Part1 引言
在高效、连续的固体制剂生产过程中,高速运转的复杂机械设备与可燃性粉尘、有机溶剂等潜在危险源并存,使得机械伤害、粉尘爆炸等安全事故风险尤为突出。近年来,随着行业生产自动化、智能化水平提升,生产节奏不断加快,设备间的交互关系也更趋复杂,行业对本质安全的要求提升至全新高度。国家与行业层面日益强调基于风险的过程安全管理[1],要求企业必须从设备本身及其直接操作环节入手,构建可靠的技术与管理屏障。因此,深入探讨以设备安全为核心的固体制剂生产安全管理要点,对从根本上预防安全事故、保障人员生命安全与生产连续性具有至关重要的意义。
Part2 固体制剂生产工序简介与设备安全风险管控要点
图 1 固体制剂生产工序流程
2.1
各工序设备安全风险管控要点(见表1)
表2 各工序典型设备核心风险点列表
2.1.1
前处理工序
前处理工序是粉尘产生的主要源头,设备安全管理是风险防控的基础,该工序的核心安全风险为粉尘爆炸与机械伤害。风险管控方面,粉碎机、振动筛等产尘设备应优先选用tD防爆设计的型号;针对除尘器、料仓这类无法完全避免粉尘云形成的设备,需依据风险评估结果安装泄爆片或隔爆阀等工程防护装置,控制爆炸带来的后果[2]。对于设备的高速旋转部件,例如粉碎腔,必须配备坚固的物理防护罩,且防护罩需与设备启停设置电气联锁,确保防护罩打开时设备无法启动。作业过程中还须严格执行停机后再开展清洁、更换筛网等操作的规定,严禁在设备运行状态下进行任何人工干预。
2.1.2
制粒与干燥工序
该工序存在高能量输入特性,机械伤害、高温烫伤、粉尘爆炸风险集中,核心风险为机械伤害、高温烫伤及粉尘爆炸。在风险管控方面,湿法制粒机的搅拌桨与切碎刀区域必须配备无法逾越的机械式防护罩,并与电气联锁耦合联动;干法制粒机的压辊啮合点需设置醒目的安全警示标识,并配备专用长柄工具实现远程清理,严禁作业人员徒手靠近操作。此外,湿法制粒工序配制含有机溶剂的粘合剂时应采取有效的静电导除措施,防止物料发生闪燃。针对热能设备,烘箱的加热单元及高温表面应设置隔热防护装置与安全警示标识,同时配备超温报警和自动切断功能;进入设备内部开展检修作业前,必须同时隔离热源(蒸汽/电)与动力源,并待设备充分冷却后方可作业。
沸腾干燥机属于极高风险设备,需主动防控粉尘爆炸风险。除采用防爆电气外,必须在设备主体和相连管道上合理设置泄爆装置,并将爆炸压力导向安全区域。沸腾干燥机配套的除尘设施多为袋式除尘器,是粉尘收集与过滤的关键部件,系统化安全防护要点包括:设计与选型阶段保障本质安全,具体要求为除尘器箱体必须安装合规泄爆片,除尘器与沸腾干燥机主机的连接管道上应安装隔爆阀,滤袋必须采用防静电材质,可在进风管道增设火花捕集器;运行与监控阶段落实安全控制,具体包含采用压差控制的自动脉冲清灰工艺,在除尘器进口、出口设置温度传感器并联锁报警,防止温度异常升高;保障静电与电气安全,除尘器本体、滤袋架、脉冲阀体以及所有金属管道必须连接为连续的等电位体,并通过接地干线可靠接地;维护与清洁环节落实安全要求,若需进入除尘器箱体内部作业,必须严格遵循受限空间作业安全规范,同时严禁使用压缩空气直接吹扫堆积粉尘。
2.1.3
整粒、总混
此工序的核心风险源于设备复杂三维空间运动轨迹的不可预测性。对于V型总混机,其旋转桶等大型运动部件的运动范围应标注清晰标线,并设置整体的、全封闭的刚性防护围栏,防止人员误入,此围栏门必须配备安全联锁装置,确保围栏打开时设备电源被切断,混合桶无法启动,仅在门关闭后设备才能启动运行。柱式混合机的核心风险在于混合筒的旋转运动以及重型部件可能发生的倾倒或坠落,因此同样需要在其运动范围标注清晰标线,设置整体的、全封闭的刚性防护围栏,或配备红外对射联锁装置防止人员误入;大型或带支架的柱式混合机必须配备可靠的底座固定装置,对于需要升起混合筒进行卸料或清洁的机型,必须设计并启用机械安全销或液压支撑装置,防止混合筒意外坠落;设备的驱动电机、皮带轮、传动齿轮等所有旋转部件,都应安装固定式防护罩。
2.1.4
压片/填充工序
此工序设备精度高、动作复杂,机械伤害风险尤为突出,核心风险为极高危机械伤害与噪声。管控要点包括:针对压片机需设置专项防护,冲杆与压轮区域是全车间风险最高的部位,多门式防护罩的每扇门都必须配备独立且有效的安全联锁装置,任何调试、清场操作必须在设备"点动"状态或完全断电状态下进行。胶囊填充机的转台等大型运动部件的运动范围应标注清晰标线,并设置物理隔栏防止人员误入;此外还需为这类复杂设备制定详细的"锁定挂牌"程序,明确所有能量隔离点,涵盖电能、气压、机械势能。
2.1.5
包衣工序
此工序涉及有机溶剂,是固体制剂生产中使用危险化学品的关键环节,核心风险为溶剂蒸汽引发的火灾与爆炸。管控方面,需将整个包衣区划为防爆区域,区域内所有电气设备(包括照明、开关、电机)都必须符合相应防爆等级要求,并采用防护门斗将包衣区与其他生产区域隔开,同时需通过计算验证排风系统风量,确保区域内溶剂蒸气浓度始终低于爆炸下限的25%,此外,包衣锅、溶剂输送泵、包衣液配制容器等设备必须形成完整的静电泄放通路[3],应使用导静电的金属螺纹软管,并定期检测接地电阻。
包衣工序所用危化品(主要为含乙醇、丙酮等成分的溶剂型包衣液)的暂存管理,是防火防爆安全管控的重中之重,必须设置独立的、专用的危化品暂存间,且暂存间需与生产区域保持安全距离;暂存间内所有电气设备必须符合ExdIIBT4或更高防爆等级要求,需安装下部进风、上部排风的机械通风系统,地面应铺设防渗漏、防腐蚀、防静电的材料,并设置斜坡和围堰,同时需严格遵循"最小存量"原则进行暂存管理。
2.1.6
内、外包装工序
此工序自动化程度高,机械交互点多,核心风险为挤压、剪切类机械伤害。管控要点主要为危险点位的防护:瓶装生产线的数粒灌装机灌装头升降机构、挡瓶器气缸往复运动处,铝塑包装线泡罩机的热封模具,装盒机的推杆与折叠臂、装箱机的抓头等危险运动点位,必须安装固定式防护罩或可调式安全光栅[4]。
包装线自动化程度高、设备联动紧密,若异常工况(见表2)处置不当,极易导致机械伤害。任何需要将手、工具或身体任何部位伸入设备危险区域的操作(如处理卡纸、调整模具),必须先执行"锁定挂牌"[5]流程:先拍下急停,再完成LOTO锁定挂牌操作,严禁设备仍存在动作趋势时徒手进行干预。
表1 包装线高频异常工况安全处置表
Part3 结论
固体制剂生产的安全归根结底是设备安全与作业过程安全。通过系统性的分析可以得出,构建以设备本质安全为核心、以工程防护措施为关键屏障的安全防御体系,是实现安全生产的根本路径。
这一体系需要从源头把控:必须做好设备选型和入场验收工作,优先选用集成先进安全设计、符合防爆与防护标准要求的设备,入场入库前严格完成安全功能确认。在生产运行阶段,完备可靠的安全防护装置是预防机械伤害的物理屏障,任何危险运动部件都必须得到有效隔离。针对固体制剂生产中破坏性最强的粉尘爆炸风险,必须采取系统性工程控制策略,通过合理设计并安装泄爆、隔爆等主动或被动防护设施,有效控制、减轻爆炸危害,形成"预防-控制-减轻"的多层次安全防线,再搭配防爆电气和完善的静电控制措施,从根源上预防危险化学品事故。最后,在设备生命周期中极为重要的维护保养及检维修环节,强制执行"能量隔离"程序,是保护维修人员生命安全不可逾越的红线。
综上所述,聚焦设备及其直接作业风险,系统化落实设备选型验收、安全与工程防护(包括泄爆隔爆)、防爆防静电、能量隔离四大支柱性策略,即可构筑一道坚实可靠的安全防线,切实保障固体制剂生产活动安全、稳定、连续开展。
参考文献
[1] 王浩水. 过程安全管理在我国化工行业推广应用的思考[J]. 安全、健康和环境,2018,18(11):1-5.
[2] GB 15577-2018,粉尘防爆安全规程[S].
[3] GB 12158-2024,防止静电事故通用要求[S].
[4] GB 46772-2025,包装机械安全要求[S].
[5] GB/T 44686-2024,机械安全 危险能量控制 通则[S]
邵丽竹
何发
洁净区监测系统、实验室信息管理系统(LIMS)及楼宇自控设备产生的数据,通常分散存储于各自独立的平台中。若能将多源数据打通关联,便可提前识别各类风险趋势;自动化分析架构不仅有助于减少人工工作量,也为洁净设施的持续优化奠定了数据基础。
2026-07-15 Eurogard 特约撰稿
本文旨在分析某型冻干机在人凝血酶原复合物(Prothrombin Complex Concentrate,PCC)生产中的应用,确保它满足人凝血酶原复合物的冻干工艺要求。研究方法为:对该冻干机进行安装确认、运行确认与性能确认,并进行 3 批生产试验;随后对连续生产的 3 批冻干后人凝血酶原复合物进行取样,检测 PCC 半成品中冻干前、冻干后及干热后的各凝血因子效价,计算其回收率;同时检测 PCC 成品的外观、真空度、水分含量及复溶时间,分析 3 批产品各项指标的变化情况。结果显示:通过对冻干机的系统确认,其性能可满足人凝血酶原复合物的工艺要求;3 批 PCC 半成品中冻干前、冻干后的各凝血因子效价均符合标准,其中凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的活性回收率平均值分别为 98.6%,97.7%,99.9%,97.5%,且各因子回收率均高于 95% ;3 批 PCC 成品的外观、真空度、水分含量及复溶时间均符合《中国药典》(2025 年版三部)规定,经统计分析,水分含量的 F 值为 2.333,小于 F0.05(2,6)临界值(5.1433),t 值均小于 T0.05(4)临界值(2.7764),表明 3 批制品的水分含量均匀且稳定。结论表明:通过对该冻干机的安装确认、运行确认、性能确认及 3 批生产试验,证实该冻干机能够满足人凝血酶原复合物的工艺要求。
2026-07-15 陈桂珍 尹云云 任和 才辉 张文凯 王兴昊 杨灵通
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本文以某制药产线的灌装机设备为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)仿真技术对充氮装置的充氮性能进行分析,并结合分析结果对氮幕结构进行了优化设计。随后,针对优化方案进行性能仿真验证,结果显示优化后的顶空残氧量降低至0.252%。为了进一步验证优化方案的实际效果,将优化方案应用于实际产线进行性能测试,测得的顶空残氧量为0.68%,这一结果满足了小于1%的要求,表明其充氮保护性能已达到国际先进水平。
作者:王志刚、刘依宽、刘佳鑫
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