Непрерывное производство: Будущее фармацевтического производства – готова ли ваша фабрика?

The фармацевтическая промышленность происходит тихая революция. Традиционное серийное производство уступает место системам непрерывного производства, работающим днем ​​и ночью., плавное перемещение материала от начала до конца. В непрерывной настройке, процессы происходят один за другим без перерыва. Это означает, что сырье поступает внутрь, а готовые лекарственные формы выгружаются за один раз., непрерывная линия. Перспективы непрерывного производства огромны: более высокая пропускная способность, более стабильное качество, и значительно меньше времени простоя, чем при пакетном методе.

Что такое непрерывное производство?

Непрерывное производство (иногда называется непрерывной обработкой) это метод производства, при котором сырье непрерывно проходит через ряд взаимосвязанных единичных операций.. В отличие от пакетного режима, при котором поэтапно обрабатывается фиксированное количество материала., пауза между этапами – непрерывная линия никогда не останавливается. В одном отраслевом руководстве это определяется как процесс, в котором материал «проходит через ряд этапов без перерыва для производства большого количества продукции с небольшими вариациями».. По сути, система непрерывного производства объединяет смесители, реакторы, сушилки, Пережи для планшетов, упаковочные машины, и т. д., в одну интегрированную последовательность. Потому что линия никогда не останавливается, выпуск продукции продолжается до тех пор, пока поступает сырье. Это часто означает 24/7 работа посменно обученными операторами, управляющими линией. Готовая дозировка по существу производится непрерывным потоком., а не отдельными партиями.

Фигура: Работники в защитных костюмах в фармацевтическом чистом помещении, иллюстрирующая контролируемую среду современного производства. Непрерывные производственные линии часто работают в строго регулируемых чистых зонах для поддержания качества..

Непрерывные операции также меняют концепцию «партии». На установке непрерывного действия, партия может быть определена по времени или общему объему выпуска. Например, одна партия может представлять собой «все, произведенное в 24 часов» вместо фиксированного объема. Такая гибкость означает, что производитель может легко увеличивать или уменьшать производительность, просто продлевая или укорачивая линию.. Нет необходимости масштабировать большую партию; очередь просто продолжает идти за новым продуктом или останавливается, когда закончит.

Зачем переходить от пакетного к непрерывному?

Несколько факторов побуждают фармацевтические компании переходить к непрерывному производству.. Современная медицина требует высокого качества., быстрая доставка, и экономическая эффективность – все эти непрерывные подходы могут помочь достичь. Ключевые преимущества включают:

• Более быстрое производство и более низкие затраты: Непрерывные линии исключают время простоя и сокращают количество операций, выполняемых вручную.. Исследования показывают, что непрерывные процессы могут сократить время контроля качества до 50% и энергопотребление примерно 40%. Без остановок между шагами, энергия и трудозатраты на единицу значительно ниже, чем в пакетном режиме.
• Лучшее качество и последовательность: Интегрированная линия «предотвращает расслоение любого материала,” с получением очень однородной продукции. В системах непрерывного действия часто используются линейные датчики. (Процессно-аналитическая технология, или ПАТ) для мониторинга критических атрибутов в режиме реального времени. Это означает, что отклонения можно обнаружить и немедленно исправить., значительное улучшение качества конечного продукта и уменьшение изменчивости.
• Меньше отходов и меньше брака: При пакетной обработке, дефект на поздних стадиях производства может означать выброс всей партии. В непрерывной линии, теряется только пораженный сегмент. Как объясняет один источник, непрерывное дозирование гарантирует, что любое несоответствие «приведет к браковке только ограниченного количества продукта», а не целого барабана материала. Такая точность приводит к гораздо меньшему количеству отходов и брака..
• Гибкость и масштабируемость: Установки непрерывного действия легко масштабировать. Вместо запуска фиксированных больших партий, вы просто используете линию дольше, чтобы производить больше продукции. Например, во время чрезвычайной ситуации в области здравоохранения, когда спрос резко возрастает, завод может быстро увеличить выпуск продукции за счет увеличения времени работы. Наоборот, если спрос упадет, линию можно приостановить или замедлить без необходимости утилизации частично заполненных реакторов.
• Оптимизированный R&D трансфер: Потому что оборудование непрерывного действия может работать в разных масштабах., рецептуры, разработанные в лаборатории, могут быть переданы непосредственно в производство. Это снижает необходимость проведения многочисленных масштабных испытаний.. По сути, одна и та же философия процесса применима от пилотного проекта до полномасштабного, экономия времени и материалов.

В сумме, непрерывное производство «направлено на модернизацию цепочки поставок, повысить надежность производственного процесса и тем самым уменьшить количество отказов продукции и повысить ее качество».. Первые пользователи сообщают о более быстром выходе на рынок и более высоком уровне использования оборудования.. Это мощная модернизация производственного цеха, которая поддерживает непрерывность производства..

Фигура: Операторы, работающие в сфере фармацевтического производства. Современные непрерывные производственные линии могут объединять процессы (смешивание, грануляция, наполнение, и т. д.) для бесшовного производства.

Нормативно-правовая поддержка и тенденции отрасли

Мировые регулирующие органы признают непрерывность производства ключевой инновацией.. Они выпускают новое руководство в поддержку этого. Например, В марте FDA завершило разработку руководства ICH Q13 по непрерывному производству. 2023. Этот официальный документ «дает разъяснения по непрерывному производству». (СМ) концепции» и подробно описывает научные и нормативные соображения, характерные для непрерывного производства лекарств.. Так же, Европейское агентство лекарственных средств (ЕМА) в соавторстве I Q13 (завершено в 2022) и принял эти рекомендации.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) также разработала руководство по установлению глобальных рамок. Документ ВОЗ четко определяет непрерывное производство., подчеркивает его эффективность и качественные преимущества, и излагает передовые методы, такие как мониторинг в реальном времени и динамическая проверка.. Он также подчеркивает гибкость реализации: Руководство ВОЗ подчеркивает необходимость широко адаптируемых рекомендаций, которые могут применять страны с разными ресурсами..

Суммируя, агентства по всему миру движутся вместе, чтобы узаконить непрерывные подходы. (До сих пор, внедрение было скромным – всего около семи фармацевтических продуктов, произведенных с помощью непрерывных процессов, были одобрены во всем мире между 2015 и 2022 – но ситуация быстро меняется по мере совершенствования технологий и руководства.) Сообщение ясно: непрерывное производство больше не является просто экспериментом. Это основа планирования фармацевтического производства нового поколения..

Ключевые проблемы и соображения

Переход к непрерывному производству требует инвестиций и планирования.. Важные соображения включают в себя:

• Высокие первоначальные инвестиции: Новое оборудование непрерывного действия и интеграция линий могут оказаться дорогостоящими.. Строительство установки непрерывного действия часто означает создание нестандартных реакторов., конвейеры, элементы управления, и потенциально новые здания. Экономика вызывает большую озабоченность: Эксперты отмечают, что компаниям необходимо сопоставить стоимость нового оборудования и вывода старых мощностей с прогнозируемой прибылью.. Важное значение имеет надежное экономическое обоснование и поэтапный инвестиционный план..
• Комплексные переналадки: Переключение непрерывной линии на новый продукт может занять время.. Машины непрерывного действия состоят из множества взаимосвязанных частей., все это необходимо очищать и проверять при смене продуктов. Отраслевые отчеты показывают, что такие замены «могут занять больше недели», поскольку тысячи компонентов требуют тщательной очистки и повторной сборки.. Как результат, непрерывные линии обычно проводят длительные кампании с нечастыми переналадками.
• Интенсивное обучение: Потому что линия всегда работает, операторам необходимо комплексное обучение. «Эксплуатация оборудования непрерывного производства требует тщательного обучения,- отмечают эксперты. Персонал должен разбираться в современных системах управления и понимать, как реагировать на сигналы тревоги или дрейф.. На практике, успешные предприятия непрерывного действия работают в несколько смен, чтобы обеспечить контроль за линией. 24/7.
• Валидация и соответствие: Доказательство непрерывности процесса для регулирующих органов предполагает тщательный сбор данных.. Производители должны продемонстрировать, что линия постоянно соответствует требованиям качества в режиме реального времени.. Руководство предлагает привлекать регулирующие органы на ранней стадии и использовать данные PAT для демонстрации стабильности.. Ключевым моментом является разработка надежной стратегии контроля и плана динамической проверки..
• Цифровая интеграция: Непрерывные системы в значительной степени зависят от автоматизации. Мощная цифровая магистраль – MES/SCADA, ПЛК, промышленные сети – необходимы для бесперебойной связи каждого устройства. Планирование архитектуры ИТ/автоматизации так же важно, как и само оборудование.. Новые программные платформы и решения без программирования помогают предприятиям быстрее интегрировать эти сложные системы..

Несмотря на эти препятствия, многие в отрасли рассматривают непрерывность как существенную эволюцию. Недавние сбои в цепочке поставок показали ценность гибкого подхода., высокопроизводительное производство. Рекомендуемый подход — начать с малого. (например. пилотные запуски) и накапливайте опыт с течением времени.

Непрерывное производство в действии

Представьте себе непрерывную линию по производству таблеток на современном заводе.. Порошок смешивается в бункере, гранулированный, и сушеный, все в одном непрерывном потоке. Гранулы подаются непосредственно в таблетпресс без пауз.. Затем каждая таблетка в режиме реального времени отправляется по конвейеру на станции нанесения покрытия или проверки.. Окончательно, Таблетки попадают прямо в упаковку – блистеры или флаконы – без вмешательства человека.. В такой установке, современное оборудование идет в ногу со временем. Например, высокоскоростные картонажные машины можно упаковать до 450 коробок в минуту, соответствие потоку таблеток, сходящих с линии.

В полностью интегрированной непрерывной линии, как только таблетка выйдет из пресса, ее может взвесить датчик; если это не соответствует спецификации, машина может немедленно отрегулировать параметры или отклонить эту деталь. Эта обратная связь в режиме реального времени предотвращает крупные браки.. Крупные компании (например. Джонсон & Джонсон, Пфайзер, Новартис, и много дженериков) уже тестируют интегрированные установки непрерывного действия для твердых веществ для перорального применения. Общей темой является сквозная автоматизация с минимальной ручной передачей данных.. Чем больше оборудования вы соединяете вместе, тем более выражены преимущества.

Готов ли ваш завод к непрерывному производству??

Если вы управляете производственным предприятием, подумайте, как развивать свое растение. Вот несколько шагов и советов:

1. Оценить целевые продукты: Решите, какие продукты лучше всего подходят для непрерывного производства.. Таблетки и капсулы для перорального применения являются главными кандидатами, поскольку они могут плавно течь.. Обычно, большой объем, стабильная продукция с узкими потребностями в качестве приносит наибольшую выгоду.
2. Планируйте постепенно: Не трансформируйте все растение сразу. Начните с пилотной эксплуатации или эксплуатации одного агрегата. Эксперты советуют «начинать с малого»., докажи, что это работает, и расширяться устойчивыми темпами».. Например, конвертировать только этап грануляции сначала и протестируй это. Запустите пилотный проект с использованием реальных материалов и датчиков для проверки элементов управления..
3. Обновление автоматизации и данных: Убедитесь, что ваше оборудование оснащено необходимыми датчиками (расходомеры, весы, анализаторы влажности, и т. д.) и подключить их к современной системе управления. Инвестируйте в надежную MES или платформу цифрового управления.. Рассмотрите возможность создания цифрового двойника (виртуальная копия вашей линии) для оптимизации настроек перед запуском реальной линии.
4. Обучение и персонал для 24/7: Подготовьте свою команду к непрерывному режиму. Операторы перекрестного поезда используют интегрированную систему и настраивают графики смен.. Подчеркните проактивный подход к качеству, поскольку любые отклонения необходимо обнаруживать на месте..
5. Сотрудничать с поставщиками: Работа с интеграторами оборудования, имеющими опыт работы на непрерывных линиях.. Они могут проектировать конвейеры или соединители. (как закрытые вакуумные кормушки) поэтому продукт беспрепятственно перемещается между машинами. Например, ваша машина для наполнения капсул может подавать непосредственно в автоматизированную картонажную машину с настраиваемыми интерфейсами.
6. Валидация плана и стратегия качества: Заблаговременно привлеките команду по качеству/регулированию. Составьте план, как вы будете демонстрировать стратегию контроля и стабильное качество.. Используйте текущие рекомендации (Я Q13, Документы FDA/FMC, ВОЗ проекты) во время разработки. Будьте готовы использовать обширные данные (ПАТ, измерения в реальном времени) в ваших нормативных документах.
7. Используйте данные постоянно: После запуска, используйте непрерывный поток данных для точной настройки процесса. Непрерывные линии по своей сути генерируют больше информации. Применение аналитики или машинного обучения может помочь еще больше стабилизировать операции и прогнозировать потребности в техническом обслуживании..

Многие заводы изначально используют гибридные установки. (некоторые пакетные шаги, какой-то непрерывный). Через некоторое время, успешные фабрики расширяют свои непрерывные сегменты. Главное — начать планирование прямо сейчас. Сделав эти шаги, ваше предприятие может войти в число лидеров, готовых к фармацевтическому производству «нового поколения».

Фигура: Таблетки вытекают из бункера таблетпресса непрерывного действия.. В непрерывном производстве, каждая единица следует непосредственно за следующей операцией, минимизация времени простоя и поддержание потока.

Заключение

Непрерывное производство лежит в основе фармацевтического производства нового поколения.. Его преимущества – более высокая пропускная способность, превосходная консистенция, и большая гибкость – идеальное соответствие потребностям отрасли. Внедрение непрерывного производства требует инвестиций и планирования., но дальновидные заводы уже пожинают плоды. Если на вашем предприятии могут быть установлены смесители непрерывного действия, Грануляторы, Пережи для планшетов, и упаковочные машины в один поток, вы будете готовы к решению будущих фармацевтических задач. Время начинать прямо сейчас: начните изучать непрерывные решения, чтобы ваше предприятие было готово к возможностям завтрашнего дня.

Фигура: Упакованный фармацевтический продукт. Линии непрерывного производства предназначены для подачи непосредственно в упаковку. (розлив, волдыри, картонирование) без перерыва, поддержание стабильного и эффективного производства.

Часто задаваемые вопросы о непрерывном производстве в фармацевтической промышленности

Ссылки：
1.Q13 Непрерывное производство лекарственных субстанций и лекарственных препаратов – Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
2.Непрерывное производство в фармацевтике: Риски, награды и начало работы – pharmamanufacturing.com
3.Непрерывное фармацевтическое производство и его современные нормативные положения – ВЕСЕННЯЯ ПРИРОДА
4.Непрерывное производство рекомбинантных лекарств: Комплексный анализ – ВЕСЕННЯЯ ПРИРОДА