橡膠塞的轉(zhuǎn)運方法

吳巖

摘 要：注射劑和化妝品的質(zhì)量會影響到其使用者的安全。當前注射劑及部分化妝品灌裝采用橡膠塞進行密封，橡膠塞在使用前需進行清洗滅菌處理，以達到清潔和無菌效果。在清洗之后、灌裝之前還有一個轉(zhuǎn)運過程，其過程主要遵循GMP法規(guī)，此過程按封閉狀態(tài)可分為A、B兩個等級。若轉(zhuǎn)運過程中產(chǎn)生二次污染，會直接影響最終產(chǎn)品質(zhì)量，實際生產(chǎn)中通常采用潔凈環(huán)境A級層流保護下轉(zhuǎn)運方式或完全密閉的轉(zhuǎn)運方式。通過有效的轉(zhuǎn)運方式可以確保膠塞在灌裝壓蓋密封前達到相應的質(zhì)量要求，目前經(jīng)常使用的轉(zhuǎn)運方法可概括為這樣三種：完全敞口式轉(zhuǎn)運、半密封式轉(zhuǎn)運、完全密封式轉(zhuǎn)運，根據(jù)實現(xiàn)方式不同又衍生出了本文提及的六種具體實現(xiàn)方式。本文根據(jù)轉(zhuǎn)運過程就這六種方式的優(yōu)缺點進行了總結(jié)，并闡明了它們的適用場合，就本人的經(jīng)驗給出了一個可行的轉(zhuǎn)運工藝選擇依據(jù)，希望能夠?qū)λ幤坊蚧瘖y品生產(chǎn)質(zhì)量的提升有所幫助。

關鍵詞：橡膠塞;轉(zhuǎn)運方式;質(zhì)量

中圖分類號：TH163 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0057-02

1 橡膠塞的轉(zhuǎn)運質(zhì)量保證概述

由于注射劑的生產(chǎn)需要嚴格控制不溶性微粒[1]，而注射劑和部分化妝品的生產(chǎn)又需要達到無菌保證狀態(tài)，防止藥品的污染和細菌對化妝品有機物的大量分解影響其保質(zhì)期。除了產(chǎn)品本身的質(zhì)量之外，在灌裝加塞過程中，其外包材的質(zhì)量就直接地影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。橡膠塞就是外包材中的一種。橡膠塞在膠塞清洗機完成清洗、滅菌、干燥、冷卻等過程后，需要通過各種不同的方式方法將橡膠塞轉(zhuǎn)運至灌裝機中完成灌裝后的加塞工序。這些過程需要符合GMP法規(guī)。其重點是防止來自于環(huán)境、器具和人員帶來的污染。由于膠塞清洗機的處理，橡膠塞處于潔凈且無菌狀態(tài)，因此，控制膠塞轉(zhuǎn)運過程的質(zhì)量就顯得尤為重要。在轉(zhuǎn)運過程中，不但要控制轉(zhuǎn)運的環(huán)境，還需要對膠塞本身接觸到的設備進行有效的控制。

2 橡膠塞的轉(zhuǎn)運方式探討

為了保證橡膠塞轉(zhuǎn)運質(zhì)量，在整個轉(zhuǎn)運過程中，敞口轉(zhuǎn)運的部分需要在A級層流中進行，或者采用完全密閉的方式進行隔離轉(zhuǎn)運。其中主要可以分為三大類基本轉(zhuǎn)運方式：完全敞口式轉(zhuǎn)運、半密封式轉(zhuǎn)運、完全密封式轉(zhuǎn)運，下面主要圍繞上述三種轉(zhuǎn)運方式來探討具體的轉(zhuǎn)運形式，并且分析各種形式在生產(chǎn)過程中的優(yōu)勢和劣勢，以及需要保證的參數(shù)。

2.1 全自動落料管路形式

全自動落料管路所采用的為完全敞口式轉(zhuǎn)運方式，其結(jié)構(gòu)形式為膠塞機與灌裝機依靠鋼平臺或廠房布局樓層產(chǎn)生相對較大大高度差，通過較長的傾斜管路將清洗滅菌后的橡膠塞輸送至灌裝機內(nèi)的緩沖料斗中。全自動落料管路的結(jié)構(gòu)通常由輸送管路、隔離罩、排水軟管、吹掃噴頭、超聲波傳感器和傳感器支架等部件構(gòu)成。由于膠塞機與灌裝機間存在高度差，潔凈層流風無法對落料管道進行完全覆蓋式的保護，而管路內(nèi)部又直接連接膠塞清洗機，所以，輸送管路便可以在出料端直接安裝隔離罩和軟管與膠塞機同時進行清洗滅菌。在出料階段，將隔離罩與軟管拆除后再進行出料，在出料的時候由于A級的層流風無法對經(jīng)過管路的膠塞進行保護，因此，管路內(nèi)部安裝的吹掃噴頭便在出料前開始通入潔凈無菌壓縮空氣，在管路內(nèi)部形成單項流動風，防止外界污染物的進入。在出料的同時，超聲波探頭實時地檢測灌裝機緩沖料斗中的上下料位，進行反饋調(diào)節(jié)。整個運行過程無需人員介入操作，輕松實現(xiàn)大產(chǎn)量的自動化生產(chǎn)。

2.2 全自動等高落料形式

全自動等高落料的轉(zhuǎn)運方式在結(jié)構(gòu)上和全自動落料管路相似，所采用的為完全敞口式轉(zhuǎn)運方式，其結(jié)構(gòu)形式為膠塞機與灌裝機等高度布置，膠塞機通過主體機架的增高實現(xiàn)與灌裝機的近距離重力落料，通過相對較短的傾斜管路將清洗滅菌后的橡膠塞輸送至灌裝機內(nèi)的緩沖料斗中。在生產(chǎn)工藝和落料管路相一致，結(jié)構(gòu)特點也一致，可以應用在廠房高度受限，無法布置鋼平臺的布局圖中。其中，落料管路和等高落料的形式廣泛應用于大產(chǎn)量和超大產(chǎn)量生產(chǎn)的環(huán)境中，由于自動化程度高，節(jié)省人力資源，操作簡單，風險小等優(yōu)點的存在，收到大多數(shù)生產(chǎn)型用戶的喜愛。

2.3 全自動熱熔封口形式

全自動熱熔封口的出料形式靈感來源于包裝機，屬于半密封式的轉(zhuǎn)運方式。通過全自動封口裝載車與膠塞機出料口對接實現(xiàn)出料封口等功能全自動熱熔封口系統(tǒng)通常由滅菌裝載車、全自動封口裝載車、無菌袋托盤等部件構(gòu)成。在膠塞機清洗滅菌的過程中，滅菌裝載車與出料口對接，共同在線清洗滅菌并最終排除出料口中的水。無菌袋托盤為無菌袋的盛放載體，全自動封口裝載車集真空取袋、真空開袋、無菌袋重心調(diào)節(jié)、夾袋、出料稱重、拉緊封口等功能于一體，除出料稱重外其他步驟均在裝載車移動過程中進行，極大的程度上縮短了工作時間。由于微生物和雜質(zhì)的威脅，無菌袋為一次成型后輻射滅菌的PE袋[2]，整個封口的過程均在A級層流風的保護下進行，封口結(jié)束后的橡膠塞不能直接從A級層流保護下直接取出。根據(jù)膠塞無菌性和潔凈度的要求，單層封口的膠塞由于不能完成跌落試驗，只能在雙層密封無菌袋、RTP密封桶、或者層流車的保護下才能輸送到灌裝機的緩沖中。熱熔封口系統(tǒng)由于單層自動封口需要人工進行一部分的轉(zhuǎn)運工作，因此，建議適用于中低產(chǎn)量的配置中，避免大產(chǎn)量造成勞動強度過大，導致出錯風險升高，同時也降低的膠塞二次污染的風險。

2.4 無菌桶轉(zhuǎn)運形式

無菌桶轉(zhuǎn)運方式是采用利用清洗滅菌過的桶與膠塞機出料口對接，然后通過桶蓋密封后通過轉(zhuǎn)運層流車轉(zhuǎn)移至灌裝機中的轉(zhuǎn)運方式。同屬于半密封式轉(zhuǎn)運。無菌桶轉(zhuǎn)運方式的結(jié)構(gòu)非常簡單，只有一個帶有密封蓋的無菌桶，并無其他部件。但是需要進行一系列的前置準備工作才能進行。首先要通過清洗站對無菌桶進行清洗，并驗證桶內(nèi)壁的潔凈程度。然后需要將桶放入滅菌柜中進行滅菌干燥冷卻;之后將桶蓋蓋好裝入層流車中進行暫存。再后在膠塞機出料的時候?qū)o菌桶送入膠塞機保護層流中進行裝載。最后將裝載完成密封良好的桶再送回至層流車中對接灌裝機完成膠塞的轉(zhuǎn)運。這種轉(zhuǎn)運模式的前期設備投資非常少，但是在整個轉(zhuǎn)運過程中的流程非常復雜，而且在大產(chǎn)量和超大產(chǎn)量的生產(chǎn)中對操作工的體力有巨大的消耗，桶過大搬運會十分費力，桶過小轉(zhuǎn)運次數(shù)會非常多，導致操作時長的增加，而且層流車的運行時間是有限的，轉(zhuǎn)運必須在有限的時間內(nèi)完成，否則會造成生產(chǎn)風險或者原料的報廢。

2.5 無菌桶軌道轉(zhuǎn)運形式

無菌桶軌道轉(zhuǎn)運方式是采用利用清洗滅菌過的桶與膠塞機出料口對接，然后通過直接敞口通過A級層流風的保護通道轉(zhuǎn)移至灌裝機中進行轉(zhuǎn)運的方式。屬于完全敞口轉(zhuǎn)運方式。無菌桶軌道轉(zhuǎn)運方式需要在潔凈室內(nèi)建造一條A級層流轉(zhuǎn)運軌道，將滅菌后的無菌桶經(jīng)過軌道輸送至灌裝機內(nèi)。結(jié)構(gòu)雖不復雜，但是對廠房的布局和美觀是一種挑戰(zhàn)，對廠房的運營成本也是一種挑戰(zhàn)，A級軌道除了運輸膠塞外并無其他用處，但是在整個過程中都需要開啟，屬于一種成本上的浪費。而且在生產(chǎn)前的工作仍然需要進行。首先還是桶的清洗滅菌，而且同樣需要層流車運輸至膠塞機出料保護層流中。這種轉(zhuǎn)運模式的前期設備投資較少，但是在整個轉(zhuǎn)運過程中的流程依然非常復雜，雖然在運行過程中能節(jié)省操作工一部分體力，但是轉(zhuǎn)運次數(shù)依然不會減少，只是沒有轉(zhuǎn)運時限和原料報廢的風險，如果是大產(chǎn)量的生產(chǎn)會導致操作工工作時長特別長。

2.6 清洗轉(zhuǎn)運一體機形式

清洗轉(zhuǎn)運一體機是一種特殊的清洗轉(zhuǎn)運方式，這種方式的獨特之處是清洗桶可以在清洗滅菌結(jié)束后從膠塞機上拆下進行轉(zhuǎn)運工作，膠塞機可以繼續(xù)換其他閑置桶繼續(xù)工作。這種設備的想法十分前衛(wèi)，適合于中小產(chǎn)量對應多條流水線生產(chǎn)的布局。是目前唯一一種完全密閉式轉(zhuǎn)運。清洗轉(zhuǎn)運一體機由清洗站、清洗桶、轉(zhuǎn)運機械臂、磁懸浮軌道、對接終端構(gòu)成。清洗站主要負責提供膠塞清洗滅菌的基礎服務，清洗桶負責盛裝和存放膠塞是膠塞的容器。膠塞清洗滅菌完成后由轉(zhuǎn)運機械臂將整個清洗桶拆下通過磁懸浮軌道搬運至對接終端進行對接，完成對接后承接其余的清洗桶對接清洗站進行膠塞的清洗滅菌，完成終端對接的清洗桶在灌裝機反饋信號的反饋調(diào)節(jié)下開始出料，直到出料結(jié)束后反饋停止，機械臂將空的清洗桶輸送回存放點。整個過程可以拓展至完全的無人操作，應對無人工廠的經(jīng)營策略，通過AGV和機械臂進行膠塞種類的區(qū)分和拆包，在進料端同樣設立對接啟示端，進行無人進料，后續(xù)工作完全由現(xiàn)有工序來完成，從而實現(xiàn)黑燈工廠的戰(zhàn)略，徹底杜絕人作為最大風險點和污染源的存在。但是這種轉(zhuǎn)運的形式在國內(nèi)外的保有量并不是非常多，首先這種布局的耗資是非常巨大的，很少有制造車間會進行巨大的投資來設置這套布局。然后這種轉(zhuǎn)運形式是沒法應對大產(chǎn)量和超大產(chǎn)量生產(chǎn)的，磁懸浮軌道和機械臂的承載是受到當前車間布局限制的，因此需要降低單批次的轉(zhuǎn)運量，所以無法進行大產(chǎn)量單批次的生產(chǎn)。最后這種超前衛(wèi)的布局和目前的廠房布局無法完全匹配兼容，因此導致市場需求量很少。

3 結(jié)語

橡膠塞屬于直接接觸最終產(chǎn)品的外包件，其質(zhì)量會影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。從清洗滅菌到灌裝封蓋，中間還要經(jīng)歷轉(zhuǎn)運過程，為了使這一過程符合GMP法規(guī)，敞口轉(zhuǎn)運需要在A級層流保護下進行，另外還可以采用完全封閉式轉(zhuǎn)運條件。轉(zhuǎn)運過程需要防止雜質(zhì)和微生物帶來的二次污染，引起污染的主要源頭是與橡膠塞接觸的空氣、容器和人，其中人是最大的污染源[3]。轉(zhuǎn)運工藝中隔離人、清洗不潔空氣、容器的能力至關重要。

本文中介紹的6種方法可概括為三種基本類型。其中唯一一種完全密閉式轉(zhuǎn)運是清洗轉(zhuǎn)運一體機形式，其主要特點是參與滅菌的不銹鋼桶可以拆下來用于轉(zhuǎn)運過程;屬于完全敞口轉(zhuǎn)運方式的方法有無菌桶軌道轉(zhuǎn)運形式、全自動落料管路形式、全自動等高落料形式;屬于半封閉式的轉(zhuǎn)運方式則是全自動熱熔封口形式、無菌桶轉(zhuǎn)運形式。清洗轉(zhuǎn)運一體機形式前期投資大，而且與目前廠房布局不協(xié)調(diào)，也不適用于大規(guī)模和超大規(guī)模生產(chǎn)，所以目前常用的轉(zhuǎn)運方法都要經(jīng)過層流保護環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)能夠有效降低來自空氣的二次污染，而且效果是能觀能控的。另一種容器是經(jīng)過輻射滅菌的PE袋，由于單層袋無法通過跌落實驗，所以轉(zhuǎn)運過程仍需要其他輔助工具，該方式需要一定人力，推薦在中低規(guī)模生產(chǎn)中應用。落料管路和等高落料的形式廣泛應用于大產(chǎn)量和超大產(chǎn)量生產(chǎn)的環(huán)境中，后者不受廠房高度的限制，二者在生產(chǎn)工藝上相似，深受生產(chǎn)廠家喜愛。

綜上所述，在敞口環(huán)境下，通過層流保護或鼓風裝置阻礙污染物的進入，使用經(jīng)過嚴格滅菌的容器輔助轉(zhuǎn)運，針對不同規(guī)模的生產(chǎn)，選擇不同的轉(zhuǎn)運途徑以適應人力和現(xiàn)有設備。最后，需要考慮實際情況，使得轉(zhuǎn)運工藝能落實，以防工藝太超前導致不適合實際應用。

參考文獻

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