硅油，并按预设值进行运行。

真空冷肼系统3001开启，该系统由液氮提供制冷，直到符合要求。

打开真空阀使冻干箱壳体301内的气压变为常压。

先将下层搁板306向下移动至与进料小门302在同一水平位置，打开进料小门302，通过进料机械臂308及进料辅助导轨E的作用，将小下层板a经进料小门302推出，并通过传送带D转移到高清拍照检漏系统600，当下层搁板306上的小下层板a完全移出后，使下层搁板306向下移动至最下端，然后将上层搁板306向下移动至与进料小门302在同一水平位置，通过机械臂将小下层板a经另一个进料小门302推出。

小下层板a由传送带传送至高清拍照检漏系统600，进行自动拍照记录漏装药液的凹槽位置。

小下层板a经传送带到达自动封装系统400进行封装，然后由自动切割系统500切割成最终销售的规格，并将在高清拍照检漏系统600中检出的不符合规定的切割后的板层aa通过气缸阀进行剔除。

实施例二

下层板A通过传送带传送到冲模103正上方，传送带暂停移动，冲头102向下移动，在下层板A上冲压出符合要求的凹陷槽，当冲头102向上移动时，传送带继续移动一段距离。

将冲压过的下层板A经自动切割系统切割成小下层板a，由传送带移动至灌装系统200，灌装头202向下移动，将待冻干的奥氮平混合药液注入到小下层板a中的凹槽中，通过调节系统之间的运行时间使得冲压和灌装过程连续。

进料小门302的外侧设置有等候区，经传送带转移的小下层板a在等候区达到一定数量，在进料辅助导轨E的作用下，由传送带D和/或进料机械臂308经进料小门302送入到搁板306上，同时预冻冷媒喷头305喷出液氮，使小下层板a凹槽中的制剂迅速冷冻为固态，当第一层搁板306放置完毕后，通过冷冻干燥箱壳体301内部的机械装置移动，使另一层搁板306与进料小门302相连通，完成与第一层搁板306相同的放置小下层板a的操作。

把冻干箱壳体301中的所有搁板306都装满小下层板a，关闭进料小门302，关闭预冻冷媒喷头305，冷媒喷头304开始喷出液氮，当冻干箱壳体301内部温度达到要求，关闭冷媒喷头304，真空冷肼系统3001开启，搁板循环系统3002开启，并按预设值进行运行，直到符合要求。

打开进料小门302，在进料辅助导轨E通过进料机械臂308和/或传送带D逐层将搁板306上的小下层板a移送到高清拍照检漏系统600中，对小下层板a进行自动拍照检漏。

自动封装系统400对小下层板a进行封装。

自动切割系统500对封装好小下层板a进行切割，切割后的板层aa的大小为最终产品的规格大小，高清拍照检漏系统600中检出的不符合要求的切割后的板层aa通过气缸阀进行剔除。

Claims (14)

1.一种全自动冻干片剂生产设备，其特征在于该设备含有：模具冲压系统（100）、灌装系统（200）、冷冻干燥系统（300）、自动封装系统（400）、自动切割系统（500）、高清拍照检漏系统（600），系统之间由传送带和/或机械臂连接，

所述的冷冻干燥系统（300）包括：中空隔热耐压的冻干箱壳体（301）、进料机械臂（308）、进料辅助导轨（E），

冻干箱壳体（301）的侧壁设有进料小门（302）、检修门（303），

由预冻冷媒喷头（305）组成的喷淋系统设置在进料小门（302）内侧，

搁板（306）在冻干箱壳体（301）内部水平设置，

冻干喷头（304）设置于冻干箱壳体（301）内壁上，

真空冷肼系统（3001）与冻干箱壳体（301）通过管路联通，

搁板循环系统（3002）与搁板（306）侧壁通过管路联通，

冷媒供应系统（3003）分别与预冻冷媒喷头（305）和冻干喷头（304）通过管路联通。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该冻干设备的冷媒为液氮。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于传送带为低温传送带。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于模具冲压系统（100）由冲头固定装置（101）、冲头（102）、冲模（103）、冲模固定装置（104）组成，该系统有一个或多个冲头（102）和冲模（103），冲头（102）之间及冲模（103）之间的距离可调节。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于灌装系统（200）由灌装头固定装置（201）、灌装头（202）、待灌装板材固定装置（203）组成，该系统有一个或多个灌装头（202），灌装头（202）之间的距离可调节。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于进料小门（302）设在冻干设备箱的侧壁，进料小门（302）可以是一个或两个或三个。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于多个预冻冷媒喷头（305）并排设置在进料小门（302）内侧门边框上。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于搁板（306）的上表面设有供小下层板（a）移动的导轨（309）。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于搁板（306）为中空耐压导热可以移动的平板，搁板之间的距离可调节。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于搁板（306）可由机械齿轮或机械链条或液压传动完成上下竖直移动。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于冻干箱壳体（301）内壁同一侧或相对的两侧设有多个冷媒喷口（304），冷媒喷口（304）方向可调。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于多个冷媒喷口（304）多层水平设置。

13.一种权利要求1所述的全自动冻干片剂生产设备的控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步，下层板（A）通过传送带传送到冲模（103）正上方，传送带暂停移动，冲头（102）向下移动，在下层板（A）上冲压出符合要求的凹陷槽，当冲头（102）向上移动时，传送带继续移动一段距离；

第二步，经过模具冲压系统（100）冲压过的带有凹槽的下层板（A）经传送带移动至灌装系统（200），灌装头（202）向下移动，将待冻干制剂注入到下层板（A）中的凹槽中，

通过调节系统之间的运行时间使得冲压和灌装过程连续；

第三步，将灌装好的下层板（A）经自动切割系统（500）剪切成适合搁板（306）的尺寸，剪切过的下层板（A）为小下层板（a），小下层板（a）由传送带（D）和/或进料机械臂（308）经进料小门（302）送入到搁板（306）上，同时预冻冷媒喷头（305）喷出液氮，使小下层板（a）凹槽中的制剂迅速冷冻为固态，当第一层搁板（306）放置完毕后，通过冷冻干燥箱壳体（301）内部的机械装置移动，使另一层搁板（306）与进料小门（302）相连通，完成与第一层搁板（306）相同的放置小下层板（a）的操作；

第四步，把冻干箱壳体（301）中的所有搁板（306）都装满小下层板（a），关闭进料小门（302），关闭预冻冷媒喷头（305），冷媒喷头（304）开始喷出液氮，当冻干箱壳体（301）内部温度达到要求，关闭冷媒喷头（304），真空冷肼系统（3001）开启，搁板循环系统（3002）开启，并按预设值进行运行，直到符合要求；

第五步，打开进料小门（302），通过机械臂和/或传送带逐层将搁板（306）上的小下层板（a）移送到高清拍照检漏系统（600）中，对小下层板（a）进行自动拍照检漏；

第六步，自动封装系统（400）对小下层板（a）进行封装；

第七步，自动切割系统（500）对封装好小下层板（a）进行切割，切割后的板层（aa）的大小为最终产品的规格大小，第五步高清拍照检漏系统（600）中检出的不符合要求的切割后的板层（aa）进行剔除。

14.一种权利要求1所述的全自动冻干片剂生产设备的控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步，下层板（A）通过传送带传送到冲模（103）正上方，传送带暂停移动，冲头（102）向下移动，在下层板（A）上冲压出符合要求的凹陷槽，当冲头（102）向上移动时，传送带继续移动一段距离；

第二步，将冲压过的下层板（A）经自动切割系统切割成小下层板（a），由传送带移动至灌装系统（200），灌装头（202）向下移动，将待冻干液体注入到小下层板（a）中的凹槽中，

通过调节系统之间的运行时间使得冲压和灌装过程连续；

第三步，进料小门（302）的外侧设置有等候区，经传送带转移的小下层板（a）在等候区达到一定数量，在进料辅助导轨（E）作用下，由传送带（D）和/或进料机械臂（308）经进料小门（302）送入到搁板（306）上，同时预冻冷媒喷头（305）喷出液氮，使小下层板（a）凹槽中的制剂迅速冷冻为固态，当第一层搁板（306）放置完毕后，通过冷冻干燥箱壳体（301）内部的机械装置移动，使另一层搁板（306）与进料小门（302）相连通，完成与第一层搁板（306）相同的放置小下层板（a）的操作；

第四步，把冻干箱壳体（301）中的所有搁板（306）都装满小下层板（a），关闭进料小门（302），关闭预冻冷媒喷头（305），冷媒喷头（304）开始喷出液氮，当冻干箱壳体（301）内部温度达到要求，关闭冷媒喷头（304），真空冷肼系统（3001）开启，搁板循环系统（3002）开启，并按预设值进行运行，直到符合要求；

第五步，打开进料小门（302），在进料辅助导轨（E）的作用下，通过进料机械臂（308）和/或传送带（D）逐层将搁板（306）上的小下层板（a）移送到高清拍照检漏系统（600）中，对小下层板（a）进行自动拍照检漏；

第六步，自动封装系统（400）对小下层板（a）进行封装；

第七步，自动切割系统（500）对封装好小下层板（a）进行切割，切割后的板层（aa）的大小为最终产品的规格大小，第五步高清拍照检漏系统（600）中检出的不符合要求的切割后的板层（aa）进行剔除。