CN105291406A - 水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其生产工艺步骤为：（1）原料灭菌，（2）原料除杂，（3）材料熔融，(4)灌装与成型，（5）开模，（6）冲切、分切，（7）检查。本发明中的加热、融料步骤对材料进行灭菌消毒，降低了材料的使用风险。在成型与灌装中经过挤出-吹瓶-局部冷却-灌装-封口-开模，吹灌封三合一，成瓶时间短，在密封的环境中避免了空气中微生物和微粒对药液的污染，尤其是超低温灌装技术客服了传统模式的弊病。同时全程使用无菌空气，有效地避免了空气中微生物的污染，极大地保证了药品质量。

Description

水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺

技术领域

本发明属于塑料安瓿水针注射药剂生产领域，尤其涉及一种水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺。

背景技术

安瓿瓶是用于盛装药液小型玻璃容器，容量一般为1～25ml，常用于注射用药液，也用于口服液的包装。目前，我国普遍使用的是低硼硅玻璃安瓿瓶，但玻璃安瓿瓶具有以下缺陷：

1.玻璃安瓿内部通常为负压，折断开启时极易导致空气中的气载微生物如细菌等混入而污染药液，引起菌血症和中毒性休克。同时，开启时产生的玻璃碎屑和玻璃粉尘能通过药液进入患者体内，引发静脉炎、肺肉芽肿、血管栓塞、肿瘤、过敏和热原样反应等不良反应。

2.玻璃安瓿壁薄易碎，贮运过程中极易产生肉眼难以识别的裂纹，导致细菌污染药液，注入人体后引发菌血症和中毒性休克。

3.多数玻璃安瓿为硬质玻璃，生产过程中易造成空气污染、水污染和噪音污染；使用完毕后难以无害化处理，易造成环境污染。

为了解决上述问题，我国鼓励发展塑料安瓿，其中国家《医药工业“十二五”发展规划》已将辅料、制药设备和药用包装材料列为五大重点发展领域之一，并提出重点开发和应用新型、环保、使用便捷的药用包装材料和容器。塑料安瓿在我国起步较晚，现在的市场占有率不足1%，无法满足需求，急切要求扩大塑料安瓿产量，用以替换玻璃安瓿，减少环境污染。

目前国内几大厂家从先进国家引进了一些塑瓶水针安瓿产品生产线，使得塑瓶水针产品在我国得到一定应用。但在实际生产中，仍然还存在很多问题。归纳起来，有一下几点：现有的塑料安瓿生产中的灭菌环节不够全面，无法在线实现原料的灭菌和彻彻底底的无菌化生产。另一方面，现有技术对药物选择性强，由于很多针剂需要低温灌装，对温度敏感度高，而现有设备仍然无法灌装这些对低温有要求的药液。

此外，现有工艺生产的塑瓶水针产品还存在着瓶口小，不易穿刺，容易造成污染和手部误伤；站不稳，容易倒伏，倒伏后有少量药液流出；瓶与瓶之间连接太紧，不易掰开，边刺太多扎手；瓶口处为直角有死角，残留液体，吸不尽等实际应用问题。

综上所述，现有国内外相关技术还亟待改进和提高。

发明内容

本发明提供一种水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，用以解决现有技术生产效率低，生产过程易污染，产品适应性差、对药物选择性强，应用效果差等技术问题。

为了解决以上技术问题,本发明所采取的技术方案是：一种水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是该工艺包括以下步骤：

（1）原料灭菌：将聚丙烯颗粒倒入原料料斗内，聚丙烯颗粒自动进入脉动真空灭菌釜，在116℃高温下，对材料进行脉动真空高压灭菌,灭菌时间15-21分钟；

（2）原料除杂：聚丙烯颗粒由60-70℃无菌空气热风带入除菌烘干室内，除菌烘干室底部吹出的116℃无菌空气热风，对聚丙烯颗粒进行悬浮热烘干及除杂；

（3）材料熔融：加热后的聚丙烯颗粒进入挤出机内，在挤出机料筒内，加热温度控制在180-220℃，同时对螺杆进行60℃超温冷却，螺杆把已熔融的物料推到料筒头部贮料处，物料经过滤网后进入挤出头挤出，挤出头出口处设置的加热圈使熔融物料能匀速的流出，形成管状，同时挤出头同轴的气嘴向管坯吹入180℃无菌空气流,无菌空气流经过导向板导向后使管坯保持流动性和饱满度；

(4)灌装与成型：管坯进入相对转动的模具链，并将多功能灌装针包围住，模具链带有多级模具，管坯随着模具的移动，下级模具先行挤压管坯，管坯底部封闭，同时上级模具逐渐向管坯靠拢，模具受110bar压力进行闭合，密闭瓶体边沿，形成瓶体，同时位于上级模具区域的多功能灌装针下部的气孔开始吹出5-30℃无菌空气,形成冷气幕，同时多功能灌装针下部的喷液孔向成型管坯中喷灌无菌药液，随着链条移动，管坯随上级模具向下移动脱离多功能灌装针，对应瓶口的模具上部吹出170℃的无菌空气，保证预制瓶颈部位热封温度不降低，对瓶口部位进行闭合，将瓶坯头部密闭；

（5）开模：让封口的瓶子，随着模具链运输，从模具中送出；

（6）冲切、分切：由输送带先送至冲切机进行冲切，再送至分切机进行分切，除去多余的坯边；

（7）检查：检验塑料安瓿瓶的壁厚、密闭性、耐温度是否达标。

作为优选，所述多功能灌装针包括冷却气管、高温气嘴、进液管，其中进液管套置在冷却气管内，冷却气管套置在高温气嘴内,高温气嘴套置在挤出头内并位于冷却气管的上部，所述高温气嘴进气端与热气管连接，挤出头通过支管与挤出机连接，所述挤出头、高温气嘴、冷却气管、进液管同轴设置，所述进液管上端穿过冷却气管侧壁与输液阀连接，输液阀与进液主管连接，冷却气管顶端与进气阀连接，进气阀与进气主管连接，冷却气管下部的侧壁上设有多个喷气口、出液口，所述喷气口与冷却气管连通，出液口与进液管连通。

作为优选，所述高温气嘴由内壁和外壁构成，内壁和外壁构成环形夹层，环形夹层与高温气嘴进气端联通。

作为优选，所述模具模腔上部侧壁设有加热气孔，模具模腔的下方侧壁上设有吸气孔。

作为优选，所述脉动真空灭菌釜底部为漏斗形底壳，底壳中心设有出料管，出料管上设有出料电磁阀，脉动真空灭菌釜的出料管经过出料电磁阀与烘干进料管侧部入口连接，烘干进料管的一端部与除菌烘干室连接，烘干进料管的另一端部与热风器对应连接，热风器与空气存储罐连接；除菌烘干室的底壳为漏斗形，底壳中心设有排料管，除菌烘干室的下方还设有环形混气室，环形混气室与底壳通过均匀分布的热气管连通，排料管穿过环形混气室的中心与挤出机的进料斗无缝连接，环形混气室底部设有热气总管，热气总管另一端部与热风器连接，热风器与空气存储罐连接；除菌烘干室上部侧面设有排渣口，排渣口与气旋分离器的连接，其接头处设有滤网。

作为优选，所述挤出机料筒前端内压力大于350bar。

作为优选，所述模具的瓶颈部位直径为4.8-5.2mm，瓶颈部位夹角角度45°。

本发明模具的瓶颈部位直径为4.8-5.2mm，这样生产出产品的瓶口内径最为合适、不大不小，检测开启力约为0.36N·m，能够轻松地开启安瓿。并且不影响注射器取药，改善了现有塑料瓶不易穿刺的缺点。

本发明具有生产效率高、节省资源、无菌环保等特点。本发明可以让瓶内局部温度迅速下降至最低7°C，以保证能灌装对低温有要求的药液；而特殊的工艺又能保证此时瓶上部仍处于熔融状态；此外，挤出管坯的流速、壁厚与偏心度可以由先进高精密机械传动来调整。由于管坯为连续产品条，为保证瓶壁厚度均匀，本发明还可以调节管坯支撑空气压力。

本发明中的加热、融料步骤对材料进行灭菌消毒，降低了材料的使用风险。在灌装与成型中，经过挤出-吹瓶-局部冷却-灌装-封口-开模，吹灌封三合一，成瓶时间短，在密封的环境中避免了空气中微生物和微粒对药液的污染，尤其是超低温灌装技术客服了传统模式的弊病。同时全程使用无菌空气，有效地避免了空气中微生物的污染，极大地保证了药品质量。本发明技术先进，可以实现药品的全天候、全范围、低成本、少故障、无污染生产，可以保障药品绝对安全，同时生产的产品适应性强、使用方便，因此具有极大的市场价值和社会价值。

附图说明

图1为本发明的吹灌封全自动生产工艺相关设备的结构示意图；

图2为无菌空气生产示意图；

图3为本发明原料灭菌过程的示意图；

图4为图3中A处放大示意图；

图5为本发明灌装与成型生产示意图。

图6为图5中B处放大示意图；

图7为图5中C处放大示意图；

图8为图5中D处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图1是实现本发明的吹灌封全自动生产工艺的相关设备的结构示意图，该设备自动化程度高、结构紧凑，操作简单，原料从原料料斗1进入，最后从产品出口100出来，全程无菌操作生产。

图2为无菌空气的生产设备结构示意图，其无菌空气生产过程：由空压机2将空气经过油水分离器200分离后储放在第一储气罐3内，第一储气罐3依次连接精过滤器4、活性炭过滤器5、除菌过滤器6，活性炭过滤器5与除菌过滤器6之间设有减压阀7，控制气流，第一储气罐3先经过连接精过滤器4对空气进行初步过滤除去较大的颗粒等杂质，在经过活性炭过滤器5过滤空气中的微小颗粒及有毒气体，最后经减压阀7控制，气体进入除菌过滤器6过滤，除去空气中残留的细菌，最后将无菌洁净气体送入空气存储罐21内，为工艺中的各工艺点提供清洁气体。

如图3、4所示，原料料斗1与脉动真空灭菌釜9之间设有进料电磁阀10，聚丙烯颗粒自动进入脉动真空灭菌釜9，脉动真空灭菌釜9底部为漏斗形底壳900，底壳900中心设有出料管110，出料管上设有出料电磁阀11。脉动真空灭菌釜9内的真空泵91抽空空气形成真空，在开蒸汽生成器92对脉动真空灭菌釜9内注入蒸汽，如此反复,脉动真空灭菌釜9通过多次对灭菌室抽取真空和充入蒸汽，使灭菌室达到一定的真空度后，再充入饱和蒸汽，达到设定压力和温度，釜体上具有超压泄放安全阀，自动控制灭菌器进料电磁阀10、出料电磁阀11，利用压力蒸汽脉动施压于密封灭菌室，达到对原料物进行灭菌的目的。

脉动真空灭菌釜9的出料管110经过出料电磁阀11与烘干进料管212侧部入口55连接，烘干进料管212的一端部与除菌烘干室12连接，烘干进料管212的另一端部与热风器13对应连接，热风器13与空气存储罐21连接。

除菌烘干室12的底壳120为漏斗形，底壳120中心设有排料管141，除菌烘干室12的下方还设有环形混气室142，环形混气室142与底壳120通过均匀分布的热气管15连通，排料管141穿过环形混气室142的中心与挤出机17的进料斗无缝连接，环形混气室142底部设有热气总管14，热气总管14一端与环形混气室142连接，热气总管14另一端部与热风器131连接，热风器131与空气存储罐21连接，除菌烘干室12上部侧面设有排渣口22，排渣口与气旋分离器16的连接，其接头处设有滤网220。除菌烘干室12对聚丙烯颗粒进行悬浮热烘干（也可以除菌）时，同时也将颗粒上附带的杂质清除，气旋分离器16将杂质吸附，并对杂质进行回收利用。

挤出机17上设置加热段，其加热段温度为180-220℃，挤出机17内设有螺杆101，挤出机17的出口端通过支管1051与挤出头105连接。挤出机17与挤出头105的连接处设有滤网102，挤出头105出口处设置的加热圈104。

图5、7、8为本发明灌装与成型生产示意图。为实现本发明生产工艺，需要两条对应设置的模具链F1、F2，模具链F1、F2上设有多级模具F10、F11、F12、F13等，两模具链之间的上部设有多功能灌装针24，多功能灌装针24设在主架26上。模具模腔上部侧壁设有加热气孔262，模具模腔的下方侧壁上设有吸气孔263，以利于瓶子成型。

多功能灌装针24包括冷却气管241、高温气嘴252、进液管243。其中进液管243套装在冷却气管241内，冷却气管241套装在高温气嘴2542内,高温气嘴252套置在挤出头105内，并位于冷却气管241的上部。上述挤出头105、高温气嘴252、冷却气管241、进液管243同轴设置.

挤出头105通过支管1051与挤出机连接，高温气嘴252经过热气阀2423与热气管2421连接，高温气嘴252在吹瓶时，气流经导向板2523导向，对管坯起到了很好的支持作用。

高温气嘴252由内壁2520和外壁2521构成，内壁2520和外壁2521构成环形夹层，环形夹层与高温气嘴进气端2522联通。

进液管243上端穿过冷却气管241侧壁与输液阀2430连接，输液阀2430与进液主管2431连接。冷却气管241顶端与进气阀2410连接，进气阀2410与进气主管2411连接。

冷却气管241下部的侧壁上设有多个喷气口261、出液口260，喷气口261与冷却气管241连通，出液口260与进液管243连通，进液管243可以直接向管坯中喷出液体，喷气口261喷出的冷气可以使瓶中部内的温度迅速下降至最低7°C，以保证能灌装对低温有要求的溶液，如疫苗等。

如图6所示，灌装与成型所使用的模具的瓶颈部位直径为4.8-5.2mm，瓶颈部位夹角角度45°时。生产出产品的瓶口内径、夹角最为合适，检测开启力约为0.36N·m，能够轻松地开启安瓿，并且不影响注射器取药，改善了现有塑料瓶不易穿刺的缺点。这样的改进明显增强了产品的方便性能，避免了造成污染和手部误伤的风险。此外，由于液体表面张力的作用，倒放开启后产品药液不会从瓶口流出，产品抗跌落性能比现有塑料瓶大幅度提高，大大增强了运输及使用的的安全性。

结合图1-7所示，该水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其生产工艺为：（1）原料灭菌：将聚丙烯颗粒倒入吹灌封全自动的设备原料料斗1内，其料筒1前端内压力大于350bar，聚丙烯颗粒自动进入脉动真空灭菌釜9，在116℃高温下，对材料进行真空高压灭菌，真空泵91先将脉动真空灭菌釜9内的空气抽空形成真空，再开蒸汽生成器92对脉动真空灭菌釜9内注入蒸汽，如此反复对原料灭菌,灭菌时间21分钟；

（2）原料除杂：聚丙烯颗粒由热风器13吹出的60-70℃无菌空气热风带入除菌烘干室12内，除菌烘干室12底部吹出的116℃无菌空气热风，对聚丙烯颗粒进行悬浮热烘干及除菌，同时吹除聚丙烯颗粒表面的杂质；除菌烘干室12的侧面出口与气旋分离器16的接触，其接触处设有滤网22，对聚丙烯颗粒进行悬浮热烘干时，同时也将颗粒上附带的杂质清除，气旋分离器16将杂质吸附，在对杂质或小颗粒进行回收利用；

（3）材料熔融：加热后的材料进入与除菌烘干室12无缝连接的挤出机17内，在挤出机17上设置加热段，其加热段温度为180-220℃，同时对螺杆101进行60℃超温冷却，超温冷却保证螺杆101加热温度的精确性，粒料在螺杆101的作用下，沿着螺杆101向前输送并压实，螺杆101深度由深变浅使料筒内的压力呈梯度上升,粒料在外部加热和螺杆剪切力的双重作用下逐渐地塑化、熔融和均化，螺杆摩擦力及剪切力的作用把已熔融的物料推到挤出机料筒头部贮料处，物料经过挤出头105处的滤网102后进入挤出头105挤出，挤出头105出口处设置的加热圈104使熔融物料能匀速的流出，进入模具内形成管状，同时挤出头105同轴的气嘴252向管坯吹入180℃无菌空气流,无菌空气流经过导向板252导向后使管坯保持流动性和饱满度；

(4)灌装与成型：管坯进入相对转动的模具链，并将多功能灌装针24包围住，模具链带有多级模具，管坯随着模具的移动，下一级模具先行闭合，挤压管坯，形成瓶底；同时上一级模具逐渐向管坯靠拢，模具受110bar压力进行闭合，密闭瓶体边沿，形成瓶体，同时位于上级模具区域的多功能灌装针24下部的气孔开始吹出5-30℃无菌空气,形成冷气幕，同时多功能灌装针下部的喷液孔向成型管坯中喷灌无菌药液；随着链条移动，管坯随上级模具向下移动脱离多功能灌装针24，对应瓶口的模具上部吹出170℃的无菌空气，保证预制瓶颈部位温度不降低，并维持无菌环境，模具对瓶口部位进行闭合，将瓶坯头部封口密闭；挤出管坯的流速、壁厚与偏心度可以由高精密机械传动来调整，管坯由于为连续产品条，为保证瓶壁厚度均匀，设备自动检测模具链伺服角度调节管坯支撑空气压力；

（5）开模：封口的瓶子，随着模具链运输，从模具中出来后，最终从产品出口100送出；

（6）冲切、分切：产品由输送带先送至冲切机进行冲切，再送至分切机进行分切，除去多余的坯边；

（7）检查：检验塑料安瓿瓶的壁厚、密闭性、耐温度是否达标。

Claims (7)

1.水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其生产工艺包括以下步骤：

原料灭菌：将聚丙烯颗粒倒入原料料斗内，聚丙烯颗粒自动进入脉动真空灭菌釜，在116℃高温下，对材料进行脉动真空高压灭菌,灭菌时间15-21分钟；

（2）原料除杂：聚丙烯颗粒由60-70℃无菌空气热风带入除菌烘干室内，除菌烘干室底部吹出的116℃无菌空气热风，对聚丙烯颗粒进行悬浮热烘干及除杂；

（3）材料熔融：加热后的聚丙烯颗粒进入挤出机内，在挤出机料筒内，加热温度控制在180-220℃，同时对螺杆进行60℃超温冷却，螺杆把已熔融的物料推到料筒头部贮料处，物料经过滤网后进入挤出头挤出，挤出头出口处设置的加热圈使熔融物料能匀速的流出，形成管状，同时挤出头同轴的气嘴向管坯吹入180℃无菌空气流,无菌空气流经过导向板导向后使管坯保持流动性和饱满度；

(4)灌装与成型：管坯进入相对转动的模具链，并将多功能灌装针包围住，模具链带有多级模具，管坯随着模具的移动，下级模具先行挤压管坯，管坯底部封闭，同时上级模具逐渐向管坯靠拢，模具受110bar压力进行闭合，密闭瓶体边沿，形成瓶体，同时位于上级模具区域的多功能灌装针下部的气孔开始吹出5-30℃无菌空气,形成冷气幕，同时多功能灌装针下部的喷液孔向成型管坯中喷灌无菌药液，随着链条移动，管坯随上级模具向下移动脱离多功能灌装针，对应瓶口的模具上部吹出170℃的无菌空气，保证预制瓶颈部位热封温度不降低，对瓶口部位的模具进行闭合，将瓶坯头部密闭；

（5）开模：让封口的瓶子，随着模具链运输，从模具中送出；

（6）冲切、分切：由输送带先送至冲切机进行冲切，再送至分切机进行分切，除去多余的坯边；

（7）检查：检验塑料安瓿瓶的壁厚、密闭性、耐温度是否。

2.根据权利要求1所述水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是所述多功能灌装针包括冷却气管、高温气嘴、进液管，其中进液管套置在冷却气管内，冷却气管套置在高温气嘴内,高温气嘴套置在挤出头内并位于冷却气管的上部，所述高温气嘴进气端与热气管连接，挤出头通过支管与挤出机连接，所述挤出头、高温气嘴、冷却气管、进液管同轴设置，所述进液管上端穿过冷却气管侧壁与输液阀连接，输液阀与进液主管连接，冷却气管顶端与进气阀连接，进气阀与进气主管连接，冷却气管下部的侧壁上设有多个喷气口、出液口，所述喷气口与冷却气管连通，出液口与进液管连通。

3.根据权利要求1所述水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是所述高温气嘴由内壁和外壁构成，内壁和外壁构成环形夹层，环形夹层与高温气嘴进气端联通。

4.根据权利要求1所述水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是所述模具模腔上部侧壁设有加热气孔，模具模腔的下方侧壁上设有吸气孔。

5.根据权利要求1所述水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是所述脉动真空灭菌釜底部为漏斗形底壳，底壳中心设有出料管，出料管上设有出料电磁阀，脉动真空灭菌釜的出料管经过出料电磁阀与烘干进料管侧部入口连接，烘干进料管的一端部与除菌烘干室连接，烘干进料管的另一端部与热风器对应连接，热风器与空气存储罐连接；除菌烘干室的底壳为漏斗形，底壳中心设有排料管，除菌烘干室的下方还设有环形混气室，环形混气室与底壳通过均匀分布的热气管连通，排料管穿过环形混气室的中心与挤出机的进料斗无缝连接，环形混气室底部设有热气总管，热气总管另一端部与热风器连接，热风器与空气存储罐连接；除菌烘干室上部侧面设有排渣口，排渣口与气旋分离器的连接，其接头处设有滤网。

6.根据权利要求1所述水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是所述挤出机料筒前端内压力大于350bar。

7.根据权利要求1或3所述水针注射药剂吹灌封全自动无菌生产工艺，其特征是所述模具的瓶颈部位直径为4.8-5.2mm，瓶颈部位夹角角度45°。