浅析化工制药工艺PLC的控制过程

高静波（山东鲁抗医药股份有限公司，山东 济宁273500）

借助PLC 自动化控制技术，构建化工制药自动化控制系统，其制药工艺路线是：投料-转化-无菌过滤-结晶-抽滤-干燥-分装工艺。就目前化工制药的整体PLC 控制系统来讲，目前还处于研发与摸索阶段，因此，目前对于PLC 自动化控制应用主要还是在不同化工制药环节中进行分段控制。因此，研究化工制药工艺PLC的控制过程具有一定的现实意义。

1 投料

溶解罐中用注射水将钾盐粉溶解，搅拌溶解。加入适量正丁醇，控制水分22%-28%。搅拌至澄清透明。从PLC的逻辑设计来看，具体是对配药机的输送装置、取药电机、机械手以及接料器等装置、设备以及其运行的实际步长进行有效控制，进而可以对药物的定量、抓取以及输送等一类的配药过程进行快速完成。具体的控制过程是：第一，对于电机转动步数与步长的控制，通常是依靠步进电机驱动器来完成，因此，需要针对励磁序列并结合配药的需求设置对应的脉冲信号参数，进而实现有效控制。第二，对步距角与步数进行设置，使其能够快速转过，可合理提升药物配送速度。整体来讲，PLC在配药环节中的应用需要根据药物类型、数量等因素进行设置，通常是由低速向高速正转，然后再由高速朝着低速翻转，最后是高速反转，这样来达到循环工作。

2 转化

用空白正丁醇顶洗树脂柱，顶洗完毕后，将溶解液以0.4-0.6t/h 的速度压入树脂柱开始转型以药物制剂生产需求为依据，从而设置与需求相符合的压力、温度、液位、湿度等，而PLC模块可以通过不同参数的传感器对各个方面进行控制，例如，可以对生产过程中的参数进行闭式调节。PLC控制系统生产效率较高，而且质量更加有保障，加之随着技术的优化，其操作方面更加便捷与可靠。

3 无菌过滤

将转化后的钠盐转化液，先经0.45µm 滤芯预过滤，再经0.22µm 无菌滤芯过滤后进入结晶罐。PLC 在该环节的应用以及自动控制的实现，需要对不同部件的主变频启/停时间、进风量、运行时间、排风量、进风温度、滚筒负压等参数进行设置。包衣机中的主机滚筒转速闭环执行器是MicroMaster420 变频器，排风机作为滚筒负压的执行器。而主机中的蠕动泵主要需要测量转速，并进行检验，不仅可以借助PLC实现自动化控制，也可以进行手动操作，而具体需要对蠕动泵的每一个工步所需要的实际运行时间以及状态进行设置。

喷枪电磁阀通常会设置紧急手动启停装置，也可以借助PLC通讯信号对电磁阀的开度进行合理控制，需要注意的是要对每一个工步电磁阀的运作状况与时间进行合理设置。倘若要实现全面的自动化控制，那么还需要对进/排风风量、进风温度、滚筒转速等参数进行合理设置。通常来讲，进风的温度是0-95℃，其温度精度±为2.0℃，根据药物生产需求进行调整，其调整的实际幅度通常小于6%，其调整的实际时间通常小于10min。主机的滚筒转速通常会设定成为区间2-15r/min，以区间为基础对其进行无级变速调整，其精度为±0.5r/min，其转速的调整的时间则为30s。对于进风量与排风量的设置来件，通常采取的开环控制措施，也就是需要根据实际情况对两者在设定区域之间进行合理的调节，最终达到无菌过滤的目标。

4 结晶

缓缓打开真空阀，使罐内真空度≤-0.09MPa 以下，且稳定后，开启机械搅拌，控制饱和蒸汽压力，减压阀后0.01～0.05MPa，确定合适蒸汽压力值。及时流加正丁醇，保证液面在结晶罐加热面以上。共沸液达到过饱和状态，料液开始发浑(出现少量晶体)，进行养晶操作。此时，如果真空度不好，会造成液相温度过高。15～30 分钟后，可适当补正丁醇降温。出晶后，再共沸2～4h，母液水分≤3.0%。将结晶好的母液通过放料阀门放到“三合一”设备内，开始过滤操作，开启真空泵，从下部管道用真空抽滤，待母液抽干后，转入洗涤操作。过滤操作完成后，进行洗涤操作，洗涤正丁醇总冲量1.5～4.2 L/十亿，泡洗时间20～30分钟；正丁醇抽干后冲乙酯，乙酯用量一般控制在0.8～1.2 L/十亿。洗涤操作完成后，进行干燥操作，三合一设备改至干燥真空状态，控制真空度≤-0.080MPa，开蒸汽干燥，蒸汽压力0.03～0.10MPa，干燥终点无溶媒味、补偿真空管变凉。粉温≤60℃、待气相温度≤40℃，结束干燥操作，排净真空，进行分装。

5 无菌薄膜包装

钠盐干粉从三合一内用搅拌自动推出后，过筛、装袋、称重，内袋扎口，再装上两层外袋，用热合机热合密封。三层密封后再装入铝箔，热合密封，存放包装间待验。

综上所述，GMP 标准呈现出不断提升与完善的趋势，促使化工制药工艺有了全面发展，尤其是PLC技术在化工制药中的应用更加深入，该技术由于成本低、效率高，其市场潜力不容忽视。但是，该技术实际应用中也存在一些不足，例如，目前化工制药领域中还没有具备一套标准的、专业的PLC 控制体系，尤其是相关理论与技术方面还比较薄弱，所以在后续研究中还必须高度重视这些方面的完善。