【关键词】制药厂;制药设备;发展现状;发展方向
引言
近几十年来,我国医药行业发展规模越来越大,因此给我国的制药装备行业的发展带来了新的契机和发展空间。据统计,我国的制药设备企业已经成为世界生产设备大国,为我国的制药事业做出了重大贡献。但是,与西方发达国家的制药设备制造业还有较大差距,尤其表现在缺乏创新性。
针对制药业常出现的问题,我国新出台的2010版GMP对制药企业的硬件和软件提出了更严格的要求。新的GMP对制药设备的设计制造与安装、验证和质量控制等方面进行了规范,最大限度地避免药品质量风险的产生。因此,制药设备制造企业应该抓住此次的2010版GMP认证机遇,努力研发新型设备,在满足新版GMP的同时,争取达到西方发达国家的先进制造水平,尽早制造出低能耗、高效率、自动化水平高的制药设备。这样不仅可以使企业在国内设备市场中立于不败之地,还能为本国制药行业谋福利。
1 我国中药制药装备行业发展现状及存在的问题
1.1 制药装备能耗高、效率低
国内制药设备企业对设备研发的资金投入力度太小,因此生产水平停滞不前,存在着很多问题,如能耗大、效率低、自动化程度低,这种情况严重阻碍了制药业的进一步发展。比如在中药提取工艺过程中,提取液的浓缩较多的采用单效浓缩器,该设备采用蒸汽夹层加热,造成加热时间长、温度较高、加热均匀性差,容易破坏热敏性药品的稳定性,同时能耗高、效率低、成本高也制约着这类设备的发展。另外,固体物料的干燥时通常采用烘箱类的干燥设备,这类设备能耗高,干燥时间长。以上举例的设备集中体现的高能耗、低效率问题亟待设备制造企业解决。
1.2 制药装备研究与药品实际生产工艺脱节
我国的制药设备企业不完全了解制药生产工艺,只是按照机械工程原理和设备要求设计和生产设备,导致生产出的设备适应性、联机性和灵活性比较差,影响设备的使用效率,不能满足制药企业的切实需要。如中药提取的生产工艺中,需要根据药材的类型(根茎类、叶类、花草类等)来设计合理的提取装置,否则,机械地进行设计势必会导致装置的适应性差。如花类药材加水提取,药材会浮于水面,不能充分浸润,从而降低提取效率。总的来说,制药设备研发和药品生产工艺脱节严重,这种状况亟待改善。
1.3 制药装备的自动质量保证检查系统缺失
新版GMP对药品质量提出了更高的标准,特别是无菌药品。新版GMP增加了质量风险管理、变更控制、偏差处理等内容,强化国内企业对相关环节的控制和管理,倡导产品质量的实时监控。目前的质量控制大部分基于单元操作,如如中药干燥设备在干燥过程中对物料的水分进行实时监控;中药生产过程在线检测,包装机械对条形码、标签遗漏及装量差异进行实时检查等。但是现有制药工艺在质量控制与保证方面仍存在较多的问题,需要引入自动质量保证检查系统。该系统对药品质量控制起着至关重要的作用,它可以将不合格的中间体或成品在生产过程中剔除,避免进入下一个工序。随着我国GMP 规范的深入推进,制药企业对装备的质量控制要求必将更加严格,自动质量控制及检查系统乃大势所趋,倡导最大限度地保障药品安全,提高药品质量。
2 我国制药装备发展方向
2.1 符合GMP 验证要求的制药装备
新版GMP 对制药装备的要求:装备的设计、选型、安装、改造和维护必须符合预定用途,便于操作、清洁和维护,以及必要时进行消毒或灭菌。与药品直接接触的设备表面应光洁、平整、易清洗或消毒、耐腐蚀,不与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质。对于中药制剂的生产,主要从中药材前处理设备和后续的制剂生产设备的设计与效能等方面来考察。重点应考虑易清洗、不污染药物,同时要符合国家低碳节能的战略发展要求。当前,我国中药材产地加工较为粗糙,缺乏能保证中药材质量的净度标准,药材的包装物、自身夹带的泥沙、灰尘等杂质易污染设备和生产环境,也给后续的粉碎、灭菌、提取、浓缩等工艺带来了不便。所以满足制药过程规范化要求的装备是制药装备发展的基本要求。
2.2 鼓励节能降耗,提高生产效率,降低制造成本
高效能、低能耗、环境友好型企业是制药行业的标杆。高效节能型制药装备的开发与研制不仅切实地响应了国家节能减排的战略号召,也是自身企业实现可持续发展壮大的重要源泉,是未来制药装备企业发展的战略方向。一般中药制药企业都自备锅炉,提供提取、浓缩、蒸馏、干燥等热源,蒸气一次使用,能源综合利用率较低。随着GMP 改造的深入,天然气能源代替燃煤、能源价格大幅上涨、药品价格又面临下降的局面,如何降低锅炉燃料费用支出,提高蒸气利用率迫在眉睫。已有诸多厂家通过在排烟管道上安装“省煤器”,用烟气中的废热加热进入锅炉的软化水,可以节约燃料费用。能源管道改制、中药渣热解气化产能等技术的推广,将实现蒸气余热、废热及工业生物质废物资源的二次利用,大大降低燃料等生产成本,实现产品附加值的增值。
2.3 机械化程度提高,产品生产过程自动检测
加强中药的提取、分离、浓缩、干燥、灭菌等制剂生产技术集成创新的研究,借鉴现代制造技术、信息技术和质量控制技术,提高制药装备的机械自动化程度,同时对符合中成药生产特点的新工艺、新技术进行系统研究开发,并将这些技术融入制药新装备的设计与开发中,实现制药过程的机械化和自动化检测是未来制药装备的一大趋势。国内已有不少企业采用了真空上料、三维混合在线输送、多层微波干燥、离心选丸、连动包装、自动装箱等多种创新技术和在线检测,光电感应、视觉传感、自动剔除等现代质量控制手段,实现了中药浓缩丸的全自动化生产。 这些不仅给企业带来巨大的生产效益,也使企业在国内产生一定的知名度,成为制药行业的标杆。
3 总结
制药设备是制药厂生产出高质量药品的关键一环。制药设备的好坏,不仅影响到企业的生产效率、工人的劳动强度、生产安全,也直接影响企业的生产效益。因此,设备企业领导应该抓住现有的大好机遇,招收人才,不断研发、创新,以新版的GMP为指导,制造出低能耗、高效、自动化的制药设备,为企业、为国家做出贡献。
参考文献:
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[3]王双乐.从药品生产质量控制看选择制药设备的重要性[J].上海医药,2011(12).
关键词:真空技术;制药机械工业;应用
真空技术是一种较为先进的技术,在我国很多领域都有着较为广泛的应用。真空技术是我国制药工业发展中的重要技术,能够满足药物生产的需要,能够保证较高的卫生标准。因此,对真空技术在制药机械工业中的应用进行研究,具有重要意义。
1常见真空设备及其应用
1.1真空微波干燥设备
真空微波干燥设备是一种使用范围较广的真空设备,这种设备在进行药物生产时,具有加热速度快、加热效率高的特点,对于物料的回收率能够达到100%。在使用真空微波干燥设备时,需要的干燥温度较低,适合用于热敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥设备时,往往采用两种干燥方式,其中一种与家庭使用的微波炉工作原理相似,主要通过物料盘绕着垂直中心轴,在水平方向上进行圆周运动,以达到干燥的目的。另一种方式是让物料盘绕着水平装置的中心轴,在垂直方向上进行圆周运动,盛物料的盘子一直保持水平状态,以确保物料在运动时不会掉落,采用这种方法进行药物生产能够保证物料加入均匀,方便对机械设备的清洗。微波真空干燥设备是在原有生产工艺基础上的生产改革,这种设备的整体生产效率较高,能耗是传统方法的1/5,占地面积仅是原来的2/3,是中药生产企业常用的真空制药设备。
1.2带式真空干燥设备
带式真空干燥设备在国际社会有着较为广泛的应用,国外主要将带式真空干燥设备用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工与制作。我国将带式真空干燥设备应用于重要浸膏的干燥上,随着我国中药生产企业的发展,药物生产对中药浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能够连续生产的干燥设备,很多厂家都十分重视带式真空干燥设备。目前,带式真空干燥设备的发展主要呈现以下趋势:最大的带式真空干燥设备内径能够达到2400mm,长度最大能达到19000mm,但是这是新产品,还存在一些缺点,例如:药物生产上料不均匀、干燥速度较慢、含水量控制不足等,仍然需要改进机械设备的生产和设计,进一步提升带式真空干燥设备的生产效率。在进行相关设计和生产时,应注重对设备真空性和卫生性的控制,这样才能更好地应用于重要生产。
1.3真空浓缩设备
真空浓缩设备是药物生产中常用的机械设备,该机械设备的生产技术和设计技术已完全成熟,运用这种机械设备进行药物生产能够达到良好的效果。真空浓缩设备主要有单效、双效、二效真空浓缩设备,这三种设备都是技术较为成熟的产品。目前,真空浓缩设备发展较好的是离心式薄膜真空蒸发装置,离心式薄膜真空蒸发装置有着非常好的效果,该设备整体的传热系数大、占地面积较小,所采用的液体薄膜厚度仅为0.1mm,物料滞留时间为1s,液体在离心力的作用下能够飞溅出去,在离心力的作用下,还能抑制液体发泡,可为药物生产提供高浓度的浓缩液,这种设备主要适用于蒸馏、除臭、剥离等处理方式。高速旋转式真空蒸发设备是一种较新的产品。该产品在使用时,主机部分没有可动的部件,在使用时极少发生机械故障,蒸发的气体和液体在蒸发罐内能够以1000r/min的速度旋转,能迅速分离成气体和液体,因此有着较为广泛的应用。
2真空技术在制药机械工业中的发展前景
2.1创新微波真空萃取设备
创新微波真空萃取设备是一种较新的设备,随着中药生产工艺的改革,传统的中药熬制方法已经不适用于现代社会的中药生产。如何将中药中的有效成分进行提取,如何进行固定量的提取,如何减少人力资源的投入,成为中药生产的发展方向。微波真空萃取设备在实际使用中,能够对大量的物料进行一次性的萃取,且萃取纯度较高,能够提升中药的生产质量和生产效果,可提高生产效率、节约生产成本,更好地促进生产企业的发展。
2.2改革微波带式真空干燥设备
微波带式真空干燥设备在药物生产中有着较为广泛的应用,在实际运用中也有着较好的效果,但是该机械设备生产时采用的是周期式的生产方式,产量较低,无法满足我国药物生产对机械的要求。实践证明,中药浸膏类产品在进行生产时,微波带式真空干燥设备的干燥速度最快、质量最好,由于中药浸膏类的产品种类多、产量大,因此对机械设备的质量和产量要求更高。应注重对微波带式真空干燥设备的改革,应注重开发连续式的微波真空干燥设备,这样才会有更好的发展前景,才能更好地满足药物生产企业对机械设备的要求,才能满足社会对药物质量和产量的需求。
2.3形成真空制药生产线
在制药机械工业发展中,应注重形成真空制药生产线。在进行药物生产时,形成统一的真空制药生产线,能够更好地提升生产效率。单体制药设备较为简单,而制药生产厂家希望能够提供成套的生产设备,完成相应的生产工程,因此应从中药浸泡提取开始,到真空浓缩、干燥、灌装、包装、运输,形成一条龙的生产线,这样也便于开展生产、安装和调试工作。要想形成真空制药生产线,应根据中药生产企业的生产流程进行生产线设计,这样在使用时才能达到良好的效果,才能满足制药企业的需要。形成真空制药生产线,能够让药物生产企业在生产时进一步减小人力资源投入,能够大大降低生产成本,提升整体的生产效率,更好地促进药物生产企业的发展。
2.4真空捡漏设备的发展
真空捡漏设备在中药生产和包装中发挥着重要作用,但是这种设备价格很高,制药行业需要包装,要使用大量的塑料瓶,在进行药物分装和包装时,需要一台捡漏准确、捡漏速度快、捡漏精度高、价格合理的真空捡漏设备。目前,我国引进的设备价格非常高,因此,从真空设备的发展前景来看,应注重对真空捡漏设备的创新与研发,形成我国自主知识产权,为我国制药工业的发展提供帮助,提升制药工业的发展水平。
3结语
本文在开展研究时主要对真空技术在制药机械工业中的应用进行了研究,目前,常见的真空机械设备主要有三种:真空微波干燥设备、带式真空干燥设备、真空浓缩设备,这三种设备在实际使用时都有着较好的效果。真空技术在制药机械设备领域中有着较好的发展前景,能够创新微波真空萃取设备,改革微波带式真空干燥设备,形成真空制药生产线,可进一步提升我国的制药技术。
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关键词:生物技术;药品行业;安全
生物技术在药品行业中的应用范围日益扩大,生物药品具有很广阔的市场前景,巨大的经济利益和社会效益促使生物技术药品行业进行了激烈的竞争。
一、我国生物技术医药行业的发展现状
我国的生物制药行业发展比较迅速,起步较晚,最早的生物工程药品追溯到1982年人胰岛素的诞生,随着技术水平的不断提高,生物技术在药品行业的应用日益的广泛。
医药生物技术主要包含六个方面的内容:1、重组基因技术、转基因技术研制的药物或建立的新的治疗方法。2、细胞或原生质体融合技术生产的药品。3、固定化酶或固定化细胞技术制备的药物。4、通过组织和细胞培养生产的疫苗。5、利用现酵或反应工程和生产生物来源的药物。6、应用蛋白质工程和分离技术从生物资源中寻找或制备的药品等。在这六个方面中医药生物技术对医药汗液的发展都起到了重要的促进作用。形成一定的产业规模和效应,但是生物技术在药品行业的发展中依然存在很多的问题,例如保证药品额安全性、医药行业的道德性,总体的发展方向是很乐观的。
二、生物技术药品发展的原则
生物技术正在以非常快的速度应用到我们的日常生活但中去,生物技术为人们带来了生活的便利。但是生物技术药品的发展必须把握一定的原则和尺度,没有原则的利用生物技术,以生物技术谋取不正当的利益有损人民群众的利益。
中华人民共和国卫生部令第33号《生物制品管理规定》第二条中指出:“生物制品是药品的一大类别。生物制品系指以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织作为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量制成的生物活性制剂。它包括疫(菌)苗、毒素、类毒素、免疫血清、血液制品、免疫球蛋白、抗原、变态反应原、细胞因子、激素、酶、发酵产品、单克隆抗体、DNA重组产品、体外免疫试剂等。”从生物制品定义中我们可以看出,生物药物制品的多样性和灵活性,通过长期细致的观察和实验,得出具有长效的药物产品,提升医疗卫生事业的水平,而对于违背社会伦理道德的方面的应用应该予以抵制,非法利用药品进行交易和犯罪都应该受到监督和制裁的。
生物技术制药产业能够给药品和医疗卫生行业带来巨大的经济效益,但是绝对不能忽视药品的安全性,原材料和技术的要求很高,因此需要的投入成本也是占有很大的支出比重的,正确的分析市场,不能因为市场需求的增加而盲目的扩大产量,加快生产从而忽视了产品的质量。制药行业是良心产业,生物技术的使用也是为了为人类生活带来福祉,所以应该正确的把握生物技术的使用尺度,保持生物技术在药品行业中的正确应用。
三、生物技术在药品行业中的应用前景
依据生物技术在药品行业的应用现状,我们看可以看出,生物技术制药产业具有长远的发展前景。
首先是在生物技术水平上,积极的开发高科技产品,拓展药品行业的技术深度。我国的生物资源极其的丰富,微生物、真菌、海洋生物等资源都可以运用生物技术进行深入的研究,开发具有很高的科技含量和独特的药效的药物。目前在我国生物技术对于治疗很多的疾病都有很高的治疗效果的。
其次,在生产的规模上,应该加大科技投入,提升产品的技术含量,从而提升市场竞争力。生物技术在药品行业需要进行合理的布局和规划,产生规模经济效益,提升药品行业的集群效应,药品企业和医药公司进行合作,充分的进行市场调研,贴近市场进行研发,利用企业的先进的管理经验和技术引进的财力和人力,规避药品行业的弊端,促进生物技术药品的研发的效益整体得到提升。顺应世界生物技术发展趋势,尽快改造传统生物技术产业,重点发展低耗原料和能源、高附加值的现代生物技术药品,以提高生物技术产业的技术水平和经济效益。
最后,加强国际合作和技术的学习引进,培养更多的技术性人才。近20年来我国生物技术制药行业发展很快,开发品种齐全,种类多样化趋势,生物技术在药品行业中产业结构并不是很齐,生物药品质量要求不断的提升,技术合作和人才的培养都是提升药品质量的重要途径。优化国内的需求,面对国内的技术难题应该注重国际间的合作和交流,通过装备、技术、人才引进,通过合作、合资的方式创造生物技术药品行业的新发展途径。加强基础研究,建立生物技术信息资料库,掌握世界生物技术药品的科研和产业化发展趋势,把握市场动态。
生命科学和生物技术不再是在人们的想象中的技术,正在以飞快的速度进行发展和创造着,在药品行业中的应用将会给我们带来更多的挑战和惊喜。(作者单位:沈阳师范大学化学与生命科学学院)
参考文献:
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1.概述
我国的医药行业经过多年的建设与发展,已迈入世界医药大国的行列。药用空心胶囊是制药企业三大制剂(片剂、针剂、胶囊剂)之一。胶囊制剂是特殊包装载体,可充填粉剂、中性或油性液体、微丸、膏状内容物等,在制备复方或缓控释制剂上具有独特优势,因此胶囊剂成为药品制剂首选。目前国内拥有几百条全自动、半自动药用空心胶囊生产线,年产空心硬胶囊在1200亿粒左右,然而不符合卫生指标、手工或半机制的约占55%左右。为提高药用空心胶囊生产行业的整体质量水平,保障人们的身心健康,中国医药包装协会在《医药包装发展方针》中规定,严格禁止手工胶囊的生产,加强对胶囊生产质量和卫生指标的监督检查。大力提高装备水平和制造水平,推进机电一体化,为医药包装行业提供先进和成套技术装备。国家食品药品监督管理局规定药用胶囊包装生产企业在“十二五”前加快进行GMP达标改造,淘汰不符合GMP标准的药用胶囊生产企业,同时淘汰手工生产胶囊。这为药用胶囊生产设备带来了广阔的市场。
2.技术方案确定
10万粒/小时全自动药用胶囊生产线采用微电脑控制技术,应用自行开发NJ系列胶囊机自动控制系统软件对药用胶囊公司全自动药用胶囊生产线进行改造升级,实现各种参数自动反馈、自动累计分析功能,在大量数据的基础上形成工艺调整程序,对涂油、蘸胶、烘干、脱模、切模、切断、套合、成品输出、料头机外回收等过程进行适当的工艺补偿,对生产过程进行实时监控,实时修正,最终实现胶囊生产管理控制的智能化,提高技术装备水平,提高胶囊的生产质量和生产效率。重点解决胶囊生产在线精度控制及提高胶囊生产效率等技术问题。
实施技术方案示意图及部分说明
该方案采用胶囊生产线各控制单元、触摸屏(HMI)与可编程控制器(PLC)联接进行通讯,反映涂油机、蘸胶机、平台机等单机运行状态及各参数指标,实施PLC监控。再与上位微机采用TCP/IP以太网进行数据通讯,实施上位微机监控与远程管理与维护,从而构成完整的信息网络系统,实现胶囊生产的智能化、数字化。
其内部通讯简图如下:
说明: 系统中可编程控制器是单机的控制中心,通过程序可完成胶囊生产线的自适应调节,以控制生产情况;触摸屏完成现场的实时监控管理;服务器与PLC以TCP/IP协议构成以太网,服务器既作为远程管理控制的服务器,又作为可编程控制器的后台机,以完成对生产线的远端生产信息管理与控制。
3.产品整体设计研究
10万粒/小时全自动药用胶囊生产线是利用自行开发的NJ系列胶囊机自动控制系统软件对原有的全自动药用胶囊生产线进行改造升级,实现数字化网络通讯的计算机管理。充分利用伺服的运动控制系统,改造原来传统控制。原来的全自动药用胶囊生产线的传统控制是基于模型的控制,带来的就是死板。而被控对象的复杂性、不确定性是难以用精确的数学模型加以描述的。现在通过运用伺服的运动系统技术,使4万粒/小时全自动药用胶囊生产线提高产量达到10万粒/小时。把人工智能的方法引入控制系统,将控制理论的分析和理论的洞察力与人工智能灵活的框架结合起来,使该产品能够得到控制上新的突破。让伺服运动控制系统能够模拟人的思维方式,利用人的经验知识,对原4万粒/小时全自动药用胶囊生产线设备的复杂系统实现有效的控制。实现有效的控制。从而达到硬件与软件的有效结合。
4.技术特点、关键技术和关键工艺
4.1技术特点
10万粒/小时智能药用胶囊生产线采用微电脑控制技术,利用自行研制开发NJ系列胶囊机控制系统软件,解决了胶囊生产的关键控制技术,达到工艺参数自动生成、前馈控制、智能分析等,实现生产过程的自动远程管理。
4.2关键技术
采用双机头、双排胶囊模具,实现胶囊产量的双倍增长;关键单元运用全伺服系统,使胶囊控制精度提高,实现00号、0-5号、A型、B型胶囊及异型胶囊(精度高、生产难度大)的生产。
4.3关键工艺
结合药用明胶硬胶囊加工生产工艺,研究开发胶囊机自动控制嵌入式软件,提高在线控制水平,实现胶囊生产过程的智能化、数字化。
5.对经济、社会发展和科技进步的意义
5.1 10万粒/小时全自动药用胶囊生产线的技术方案合理可行,满足了国内外市场需求,提高了我国药用空心胶囊行业的整体水平,保障了人们的身心健康,国内外市场反映良好。
5.2在工艺设备选择上,全部选用国产高校先进设备,既节约了建设投资,又促进了国内装备制造业的发展。
5.3本产品技术含量高、水平高,产品市场前景好,企业取得了较高的经济效益,2007年销售收入9600万元,出口额320万美元,促使企业得到更大的发展。
沂蒙革命老区重点产业的选择
在确定重点产业选择方法时,按照客观性、准确性、全面性、可行性的要求,主要从产业发展基础、产业带动能力和产业发展前景进行分析。产业发展基础。对产业发展基础的衡量既要考虑沂蒙革命老区的自然和社会条件,也要考虑现有的产业结构及已经具备一定优势的行业。自然和社会条件。沂蒙革命老区地处长三角和环渤海经济区中间地带,处于南北通达、海陆兼济的枢纽地位,交通区位优势明显,适宜工商业发展。当地人口众多,2010 年总人口超过 1 500 万,历史文化传统优良,能够为制造业提供丰富的劳动力资源。区域内地形多样,生态环境良好,适合多种作物生长,农业生产独具特色。优势产业比较。区位商理论是一种比较便捷且科学的考察优势产业的方法,运用此方法对2010 年沂蒙革命老区和山东省的相关数据进行分析,可看出老区各产业的专业化程度及优势地位( 表 1) 。从表 1 看,老区的一产专业化程度更强,二产的专业化程度最弱。结合三产结构比例观察,老区的服务业占比高于全省服务业占比,但区位商的情况表明服务业的专业化程度与全省相当,说明服务业在沂蒙革命老区的经济发展中地位重要,而发展水平还有待进一步提高。对沂蒙革命老区制造业内部各行业的区位商采用规模以上企业的主营业务收入进行测算,得出区位商值高于 1 的行业如表 2、表 3 所示。区位商的测算结果清楚展现出沂蒙革命老区当前的优势产业情况,但这种分析方法只是对目前的产业情况作静态分析,而不能基于区域所处的阶段及产业结构演进的一般规律做动态总结,更不能把影响区域外部环境的变化、宏观政策、产业发展前景的影响等因素考虑进去。因此,当前的优势产业不一定是未来重点发展的对象。产业带动能力,主要从产业关联度、技术溢出效应、劳动力吸纳能力和能否形成区域品牌效应等方面考察。由于目前没有沂蒙革命老区的投入产出核算,无法应用产业影响力系数和产业感应度系数测算老区各行业的产业关联度。根据实际情况选择产业链条长,技术先进并对周边行业具有传播能力,能在较短周期内制造出高端产品的行业以促进区域内的产业结构不断优化,技术不断进步,价值链向高端发展,进而提高整个区域的经济实力、科技水平和创新能力。对沂蒙革命老区,装备制造业、医药制造业、新材料制造业等行业都具备一定的发展基础。根据 2010 年统计数据,老区劳动力吸纳能力最强的行业主要有农副食品加工业、装备制造业、木竹藤草及皮革、羽毛加工行业、化学原料及化学品制造业、医药制造业、批发和零售业等。还要关注对区域经济有较强支撑作用的产业,如金融和生产性服务业等。产业发展前景可以从市场前景、技术提升空间、国家产业政策等方面衡量。根据国家“十二五”规划纲要,先进装备制造业、战略新兴产业、生产性服务业等行业都属于国家产业结构优化升级的战略重点。据山东省“十二五”规划纲要,临沂是山东重要的工程机械生产基地、新能源汽车生产基地、新型建材生产基地。整体来看,装备制造业、战略新兴产业、金融业、新型商贸物流业、商务服务业等对老区的经济和科技水平实现跨越式发展有重要意义。
重点产业发展思路
综合各种因素分析,在“十二五”及今后一段时期,沂蒙革命老区的重点产业应包括农业及各类农产品加工业,装备制造业、新医药、新材料、新能源汽车、金融、旅游和商贸物流等( 临沂市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要) 。农业及农产品加工业应着力拉长产业链条,建设特色生态优质农业生产基地,培育高端农副产品品牌。充分发挥自然资源优势,按照宜粮则粮、宜果则果、宜畜则畜的原则,大力培养专业村、专业乡镇、专业区域,形成粮食、蔬菜、畜牧、林果、中药材、苗木、食用菌等特色产业生产格局。在各类生产基地建设中,以提升产品价值为目标,培育高端产品,精心打造名优品牌,使老区的农产品在农产品市场中取得价值链优势并成为沂蒙革命老区的区域品牌( 沂源、临朐、泗水、新泰、五莲、莒县国民经济社会发展第二十五年计划纲要) 。经过多年发展,沂蒙革命老区尤其是临沂市的装备制造业逐步形成了多品种、全系列的各类产品及配套体系,产业集中度不断提高,产品技术水平明显提升,骨干企业的带动能力不断增强。当前面临城市化加速推进的重要战略机遇,老区周边港口群大规模建设的市场机会,需求潜力较大,市场前景广阔。装备制造业发展应该坚持规模化与高端化相结合,发展整机与零部件配套相结合,积极引进技术与增强自我开发能力相结合,提高产业集聚度,打造优势产业集群,并向高端装备制造业发展。使沂蒙革命老区成为我国重要的装备制造业基地。重点产品有: 工程机械、农林机械、机械配套类,开展高效节能环保的新型装备、智能制造装备的研发工作等。在沂蒙革命老区医药制造行业具有一定的比较优势,形成了以鲁南制药、罗欣药业、新时代药业、瑞阳制药等企业为龙头的医药产业集群。具备了大力发展技术含量高、环境负荷小的新医药产业的良好基础。今后应加快生物酶仿生提取、膜分离、超临界萃取等新技术的开发; 加强制剂科研,提高制剂产品档次; 推进生物技术药物研究,尽快实现生物技术药物产业化; 加强中药材种植标准化和科学化,引进和利用先进的提取、纯化和制剂技术改造重点中药企业,全方位提升中成药产业,着力培植中药现代化示范基地。新材料是发展先进制造业和高技术产业的重要基础,近年来我省新材料产业发展迅速,高技术陶瓷、特种纤维、高分子材料等领域的研究开发及产业化方面在国内具有优势。沂源县是我省新材料产业的重要生产基地,有明显的比较优势和良好的发展潜力。在新材料产业发展中应当以高新化、集群化发展为原则,加强科研投入,夯实产业基础,注重与电子信息、冶金、机械装备制造、建筑、化工等产业配套衔接,大力发展信息新材料、金属和非金属新材料、纤维新材料、半导体照明用材料、新型建筑材料及特种工程材料等产业。由于具备环保特性和新能源特性,新能源汽车未来有着广阔的发展前景,是战略新兴产业的重要组成部分,而临沂的新能源汽车尤其是低速电动车生产在全国居于领先地位,未来发展应重点突破电动汽车动力电池、驱动电机、控制系统等关键技术,加快电动客车、电动乘用车等整车系统技术成果的推广应用和产业化生产体系,打造技术领先的电动汽车研发生产基地。健康高效的金融体系对经济改革和增长具有不可替代的作用与影响,“十二五”及未来一个时期沂蒙革命老区应着力完善区域内金融市场体系,组织体系和服务体系,把临沂打造成为区域性金融中心。这不仅为经济发展提供稳定的资金支持,还要通过信贷结构促进老区经济结构调整,通过创新金融产品为企业发展尤其是民营企业发展提供更多的融资渠道,通过金融对外开放合作促进对外贸易和利用外资健康便利发展,通过加强金融风险防范促进经济秩序的稳定。大力发展新型商贸物流业,构建新型商品流通服务体系和大宗货物快捷分销体系。完善商贸市场服务体系,规范市场管理秩序,积极发展电子商务等新型业态。整合提升物流企业,鼓励适度并购扩张,建立全方位、多元化、综合性的专业物流体系,充分发挥老区南北通达、海陆兼济、临近港口、接壤中原的交通区位优势,形成以大型流通企业集团为主导的发展模式,构筑集聚能力强,辐射范围广的商贸物流平台,以大企业、大市场、大交通为载体,降低流通成本,提高流通效率。其次要大力实施开放带动战略,提高商贸物流的国际化水平,通过独资、合资、合作方式和连锁等渠道,建立国际贸易网络和国际流通网络。抓住全球产业重点从制造业向服务业转移的契机,抓住我省促进服务业跨越发展,引导商务服务业加快发展的重大机遇,制定扶持政策,优化发展环境,借鉴国际先进的发展理念、管理方式和经营模式,促进服务品牌创建,强化人才支撑,准备迎接商务服务业的黄金发展时期。重点发展企业管理、法律、咨询与调查、广告业、知识产权、职业中介、市场管理、旅行社等领域的服务业。沂蒙革命老区拥有丰富的文化和旅游资源,应当依托优秀的历史文化和红色革命文化,深入挖掘文化内涵,全面落实、鼓励和支持文化产业发展的各项政策,加大科技对文化产业的支撑作用,加强产业服务平台建设,夯实产业发展基础。创新管理方式,提升运作水平,规划一批文化产业园区、培育一批知名文化产业集团、打造一批影响力较大的文化品牌,着力发展红色文化、影视拍摄、音像制品、演出娱乐、印刷包装、节庆会展、动漫游戏、民俗工艺、书画艺术、媒体广告等产业。设立文化产业专项发展基金,降低准入门槛,引进战略投资者,引导非公有制经济进入政策允许的文化产业领域。沂蒙老区同时具有自然景观、文物古迹、红色传统教育旅游资源的地区,应加强统一规划,加大基础设施建设力度,合理开发和利用资源,建设三者有机结合的旅游胜地是沂蒙革命老区旅游业的发展方向,也是打造区域名牌的重要环节。
作者:迟泓 单位:山东省宏观经济研究院
1 药用塑料容器为制药工艺重大变革作出了突出贡献
药品制造作为规模工业生产过程至今已有100多年历史。尽管在这过程中,制药装备有很大变化,但是制剂特别是各类液体和固体类的药品生产过程变化并不大,主要包括粉碎、造粒、干燥、压片、包装和入库等步骤。在这过程中有一步与产品质量关系紧密的步骤就是药品容器的清洗与灭菌。药品成形以后,不可能裸露运输转移到患者手中,必须用适合一定疗程计量的单位加以盛装。这种包装物直接与药品接触,与其它工业产品的包装不同,必须满足不同类型药品封闭、清洁和显示剂量等特殊要求。为了达到这一要求,100多年来的制药企业都设有药品容器洗涤、堆放和传输工段。尽管它不是制剂的核心制造部分,但却严重影响和制约着药品的发展。
20世纪60、70年代,我国固体剂型的药品包装主要采用黄网玻璃瓶。这种传统的药品容器的原料主要是钠钙玻璃,其优点是化学稳定性较好,但弊病也相当明显:1)玻璃瓶制造耗能、耗时,生产成本高,在制造过程中劳动强度大,还会产生粉尘、废水、噪音,污染环境。20世纪90年代后,随着玻璃原材料及融化玻璃的燃油价格不断上涨,上海玻璃制品生产企业普遍陷入亏损境地。玻璃瓶脆性大,在运输和使用过程中的破碎率高达10%~30%。2)在制药厂使用玻璃瓶盛装药品前,需对瓶体进行搬运、超声清洗、隧道烘箱烘干、灯检等过程,玻璃瓶在隧道烘箱烘干必须达21 min以上,全过程一般需要40 min左右。尽管如此,也很难保证100%达到药用质量标准的要求。在相当长一段时期内,药品容器是药品质量的主要问题。
到了20世纪90年代,随着整个世界药品生产质量和安全规范水平的提高,我国政府也启动了新一版的GMP认证工作。其中一个相当普遍性的认证“瓶颈”就是药品容器的清洁度质量标准如何达标的问题。许多企业为此伤透了脑筋。即使比过去增加更多的投入来改进有关硬件设施,也未必能达到相关要求。
在此背景下,从20世纪80年代初开始引进并逐步发展起来的药用塑料容器、尤其是优质药用塑料瓶成为药界普遍关注的一个领域。
药用高密度塑料瓶的外部形状有圆形、方形、椭圆形等。圆形瓶体的应用量最大,尤其是容量15 mL至200 mL的瓶体,其特点是瓶体壁厚均匀,吸收外来冲击能量的能力较高,生产成本较低,但储存或运输时有效体积的利用率低。而方形瓶体储存的有效体积利用率高,稳定性能好,但较易发生瓶体鼓胀变形现象。椭圆形瓶体在药品包装上应用量最少,在化妆品包装中用得较多。由于高密度塑料瓶用量较大,外形美观,适用于固体剂型包装,其瓶外型设计具有各种特色。圆形瓶口、瓶颈、瓶肩、瓶身和瓶底的设计都比较合理,具体表现在以下几个方面:
1)灌装便捷。药用塑料瓶在瓶口直径的设计上通常是考虑盛装药品体积加上适当余量空间。塑料瓶颈部处的螺纹形状的横截面多数呈半圆形,从外部看是双头细螺纹,也有呈梯形的螺纹,称为单头螺纹。瓶口颈部螺纹的形状与瓶盖有良好的互配性,瓶口与瓶盖的配合并施加扭力后的紧密度有很强的阻湿性能。在瓶盖内有密封的垫圈,外部采用防盗式盖。这种防盗瓶盖可对密封破坏提供可见的痕迹,其结构主要是瓶盖周围沿侧裙底有一圈小孔,以形成断开线。当扭转瓶盖时,由于波形翻边棘爪紧锁于瓶口下端的凸环下,反旋转瓶盖即可沿折开线与锁圈分离。现在塑料瓶口均采用铝箔垫片电磁感应封口,具有同时防潮、密封和防盗性能。
2)瓶体强度高。从纵向解剖瓶体剖面看,瓶颈与瓶肩部有两个相切的圆弧半径组成,并从切点分成两段的圆台旋转体,设计时精确计算出瓶颈与中心线的距离、肩部半径、颈部圆弧半径以及影响瓶肩强度的瓶肩部位和倾斜角度,可确保在盛装和储存药品及使用过程中瓶体不发生肩部破裂现象。
3)抗内压能力强。药用塑料瓶身呈圆柱形的圆形回转体,瓶壁过厚会增大瓶体的重量,使原材料消耗增大,同时瓶内应力增加,收缩量也会增大,而瓶壁过薄则难以吹塑成型且强度低、易渗透。一般要求是,除瓶口处加强筋和螺纹部位较瓶体厚度大以外,其它部位壁厚应保持均匀。为提高塑料瓶的阻隔性及其强度,瓶身厚度取值一般在1.2~1.5mm。塑料瓶底部的设计较多采用凹底或平底双圆角结构。凹底即瓶底向瓶内凹起形成拱穴,可增强瓶体抗内压能力,并保证瓶体的稳定性能。
4)由于优质药用塑料瓶在符合GMP要求的净化车间中生产,洁净等级与药厂灌装工段同级,制药厂无需进行瓶体清洗、消毒即可直接灌装,明显降低了药厂的生产成本。
药用塑料瓶的这些特点,直接促成了许多医药企业制造工艺、工序乃至厂房装备的重大革命。原来庞大的药用玻璃瓶洗涤、检测工段被完全革除,曾使许多企业头疼的GMP认证“瓶颈”也迎刃而解。
小小塑料瓶,制药大贡献。当今天我们重新审视这一历史过程时,必须认识到,不能忽视药用容器在药品生产过程中的重要地位:没有合适的药品容器,医药产业不可能全面发展。这几年药品制造过程重大工艺性变革的发生,药用塑料容器大规模替代传统的玻璃容器是一个不可否认的促成因素。
2 伴随新材料革命,塑料药用包装品发展方兴未艾
当今世界,新材料发展很快,从而直接促进了药用塑料容器日新月异的变化。这种变化的突出特点是以材料变化为动因,以装备提升为动力,以设计创新为导向。我们必须深刻认识和把握这种发展趋势。
从表面上看,药用塑料容器形态并无大的发展。但有识之士普遍认为,药用塑料产品科技含量很高,主要表现在3个方面:塑料材质的水平、压注技术水平和外形设计的新颖性。
从材料方面看,在我国推广应用的用于中医药颗粒剂、粉剂、散剂等包装的塑料复合膜袋,主要发展以下几个品种:1)双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜;2)流涎法聚丙烯薄膜(CPP);3)聚酯薄膜(PET);4)聚偏二氯乙烯薄膜(PVDC)。而现在世界上性能更好的COC塑料原
料已经问世。这种材料具有更高的透明度,透明性能可与玻璃相媲美,可以一目了然地看清包装中的药品,极大地提高药品的美观性;韧性很好,重量轻,不易碎,同玻璃瓶相比,装液体药品,使用、运输更加安全,破损率明显降低;高纯度、低可萃取性、生物相容性好,无玻璃瓶的脱片风险,能使保存的药品维持最大程度的安全性和有效性,满足静脉注射、肌肉注射药品包装的要求,是替代玻璃粉针剂瓶最理想的升级包装品。此外,这种材料可以进行高温水蒸气消毒杀菌。生产工艺与玻璃瓶相比,具有能耗低、自动化程度高、无工业“三废”等特点。上海海昌医用塑胶厂经过5年的研究和试验,先后同美国、欧洲的企业合作、交流新型材质的加工技术,已经开发出新型模具和新工艺生产的COC(α-烯烃和环烯烃的共聚物)模抗瓶,技术达到了国际同类技术的先进水平,与欧美药品包装容器制造巨头(美国的奥埃公司和欧洲的雷盛公司)保持了新工艺技术的同步发展。
另外,能完全隔绝潮气和氧气的防潮、防渗氧新材料也已经问世,能解决某些药品和精密医疗器械在潮湿环境中容易变质或受损、从而导致药效降低甚至失效的包装问题。具有高弹性的容器塑料也已经投入商业使用。上海海昌厂已经使用这种原料成功地为伤口喷洒止血粉设计了塑料罗纹状挤压喷雾瓶。
从压注技术方面看,塑料压注机械与数字技术的应用对于药用塑料容器生产的先进化程度关系极大。在20世纪,随着石油化工业的快速发展和塑料粒子技术的提升,塑料压铸技术得到迅速发展。塑料压注技术主要包括高精度的模具、高压强的塑料粒子机械挤压和数字化控制。实施这一技术,离不开配套装备、软件开发和一流的技术工人等。这些年来,我国塑料压注技术发展很快,但与世界上先进水平比较仍然有不小差距。特别是许多企业使用的药用塑料容器压注装备,与德国同类装备的先进水平相比,尚有明显的差距。德国的同类装备单位压强大,数字化水平高,所生产的产品密度高、均匀度好,基本不会发生应力集中部位厚度不够的问题。而目前,在我国生产药用塑料容器的单位中,除个别企业外,大部分企业的装备水平比较落后。
从设计创新方面看,发展也非常快。美国SABICInnovative塑料公司(原为美国通用电器公司下属的一家塑料公司)不久前宣布,该公司已开发出一种新型多层挤塑药瓶。它由3层不同的塑料材料组成:最外层为尼龙材料(耐冲击性好),中间层为聚醚酰亚胺(PEI)材料,最里层为新型高分子聚合物聚碳酸酯(PC)材料。这种新型多层挤塑药瓶有极佳的生物相容性,适用于食品、药品等各种产品的直接包装,同时具有极高的透明度和良好的密封性,能隔绝潮气和氧气,不仅能用作常规血液制品(如人血白蛋白和纤维蛋白胶原等产品)的直接包装,也可作为各种生物工程药品(如干扰素、各种单克隆抗体药品)的包装材料。这种药瓶采用相同材料制成拉盖,使用十分方便。
另据报道,美国Weatherchem公司开发出一种新型拉盖药瓶。这种智能化声控流量药瓶能精确地控制药液的倒出量,并且在倒出时使药液发出清晰的滴答声,老人在服药时只需用大拇指按住瓶盖,将瓶身倾倒,瓶中药液即可呈线状流出。患者只要按说明书上的指示,数出相应的滴答声即可知道流出了多少剂量的药液,从而有效防止服药过量。有关专家预计,这种附有智能化声控药液流出指示装置的药瓶将受到制药厂商的欢迎,市场前景十分广阔。
美国Alcan药瓶包装材料公司开发出一种带有植入式电子身份证(RFID)码的新型塑料药瓶,只要用特制扫描仪对准它一扫描,即可获得产品的所有信息,如生产商、生产日期、产品批号、产品名称等。这种药瓶的瓶身事先被埋入了无线扫描芯片,可供多种医药产品包装使用,最大优点是难以被仿制。
大量资料表明,一些发达国家高度重视药用塑料容器的研发,新产品、新设计层出不穷。这种发展与药品产业紧密相关,不仅更好地保证了药品质量,且可提供给药安全、准确、按时等附加功能,在药品包装领域有广阔的发展空间,并能明显提高药品的附加值。可以预言,在未来医药产业的发展布局中,药用塑料容器的地位将越来越重要。
3 创造良好环境。促进药用塑料容器行业更好发展
近10年来,我国药用塑料容器发展较快。但冷静分析后可以看出,这种发展相当程度是GMP改造与优质药用塑料容器进入我国这两个因素相结合的产物。它一方面证明了发展药用塑料容器的必然性,另一方面也暴露了我国发展药用塑料容器存在的问题。
1)从总体上看,对药用容器的发展缺乏战略性产业布局。相当一部分药用塑料容器制造企业是在许多药厂革除原来玻璃容器洗涤工序,开始转用塑料容器的情况下快速上马的。这造成了短时间内出现大批药用塑料容器厂,而后又有不少企业快速倒闭的状况。在进一步发展塑料药用容器方面,企业目前基本上处于自发状态,没有宏观导向。
2)药用塑料容器涉及化工材料、机械制造、数字化控制等方面,合成性强,要真正赶上世界水平,仅靠目前药用塑料容器制造企业单兵推动是很难成功的。虽然近年我国药用塑料容器规模、数量上发展比较快,但是基本上是跟在别人后面走,几乎没有什么专利和原创性的发明。要改变这种状况,必须有一个与药用塑料容器发展相适应的组织和足够的投入。
3)药用塑料容器市场管理水平尚不如药品市场。一方面,为照顾现有不少药用塑料容器制造企业的实际水平,在质量标准制定方面与国际水平并没有接轨;另一方面,药用塑料容器检测手段也相对落后,一些制药企业药品本身并没有问题,但放在密度不高的塑料瓶内,因其阻透性和阻湿性不强,导致内容物发生氧化变色、变质,究其原因是缺乏检测药用塑料容器密度均匀性的仪器。
为实现药用塑料容器又好、又快发展的目标,须从以下4个方面共同创造良好的环境:
1)要确立药用包装容器是药品一部分的观念。尽管大家都知道药品必须有与之配套的包装容器,但许多人并没有把这类产品真正地视为药品的一部分。例如,在讨论医药产业发展的过程中,关注的往往是具体的药物,很少谈及药用容器的发展;在研究政策的时候,很少思考如何鼓励药用容器的创新。这实际上是片面的。《中国药典》指出:药品包含内容物、包装和标签说明书。这一定义非常明确地把药物包装作为药品的有机组成部分,使我们研究药用塑料容器发展有了明确的方向。
2)要把药用容器技术水平作为药品定价的重要依据,实行药用容器优质优价,鼓励更多制药企业使用科技含量高的高质量药用塑料容器。国外一些知名医药企业非常重视药用容器的选择,它们不仅关心外形,而且十分关注内在质量,更关心生产塑料容器的装备等。这种成本在其药品价格中得到了充分体现。而我们的药品定价基本不考虑药用容器的因素,制药企业为了谋求低成本,很难自觉追求高质量的包装容器。
3)要按照扶持高新技术产业的要求,支持和扶持药用塑料容器的新品研发。在进行产业发展布局和新药研发的规划及投入过程中,要有药用塑料容器应有的地位。要制定相应的鼓励政策,支持医药企业、药用塑料包装制造企业对药用塑料容器的研究创新,尽快缩短我国药用塑料容器与国际先进水平的差距,为我国医药产业走向世界创造必要条件。
4)要进一步加强药用塑料容器领域的行业管理。要在目前基础上,进一步瞄准世界先进水平,逐步健全和提高药用塑料容器的质量标准;要加强药用塑料容器检测场所和检测手段的建设,使各类药用塑料容器能够完全纳入药品检测体系,得到及时、准确的检验;同时还要进一步加强药用塑料容器的市场管理,防止偷工减料、掺假、以次充好等恶意竞争现象的发生,确保药用塑料容器行业健康、持续、快速发展。
关键词:自动真空带式干燥机;制药;中药;标准化
Abstract: Chinese medicine pharmaceutical industrial production are generally classified into traditional Chinese medicine preparation, traditional Chinese medicine, Chinese medicine preparations and extract production packing three stages, including extract of traditional Chinese medicine production stage contains extraction, concentration, drying section, is the core of Chinese traditional medicine industrialized production process. Automation is to realize the modernization of Chinese medicine will be beaten road, with traditional Chinese medicine and traditional Chinese medicine pharmaceutical equipment standardized quality control system gradually perfect, this paper probes into the concrete automatic vacuum belt drying machine in the pharmaceutical industry application.
Keywords: automatic vacuum belt drying machine; Pharmaceutical; Traditional Chinese medicine; standardization
中图分类号:TB7 文献标识码:A 文章编号:
我们知道,中药质量控制技术是中药冲出国门、走向国际市场的关键技术之一,所以应尽快研发制药过程全程质量控制技术[1]。因此,应研究中药生产关键工艺参数与产品质量的相关性,确定关键环节并建立质量控制标准体系,严格控制关键工艺参数,在线检测和控制生产过程,以保证产品的稳定性和一致性[2]。就中药制药装备及其控制而言,当前的目标是尽快实现中药制药生产装备标准化,特别是自动真空带式干燥机的合理应用,解决中药制药生产信息化和集成化生产的问题。
1 当前中药制药中的主要干燥技术
目前我国中药干燥主要采用的是晒干、烘干工艺。
1.1 晒干
晒干中药在我国已有悠久的历史,这是最经济的方法,成本很低,但是存在着许多工艺上的问题,如干燥时间长、有效成分破坏大、遇到阴雨天气容易霉烂变质、易被尘、蝇、鼠干燥污染等缺点。
1.2 烘干
传统烘房主要由砖、水泥结构建造,以燃烧煤、柴为热源,通过抽风或鼓风进行湿热传递干燥中药,成本低廉。主要缺点是温度不易控制、烘干不均匀、能耗高、时间长、产品品质差。厢式烘干机结构简单,对小批量中药干燥,应用十分广泛[3]。干燥过程较费时、费人工,且单位水分蒸发费用也较高。在隧道式干燥机中,烘干时将装有中药的料盘放在小车搁架上,随小车由隧道的一端进入,从另一端出来,在移动过程中得以干燥。该装置具有结构简单、半自动化操作、投资省、处理量大的特点,广泛应用于中药的干燥作业[4]。
2 自动真空带式干燥机在制药行业中的应用
2.1 自动真空带式干燥机应用目的与目标
当前中药药材干燥过程中自动化程度不高,不能分时间段对中药的含水率、水分活度,以及干燥介质的温度、湿度、流速等进行自动控制,都造成干燥品质不佳,最终含水率不符合要求,严重地影响中药产品的品质。自动真空带式干燥机能实现对湿度和温度的双向控制,计算机软硬件技术的发展为数据的自动采集、显示和保存及参数的自动控制提供了强大的便利条件[5]。采用上、下位机来实现对真空干燥系统运行过程中各个重要工况参数的监测、调控,可以减少人工监测、调控的失误,减少系统调节滞后,提高系统的调节精度和灵敏度。因此,将检测、传感及控制技术结合起来应用于真空干燥加工,能够实现对干燥加工过程的全自动控制,从而降低操作成本和干燥能耗,提高药品品质。同时,实时记录干燥过程失水量的多少,从而掌握其平衡含水率[6]。
2.2 自动真空带式干燥机的结构
自动真空带式干燥机由真空系统、全封压缩机、冷凝器、辅助冷凝器、蒸发器、辅助蒸发器、节流装置等、离心风机和干燥室等组成。按照循环系统的组成部件和它的作用分别由四个过程来实现。压缩过程:从压缩机开始,制冷剂气体在低温低压状态下进入压缩机,在压缩机中被压缩,提高气体的压力和温度后,排入冷凝器中。冷凝过程:从压缩机中排出来的高压高温气体,进入冷凝器中,将热量传递给外界空气或冷却水后,凝结为液态制冷剂,流向节流装置[7]。节流过程:又称膨胀过程,冷凝器中凝结后的液体制冷剂,在高压下流向膨胀阀,由于膨胀阀能进行减压节流的作用,从而使通过膨胀阀后进来的液体制冷剂压力下降。蒸发过程:从膨胀阀出来的液体压力是低压,当这种低压液体流向蒸发器中,即行吸收外界的热量而蒸发为气体,从而使内温度降低,蒸发后的低温低压气体又被压缩机吸回,进行再压缩、冷凝、膨胀、蒸发,依次不断地循环干燥过程中,空气吹过干燥室中物料表面,吸收物料中的水分而达到干燥物料的作用。
2.3 自动真空带式干燥机的PLC控制
可编程控制器(PLC)作为通用的工控设备,可针对具体的设备,用户要求而编制软件,具有多种控制方式,特别是可以设计出适合现场条件的控制策略,从而达到优化、节能的目的;适应于工业环境、可靠性高;并可根据用户要求提供多种显示方式和操作方式供操作时选择,配置组态灵活。在本系统中,PLC把传感器采集的有关参量如温度、湿度、重量、风量等转换为数字信号,并把这些数据暂存于PLC中,然后与给定值进行比较,经一定的控制算法后,给出相应的控制信号进行调控,并将数据送至上位机。上位机主要完成数据控制、管理,对现场数据进行实时显示、编辑、存储、归档、报警等。
2.4 自动真空带式干燥机通讯方式
在本系统中,主站通过将其输出区来的信息发送给从站的输出缓冲区与其每个从站交换数据。从站将其输入缓冲区的数据返回给主站的输入区,以响应从主站来的信息。EM277可用DP主站组态,输入和输出缓冲区驻留在S7-200 CPU的变量存储器内。当用户组态DP主站时,应定义存储器内的字节位置。用户也要定义I/O配置,它是写入到S7-200 CPU的输出数据字节数和从S7-200 CPU返回的输入数据字节数。EM277从I/O配置确定输入和输出缓冲区的大小。DP主站将参数和I/O配置信息写入到EM277 PROFIBUS-DP模块,然后EM277将存储器地址和输入输出数据长度传送给S7-200CPU。
2.5 自动真空带式干燥机干燥效果
取同一批物料分别在小型红外线干燥箱、燃煤热风炉及本实验设备中做干燥实验。后者因箱内温度波动小,循环气流降湿效果较好,含氧量低,致药材变形小和色泽保持好,提高了药品品质。
3 中药制药干燥技术的应用与发展
干燥是中药制剂生产中的重要环节,广泛应用于药剂辅料、原料药、中间体及成品的生产,干燥操作的好坏直接影响产品的性能、质量、外观和生产成本。目前自动真空带式干燥机在向中药制药工业化的推广中存在一些问题和技术难点,有待进一步完善,特别是新技术对于控制的要求高。利用先进控制技术和计算机技术,必将进一步推动我国的中药生产。
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[6] 刘国光.基于Fuzzy-PID的自适应温度控制系统[J].中国仪器仪表,2009,(5):19-22.
本期杂志,小编邀请了三位就读于天津大学工学院的同学,为大家现身说法。
化学工程与工艺专业 王文毅
上了大学之后,每当我和高中同学说起自己专业是化工时,几乎都被误解为化学,这时,我常常会用做菜的例子来解释两者的差别。如果把做菜比作做实验,那么化学专业研究的是什么食材搭配什么食材才好吃,或者说多少食材A搭配多少食材B才好吃,它研究的是“为什么”(Why)。而化工专业研究的是这次做的是这个味道,下次如何能做出相同的味道。这次在家用小锅做两三个人量味道很好,下次在食堂用大锅做几十个人的分量如何能够保持同样的味道。总之,化工研究的是“怎么办”(How)。从一个角度来说,化学是在实验室中用试管做实验探索。化工则是用比一间屋子还大的容器来实验。它研究的是在安全、环保、稳定和节能的条件下得到最大产量。
我们专业课程十分繁重,除了必修的化学类课程外,化工流体流动与传热、化工传质与分离过程、化工热力学、化学反应工程、化工设计等成了我们的专业课,这些课都是在推导公式,要求数学和物理知识。为实验课打下基础。
对我影响最大的是化工设计这堂课,课堂上老师不仅传授知识,同时也给我们讲解许多实际问题。如今,国内许多化工厂的工艺要么是国外已经淘汰的,要么是花了重金从国外买的新工艺,自己的技术很少。比如,我国每年用于从国外进口芯片的外汇甚至高于石油进口。但我国的汽车工业发展并未达到预期。化学工程师的匮乏就是原因之一。
老师提到,我们的化工厂之所以常常伴随着污染,一部分原因是有的地方只图眼前的经济利益忽视长远的环境利益,不注重或者根本就不治理污染造成的,另一部分原因就在技术上。这也是我们化工人应当注意的地方,治理污染常常需要花很多钱,我们如果能研发出成本很低的治污技术,或者说研发出整个生产过程中,只产生一点或者根本不产生污染物的生产工艺,那么人类的生存环境将会好很多。化工虽然会产生污染,但处理污染,还是得靠化工。老师的讲课让我情绪高涨,也找到了自己的奋斗方向。国内的化工存在技术落后、污染重的情况,因此我们化工人任重而道远,国内哪儿有不足,我们今后就朝改进它的方向奋斗。
我们的专业最有趣的,是实验课。我们的实验课程很多,能够给同学们提供足够的机会锻炼自己的动手能力。实验过程中我们看到了有趣的化学现象,进一步提升了对化学的兴趣。学院有许多优秀的导师,我们可以在大二之后进入课题组,参与科研。这些都调动了我的积极性。
大三、大四学年,我们分别设计了换热器和精馏塔,之前学习的那些枯燥的公式和规则,此刻突然变得有用起来。同时,理论课也远比前两学年少,我们有时间做自己感兴趣的事了。在大三学年末,我与同学组队参加了全国化工设计大赛,比赛中,我们要设计从生产到防污的全套工艺流程。设计常见的设备同时考虑它们的布置,同时设计自动化控制方案,还得为工厂选址以及做经济核算。我们不仅运用了所学的知识,还学习了有趣的三维画图软件。大大丰富了知识结构。在这个过程中,我们请到了学校里有工程经验的教授做指导老师,并且,我们还得到了国内最好的精馏技术老师的指导。这次比赛收获很大,我们综合运用了所学的课本上的知识,还从老师那儿学到了实际的工程经验。更让人难忘的是,几个志同道合的同学聚在一起为同一个目标奋斗的历程。同时,可喜的是,这个比赛中我们的指导老师,现在成了我的研究生导师。
现在我们已经大四,我的同学中有的签约了宝洁之类的日化行业,有的选择进石化等企业,还有的选择出国深造,而我保送了本校本专业的研究生。我希望继续深造,丰富自己的理论知识,努力从老师那儿学得实际经验。
过程装备与控制工程专业 刘芃宏
经历了惊心动魄万分紧张的高考之后,根据估计的分数和我的兴趣爱好,我决定填报工科专业为自己的第一志愿。可是当我拿起填报志愿指导书时,各式各样的专业名称让我眼花缭乱。在基本了解各专业的概要介绍后,我填写了六个志愿专业,最后又因为调剂的原因,我误打误撞成为一名过程装备与控制工程的学子。
一踏入校门,系主任和老师们就为我们进行了详尽的专业介绍。广为人知的是,工程科学分为机械工程、化学工程、材料工程、信息工程、控制工程、能源工程、建筑与土木工程、水利工程、电气工程几大下属分支学科。过程装备与控制工程是工程科学的一个分支,但严格地讲,它又不能完全归属于传统意义上对工程科学的分支。它是在多个大学科发展的基础上交叉、融合而出现的新兴学科分支,也是生产需求牵引、工程科技发展的必然产物。因此,过程装备与控制工程具有强大的生命力和广阔的发展前景。
过控专业的前身叫做化工机械,顾名思义,它是化工和机械的结合产物。天津大学等一些化工比较强势的高校将过控专业划归在化工学院,而山东大学、东北石油大学等则将过控专业划归在机械学院,这和学校的定位有关。1998年开始,教育部根据发展要求将专业更名为过程装备与控制工程,是充分考虑到自动化控制在化工过程中的应用而更名的。
至此,过控专业主要研究加工制造流程性材料的由过程单元设备和机泵群通过管路、阀等连成的机电仪监控一体化的连续性复杂系统的定位进一步明确。
作为一个综合性的交叉专业,这些特点决定了过控专业的课业负担也是比较重的,比如我们要学习基础的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、普通物理、普通化学,有专业基础的理论力学、材料力学、化工原理、机械设计、控制工程基础等,也有专业核心的工程材料、过程装备控制工程、化工流体机械、化工设备设计、现代化工设备制造技术和压力容器安全管理以及许许多多的基础课和专业实验。
刚开始学习基础理论课程时,是比较枯燥的,我也觉得毫无目的性,只是为了学习而学习。可是随着年级的增长和专业课程的学习,我发现大多数公式的推导和应用条件都与基础的数学和物理有关,所以按部就班的学习是有必要的。总而言之,我们既要学习机械工程类专业的知识,也要学习化学工程类专业的知识,还要学习本专业独特的知识内容。在这一过程中还要不自觉地学习和应用自动化控制、焊接和防腐等专业的内容。我们的确是走在一条交叉学科的康庄大道上。
学即有所用,正是因为过控专业的同学们掌握了许多方面的知识,所以我们有很多的用武之地。
许多年前。刚从苏联引进这一专业时,本专业毕业生们被企业戏称为“万金油”。这也从另一个侧面说明了我们的应用范围之广。在化工企业的生产过程中。不论发生什么条件的反应,设备都是首先要考虑的问题,没有设备的支持,再好的工艺都是纸上谈兵。
近些年来。实现大型炼油设备的设计、制造成为关键。农业是一国之本。而化肥的生产过程与设备也是过控专业的重要研究方向。传统的煤化工,新兴的生物质能、核能都对过程装备与控制工程提出了更高的要求。
广泛的应用领域决定了过控专业的良好就业情况。在最新出炉的《麦可思2012大学生就业蓝皮书》中,我们过控专业的就业率高居前列。常见的石油、化工、冶金、重工、发电(火力发电/核电)、制药、食品、橡胶制品等企业,自然是一部分同学的好去处。而一些地区的特种设备检验所,管道运输部门,设计院也需要过控专业的学生。在一些航天、海船等方面的科研院所也有我们过控学长学姐们的身影。就这样,一批批的过控学子们斗志昂扬。去拥抱属于他们自己也属于过控专业的美好未来。
制药工程专业 谭清杰
经过了高考的洗礼,我们的人生又面临着一个新的起点。我想,得知自己的高考成绩后,大家会纷纷对报什么专业,哪个专业好和学的专业毕业后如何就业等问题感到迷茫。接到录取通知书后,我才得知自己被化工学院的制药工程专业录取。我当时对制药工程这个专业完全不知道。非常担心以后学了这个专业怎么就业,我自己能学会这些东西吗。就这样怀揣着这些疑问我上了大学。
我现在是一名大四学生。经过这三年专业课的培养,我从一个门外汉到变得非常喜爱我的专业,以身为一名制药人而骄傲。制药工程专业是一个新型交叉学科,作为化工学院的制药工程,我们专业偏向于工程,它是奠定在化学、药学、生物技术和工程学基础上的一门工程技术学科。制药业并不是大家所理解的那样研究药物的药理药效,而是致力于解决药品生产过程中的工程技术问题和实施药品生产质量管理规范(GMP),实现药品的规模化生产和规范化管理。
刚开始步入大学,我很不适应大学的学习模式,大学里很随意,学习完全靠自己,我对要学习的专业也是一头雾水,由于我们专业的特殊性,我们从大一开始就接触双语教学。我们所上的物理化学、化工流体流动与传热、化工传质与分离工程、药物化学等课程都是双语教学,老师的PPT都是英文,这就要求我们学生课下多花时间复习老师课上所讲的内容。我们经常是既买中文教材又买英文教材。两份教材同时看有助于我们理解。
对所要学习的基础课程。我在开始的时候也很头疼,特别是高等数学,它里面的概念和高中时所接触的概念大相径庭。我记得当时我除了上课认真听老师所讲的课,记好笔记,课下还经常和老师、同学探讨问题。总之,对于大学的学习我们要有一颗不断进取的心。对于自己不懂的问题,一定要自己积极主动去问老师、同学,不要像高中那样指望着老师主动给你讲,毕竟大学里的老师都比较忙,还有自己的科研项目。
大一、大二阶段,我们主要学习一些基础课程,学习了许多关于化学方面的知识,如有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、生物化学等,大三的时候我们开始涉及专业课。我们是一个以工程为主的专业。制药工程设立在化工学院的目的就是要解决工程实际问题,不在于探究药物在体内的作用,而是要研究如何将药品生产实现工业化,因此我们接触到的专业课程是化工流体流动与传热、化工传质与分离工程、药品生产质量管理工程、制药分离工程、制药工艺学、制药设备与工程设计,这些课程都是与工程实际密切结合的。而我们知道实际药厂的生产都是由一个个化工单元操作有机地结合在一起的,我们制药工程是在传统化工单元操作的基础上发展深化的学科。
我们学校的制药工程专业在本科生阶段并不区分方向,在研究生阶段分为化学制药、生物制药、中药制药以及药物制剂方向。专业的就业情况也很乐观。对于本科生而言,可以从事药品检测与分析方面的工作,也可以从事医药代表的工作。但是随着社会的不断发展,对于人才的要求不断提高,以至于制药专业在本科就业的人数并不多,大部分都选择读研继续深造,还有少部分人选择出国深造。以我们系为例,全系一共58人,每年大约能保研11人,而这58人中大约有4-5名同学选择出国,工作同学大约有10个左右,剩下的同学就是考研。研究生毕业后是可以进入药物研发部门、进入工程设计公司、从事药品质量保证等工作。
从茫然不知到投身制药工程专业,我觉得自己是一个幸运儿,从对制药专业的一无所知到爱上这个专业,我以身为一名制药人而自豪!
问题1:报考化工类专业对身体有没有要求?
答案:化工类专业对眼睛有一定的要求,色弱和色盲不能报考。因为化学做实验时要经常分辨试剂的颜色,以鉴定成分和纯度。
问题2:化工类专业是否适合女生报考?
回答:一般的化工院系,男女比例差不多在2:1。当然,在就业的时候,由于某些岗位的特殊要求,使男生的需求量要远远要高于女生,导致女生在就业中产生一定的压力,但也并不是太大的难题。
问题3:化工行业的就业环境据说比较差。而且不安全?
回答:近几年化工行业的工作环境已经得到了很大的改善。一方面是国家对企业的严格要求,凡是不达标的企业实行一票否决:另外目前绝大多数企业从经营的角度选择新工艺,严格管理与控制。以达到最佳的经济效益和降低成本的目的。事实上,人们听到的化工厂的危险事故,往往是由于违章操作导致的,如果完全按照规章制度来实施,事故发生的几率很小。
问题4:化工类专业有很多小的专业。哪个比较适合女生呢?