胰岛素卡式瓶全自动灌装系统技术说明

一、无菌环境构建与维护

为了确保灌装过程的无菌性，整个关键灌装区域通常被置于层流罩或隔离系统（如RABS或Isolator）内部。该区域内通过高效空气过滤器（HEPA）提供垂直单向流空气，洁净度达到ISO 5级或更高标准，从而有效防止外部微生物和颗粒物侵入。

此外，系统还配备紫外线灭菌装置，可在操作前后对工作区域进行在线灭菌处理，进一步提升环境洁净水平。

二、药液输送与精确灌装流程

灌装所用的胰岛素溶液在进入灌装系统前需经过无菌过滤处理，并储存在上游的无菌储罐或缓冲罐中。药液通过无菌管道输送至灌装设备的计量模块。

灌装过程采用陶瓷柱塞泵系统，具有±1%以内的高精度灌装能力，有效减少物料损耗。灌装针头通常为不锈钢材质，具备防滴漏设计。其工作流程如下：

00001. 灌装针头在定位系统的引导下精准下降至卡式瓶口上方（避免接触瓶壁）。

00002. 针头插入瓶内，采用非接触式灌装方式降低污染风险。

00003. 计量单元启动，将预设体积的胰岛素注入瓶中。

00004. 灌装完成后，针头执行回吸动作，防止药液滴落污染瓶口或环境。

三、胶塞（活塞）自动定位与放置

灌装完成后，需将无菌橡胶或弹性体胶塞精准放置于瓶口上方。该过程通过以下步骤完成：

· 利用振动盘系统对胶塞进行定向排列。

· 真空吸头抓取胶塞并准确放置于卡式瓶顶部。

· 在放置前，瓶内可进行抽真空处理，防止气泡产生或药液溅出。

四、在线质量检测系统

灌装完成后的产品需经过一系列自动化检测，确保产品质量与一致性。检测项目包括：

00001. 灌装量检测：采用高精度称重或激光测量技术，确保灌装剂量符合±1%或更严格的误差要求。

00002. 真空/顶空氧气含量检测：用于评估瓶内气体环境是否符合要求，特别是使用惰性气体保护的工艺。

00003. 胶塞位置检测：通过视觉系统检查胶塞是否正确放置，无倾斜或错位。

00004. 外观缺陷检测：检测瓶体是否有裂纹、异物或其他可见缺陷。

00005. 不合格品自动剔除：检测不合格的卡式瓶由系统自动剔除，确保流入市场的均为合格产品。

五、系统关键性能特点

1. 灌装精度

胰岛素作为高活性生物制剂，对剂量要求极为严格，通常剂量在微升级别。灌装系统采用高精度陶瓷泵，确保剂量一致性，精度可达±1%以内。

2. 严格无菌保障

· 所有与药液接触的部件（储罐、管路、泵、针头）均可进行在线灭菌（SIP）或离线灭菌后无菌装配。

· 关键区域维持洁净环境（ISO 5级）。

· 采用隔离器技术最大限度减少人为干预，降低污染风险。

· 材质符合GMP规范，如316L不锈钢和符合USP Class VI标准的硅胶管。

3. 低剪切力与防气泡设计

胰岛素为蛋白质类药物，易受剪切力影响而变性失活。因此，灌装系统中的泵和阀门均采用低剪切设计，药液流动过程平稳，减少气泡产生。

4. 惰性气体保护机制（可选）

为防止胰岛素氧化，部分工艺在灌装前或灌装过程中向瓶内充入惰性气体（如氮气），置换空气，降低顶空氧气含量。设备需配备精确的气体置换系统。

5. 高速与高产能

现代灌装机通常配备多个灌装头（如8头、12头、16头等），灌装速度可达到每分钟数百瓶，满足大规模生产需求。

6. 高度自动化与智能化控制

· 全自动运行，从进瓶、灌装、压塞、轧盖到出瓶全过程连续作业。

· 控制系统集成PLC与SCADA，支持参数设置、过程监控、数据记录（符合FDA 21 CFR Part 11）。

· 支持在线清洗（CIP）与在线灭菌（SIP）功能。

7. 灵活兼容性与快速换型能力

· 可适应多种规格的卡式瓶（如1.5ml、3ml等）。

· 更换规格时，关键部件（夹具、灌装针、计量缸等）可快速更换与调整。

· 控制系统支持多种工艺参数存储，便于产品切换。

8. 系统稳定性与可靠性

· 设备支持长时间连续运行，故障率低。

· 关键部件选用高品质材料（如高精度泵、伺服电机）以延长使用寿命。

· 具备完善的故障诊断与安全联锁功能。

9. 合规性与法规支持

· 设备设计与制造符合GMP、cGMP、FDA、EMA等国际标准。

· 提供完整的验证文件支持，包括DQ（设计确认）、IQ（安装确认）、OQ（运行确认）、PQ（性能确认）。

10. 防误操作与人机友好设计

· 系统具备防错机制，可识别缺瓶、倒瓶、缺塞等异常情况。

· 操作界面直观，维护便捷，减少操作人员疲劳与误操作风险。

· 结构设计考虑防碎瓶机制（如软着陆功能）。

六、总结

胰岛素卡式瓶全自动灌装系统集成了高精度计量、无菌控制、在线检测、惰性气体保护、高度自动化等多项先进技术，确保在无菌环境下实现高效、稳定、可靠的灌装生产。系统不仅满足当前制药行业对产品质量与合规性的高标准要求，同时具备良好的扩展性与适应性，适用于多品种、多规格的生产需求。