高活性原料药正重塑现代药品生产的格局,同时也对密闭隔离技术提出了更为严格的要求。本文探讨了职业接触限值(OEL)和职业接触等级(OEB)如何影响并主导密闭隔离技术的选择,以及现有密闭传输系统的技术解决方案。重点介绍了符合OEB 4/5等级标准的真空干燥器用主动-被动阀。
近年来,制药原料药和高活性原料药的生产与应用重要性日益凸显——越来越多的化学与制药原料被归入此类。这些高浓度物质在药品生产中仅需极小的剂量即可产生靶向作用。原料药,尤其是高活性原料药,对生产设备提出了更高要求:需要配备高标准的设备、高素质的人员,并引入具有针对性安全控制的严格操作规程。
Italvacuum在洁净室装置中的实例:配备分体阀的双锥真空干燥器(图片来源:Italvacuum)
对这些物质的密闭隔离同样至关重要。鉴于其高浓度特性,原料药和高活性原料药必须得到极其谨慎的处理,以确保操作人员安全并最大限度地减少物料损失——考虑到它们所具有的极高经济价值和战略价值,这一点尤为重要。
选择合适的密闭隔离系统,灵活性是一个关键标准:即系统能够处理不同产品或适应未来生产需求的能力,这至关重要。
因此,对原料药和高活性原料药进行密闭隔离的目的在于:
保护工作人员免受高活性物质的接触风险;
避免珍贵产品的损耗与浪费;
确保药品质量与用药安全。
Part1 分类与暴露管理:职业接触限值(OEL)与职业接触等级(OEB)
为保障职业安全,业界确立了职业接触限值(OEL)。该指标指的是操作人员每日八小时工作时间内可安全接触的空气中药物最大浓度阈值。根据活性成分的危害程度,职业接触等级(OEB)则规定了相应的密闭防护等级。OEL数值通常通过以下OEB等级体系进行管理:
OEB 1:开放式系统配合局部抽风(>1000 µg/m³);
OEB 2:下行通风柜、阀门密闭系统(100–1000 µg/m³);
OEB 3:分体阀(密闭瓣阀)、下行通风柜、锥形阀密闭装置(10–100 µg/m³);
OEB 4:隔离器、分体阀、锥形阀密闭系统、连续软管包装系统(1–10 µg/m³);
OEB 5:隔离器、特殊抽吸/清洁功能分体阀、料桶密闭系统(<1 µg/m³)。
分体阀设计示意图(图片来源:Italvacuum)
具有高活性特性的原料药通常需要达到OEB 4或OEB 5防护等级,这类物质因具有强生物活性或毒性,广泛应用于肿瘤药物等特殊药品的生产制造。
Part2 Italvacuum的高密闭性解决方案
为最大限度提升原料药(APIs)与高活性原料药(HAPIs)的操作安全性,Italvacuum公司针对Criox和Bi-evolution系列真空干燥机开发了专用密闭隔离系统。这两套系统均采用全封闭式隔离接口,能有效降低装卸料过程中的环境污染风险。其设计包含固定连接工位与可移动对接组件,可实现与料斗的安全密封连接。
该密闭系统的核心由主动阀与被动阀构成,专为装卸料站的安全密封而设计。配备执行机构的主动阀安装于钢结构或水平混凝土基座上,确保运行稳定性与操作安全性。专为真空工艺设计的被动阀则直接集成于干燥机,保障流程的安全高效执行。
系统设计始终以优化生产工艺为目标。其可旋转双锥腔体能在真空干燥过程中实现物料的均匀混合与持续翻动,特别适用于离心或过滤后湿物料的干燥处理,从而保证卓越的生产效率与产品质量。
Part3 主动阀与被动阀:功能与安全特性
主动阀构成对接系统的基础结构,包含密封阀座、密封件及半阀瓣组件。主动法兰上的两个卡口锁紧销确保与被动阀的精准对中。所有驱动装置均配备限位开关,用于状态监测及流程自动化控制。对接与脱离过程通过气动缸驱动主动阀伸缩完成,直接固定于底板的波纹管随气缸运动同步伸缩。
被动阀体不具备独立的执行器或杠杆装置,固定安装在干燥机上。其结构包括密封阀座、密封元件以及另一组半阀瓣。完成对接锁紧后,两组半阀瓣将实现完全闭合密封。
通过集成于主动阀的驱动装置,可同步控制两侧阀瓣的联动操作,从而实现湿物料的安全进料,以及将干燥后物料安全卸料至下游工序。
Part4 密闭性能与安全标准合规性
该阀门系统可实现<1 μg/m³的职业接触限值(OEL),完全满足OEB 4与OEB 5最高防护等级要求。具体数值取决于实际应用场景与产品特性。为确保持续稳定的高密闭性能,需建立定期精准的阀门维护制度。
Part5 材料选择与系统集成
阀体可根据工艺需求选用不锈钢或镍基合金材质,同时提供多种非金属接触材质(如EPDM、PTFE)。PTFE作为一种化学耐受性优异的非弹性聚合物,其耐磨性能主要受物料磨蚀特性的影响。
该密闭系统已完全集成至Italvacuum干燥机的硬件控制与软件管理系统,确保安全高效的全自动化运行。
干燥机内腔采用高亮度抛光处理(表面粗糙度Ra<0.4μm),有效减少产品残留并确保高真空密封性能。结合高性能装卸料密闭系统,共同构成适用于高价值原料药与高活性原料药真空干燥工艺的多功能高效解决方案。这项经过实践验证的稳健技术,能够灵活适应多样化的工艺需求。
Part6 对接系统公司——Italvacuum的可靠合作伙伴及定制化密闭解决方案
Italvacuum与Andocksysteme建立了战略合作关系,该公司是全球制药行业高性能密闭系统领域的全球领导者。通过这一合作,Italvacuum成功将分体式蝶阀(SBV)及高活性药物成分安全传输系统集成到其干燥设备中,从而能够满足处理高毒性原料药所需的最高密闭等级(OEB 5)要求。
Andocksysteme公司提供的阀门以其卓越的可靠性和精准性著称,能确保高活性原料药在传输过程中的绝对安全,这与Italvacuum先进的真空干燥技术形成了完美互补。
Andocksysteme公司提供的分体阀(图片来源:Italvacuum)
双方技术的协同融合,最终形成了一套经认证的、用于安全处理高活性药物成分的完整解决方案。
通过整合Italvacuum先进的真空干燥技术与Andocksysteme公司顶尖的密闭解决方案,共同为制药行业提供了应对高活性、高价值原料药生产挑战的可靠技术保障。
邵丽竹
何发
2025年11月5日,科莱恩大亚湾基地高性能表面活性剂扩建项目正式投产。作为科莱恩亚洲增长战略的重要里程碑,该项目全面升级制药产能并拓展多行业特种化学品生产线,不仅大幅提升了大亚湾基地的生产实力,更巩固了 “在中国,为中国”的战略布局,为中国制药等行业注入强劲发展动力。
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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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