制剂工程--制剂车间工艺设计

制剂工程学制剂车间工艺设计一个完整的工程项目设计前期工作设计阶段后期工作初步设计施工图设计施工试车投产立项可行性研究下达设计任务第一部分概论第二部分物料衡算和热量衡算第三部分工厂及车间布置第四部分通风、空调和空气净化第一部分概论筹建一个工厂或建设一个工厂(车间)，有一定的设想和计划，一个工厂生产哪些产品，年产量多少，设置在什么地方，工艺流程及其现实性、先进性，交通、水电供应等。基建项目设计初步设计：根据设计任务书，确定全厂性的设计原则、标准和设计方案，进行工艺等计算。以文本为主，附图。施工图设计：根据已批准的初步设计及上级审批意见，完成设备施工图、工程施工图设计、模型设计。以图为主。车间工艺设计一般包括以下内容生产方法的选择和论证工艺流程的设计准备设计资料物料及能量衡算设备选型及其工艺设计工艺流程图的设计和绘制车间布置设计、管道设计向有关非工艺项目提供设计条件和要求设计说明书的编写、概（予）算的编制车间工艺设计是一项综合性的工作，包括工艺、设备、土建、暖通等许多方面方案设计的内容对各种生产方法进行全面比较，从中选出技术上可能、先进，经济上合理，原材料来源及产品质量有保证的方案，包括：产品生产成本，经济效益，劳动生产率原材料用量及供应产品质量水、电、汽、气用量及供应副产品的利用及三废处理生产技术先进性、工艺流程合理性生产自动化、机械化程度设备来源及制作占地面积及建筑面积基本建设投资等一般先作流程方案，经物料、热量衡算后，确定原材料、能量消耗，再进行主要设备计算，做出车间布置方案、厂房基本结构形式以及车间总投资概算。生产工艺流程方案片剂生产工艺流程图（框图）片剂生产工艺流程示意图及环境区域划分原料药的精、烘、包小容量注射剂生产流程可灭菌小容量注射剂工艺流程示意图及环境区域划分非无菌原料药精制、干燥、包装工艺流程示意图及环境区域划分设计说明书目录1、设计依据及设计范围2、设计原则及指导思想3、产品方案及建设规模4、生产方法及工艺流程5、生产制度6、物料衡算7、热量衡算8、主要工艺设备的选择说明9、工艺主要原材料及公用系统消耗10、生产控制方法11、车间布置12、车间定员13、环境保护14、土建15、仪表及自动控制16、空调通风17、职业安全卫生18、工艺设备概算19、参考文献及资料20、附录第二部分物料衡算和热量衡算一、物料衡算1、目的：计算原料与产品间的定量转变关系，以及计算各种原料的消耗量，各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。2、基础“质量守恒定律”ΣG1=ΣG2+ΣG33、意义“所有工艺计算的基础”通过物料衡算确定设备容积、台数、主要尺寸进行热量衡算、计算管路尺寸等4、基准(1)制剂及中药生产常采用一批原料为基准--间歇(2)原料药生产以单位时间产品数量或原料量为基准--连续物料衡算结果列成原材料消耗定额及消耗量表制剂车间的消耗定额及消耗量计算时应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。例：某冲剂生产方法将浸膏、辅料、糖在混合机、颗粒机上湿法制粒，再经干燥和整粒，然后干混喷油制得冲剂，最后经颗粒机包装和外包装。请计算和选择包装机。消耗定额？消耗量？概念p276二、热量衡算1、目的在物料衡算的基础上对需加热或冷却设备进行热量计算，用以确定加热或冷却介质的用量，以及设备所需传递的热量。2、基础：Q1物料带入设备热量“能量守恒定律”Q2由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6Q3过程热效应Q4物料离开设备带出的热量Q5消耗在加热设备各个部件上的热量Q6设备向四周散失的热量3、基准：以统一起点t。一般建议以273k为基准温度，以液态为基准物态4、计算方法（1）Q1、Q4均可用下式计算(有相变化时还要加上相变热)Q1（Q4）=ΣGiCPi(t-t0)（2）Q3包括：化学过程Qr=1000qrGA/MA物理过程“盖斯定律”（3）Q5=ΣMiCpi(t2-t1)t1一般情况下可取室温，如t1=20℃，t2视具体情况而定如传热器壁高温侧流体给热系数αn，低温侧给热系数αi传热终了，高温侧温度tn，低温侧ti,则有αn=α时t2=(tn+ti)/2αnα时t2=tnαnα时t2=ti（4）Q6=ΣAαt(tW2-t0’)τ10-3（5）Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3选定加热剂（或冷却剂），即可从有关手册查出该物质Cp，再确定其进出口温差△t，则加热剂（或冷却剂）的用量为：W=Q2/Cp△tQ2=KA△tmτ对不需加热或冷却的设备可不必进行热量计算，此时水、汽等消耗量的确定,可从同类型的生产车间取得。热量衡算结果应列成动力消耗定额及消耗量表以上公式中“各符号的意义及各自计算方法”•一、厂址选择1、应在大气含尘、含菌浓度低、无有害气体、自然环境好的区域。2、应远离码头、铁路、机场、交通要道以及散发大量粉尘和有害气体的工厂、贮仓、堆场等严重空气污染、水质污染、振动或噪声干扰的区域。如不能远离严重空气污染区时，则应位于其最大频率风向的上风侧，或全年最小频率风向的下风侧，（市郊）第三部分工厂及车间布置3、交通便利，通讯方便：因为药厂运输较频繁，要在市场中寻求生存发展。4、确保水、电、汽的供给：充足良好的水源、二路进电、确保电源5、应有长远发展的余地，要节约用地，珍惜土地6、选厂址时应考虑防洪。必须高于当地最高洪水位0.5米以上。二、总体规划：1、厂区划分和组成厂区可按不同方式划分。如按功能可划分为生产区、辅助区、动力区、仓库区、厂前区等。总的说来一般药厂由以下几个部分组成：（1）主要生产车间（原料、制剂等）（2）辅助生产车间（机修、仪表等）（3）仓库（原料、成品库）（4）动力（锅炉房、空压站、变电所、配电间、冷冻站）（5）公用工程（水塔、冷却塔、泵房、消防设施等）（6）环保设施（污水处理、绿化等）（7）全厂性管理设施和生活设施（厂部办公楼，中央化验室，研究所、计量站、食堂、医务所等）（8）运输道路（车库、道路等）2、总体布置《规范》第八条指出生产、行政、生产和辅助区的总体布局应合理、不得相互妨碍，根据这个规定，结合厂区的地形，地质、气象、卫生、安全防火、施工等要求，在进行制剂厂区总平面布置时应考虑以下原则和要求。（1）厂区规划要符合本地总体规划要求。（2）厂区进出口及主要道路应贯彻人流与货流分开的原则。洁净厂房周围，道路面层应选用整体性好，发尘少的材料。（3）厂区按行政、生产、辅助和生活等划区布局。（4）行政、生活区应位于厂前区，并处于夏季最小频率风向的下风侧。（5）厂区中心布置主要生产区，而将辅助车间布置在它的附近。生产性质相类似或工艺流程相联系的车间要靠近或集中布置。（6）洁净厂房应布置在厂区内环境清洁，人物流交叉又少的地方。并位于最大频率风向的上风侧，与市政主干道不宜少于50m。原料药生产区应置于制剂生产区的下风侧，青霉素类生产厂房的设置应考虑防止与其它产品的交叉污染。（7）运输量大的车间、仓库、堆场等布置在货运出入口及主干道附近，避免人、货流交叉污染。（8）动力设施应接近负荷量大的车间，三废处理、锅炉房等严重污染的区域应置于厂区的最大频率风向的下风侧。变电所的位置考虑电力线引入厂区的便利。（9）危险品库应设于厂区安全位置，并有防冻、降温、消防措施。麻醉药品和剧毒药品应设专用仓库，并有防盗措施。（10）动物房应设于僻静处，并有专用的排污与空调设施。（11）洁净厂房周围应绿化，尽量减少厂区的露土面积，一般制剂厂的绿化面积在30%以上，铺植草坪，不宜种花。（12）厂区应设消防通道，医药洁净厂房宜设置环形消防车道。如有困难可沿厂房的两个长边设置消防车道。厂前区无菌生非无菌原料车间锅炉房污水站产车间生产车间上风侧下风侧3、总图管线综合布置(1)管线敷设方式a.直埋地下敷设：适宜于有压力或自流管，特别对有防冻要求的管线多采用此方式。优点：施工简单缺点：检修不便，占地较多埋设顺序一般从建筑物基础外缘向道路由浅至深埋设，如电讯、电缆、电力电缆、热力管道，压缩空气管理、煤气管道、上水管道，污水管道，雨水管道等。•埋设深度与防冻、防压有关。•水平间距根据施工、检修及管线间的影响、腐蚀、安全等决定b.地下综合管沟：检修较易，造价高，不适宜于地下水位高的地区c.架空敷设：将管线架空于管线支架或管廊上低支架2-2.5m高支架4.5-6m中支架2.5-3m优点：维修方便、节约投资，除消防上水，生产污水及雨水下水管外均能架空敷设。2、管线综合布置原则•（1）管线布置应使管线之间及与建筑物之间在总图布置上•相协调•（2）管线布置应短捷、顺直、适当集中，并与建筑物、道•路的辅线相平行。•（3）干管宜布置在主要用户及支管较多的一边•（4）尽量减少管线间及与道路的交叉。当必须交叉时，宜•成直角交叉。•（5）管线应避开露天堆场及建、构筑物扩建用地。•（6）架空管道跨越道路时离地面应有足够的垂直净距。•（4.5m）•（7）地下管道不宜重叠埋设。(8)应尽可能将几种管线同沟或同架敷设，注意管线间相互影响，如煤气管与电力电缆。（三）火灾危险及类别（四）室外计算参数温、湿度、大气压力室外风速及主导风向室外大气尘埃及厂房周围环境（五）室内计算参数（温、湿度、洁净度）（六）土建、动力、暖通等参数二、车间布置一、资料的收集（一）车间组成生产设施：包括各工序的布置（生产工段、控制室、原辅料仓库等辅助设施：空调室、动力室、配电室、机修室、化验室等生活行政设施：车间办公室、会议室、更衣室、厕所、浴室等其他特殊用房：动物房等按GMP要求又可分为：一般区域：无洁净度要求的生产车间、辅助用房控制区：对洁净度或菌落数有一定要求洁净区：对洁净度或菌落数有较高要求（二）遵循的原则•医药工业洁净厂房设计规范（1996年）•建筑设计防火规范GBJ16-87（1997年版）•药品生产质量管理规范（1998年修订）•药品生产质量管理规范（1998年修订）附录（三）车间布置设计制剂车间洁净分区概念；车间布置设计时需考虑的问题1、车间外部资料设计任务书工厂总平面图车间与厂内外的道路、运输、消防关系车间与厂内外各生产、辅助等设施的关系车间的水、电、汽供应情况2、车间内部资料生产工艺流程图物料衡算资料：原辅料、成品等数量，三废数量设备设计资料：设备大小，操作条件，一览表，水电汽等消耗量由防火、卫生、GMP要求确定各房间的要求根据车间要求确定通风、空调、净化方式根据各专业要求安排一定的建筑面积和安装位置与土建商定厂房结构形式、层数、层高、柱网、樑的位置3.工艺对车间布置的要求4.工艺对设备的要求5.车间平立面布置平面布置：长方形、L形、T形、U形、山形等趋向：大面积无窗厂房，能保证药品质量对空调、照明要求高立面布置：层高、层数6.车间布置中若干技术要求车间功能，生产洁净度及区域，中间储存区工艺流程布置，人员及物流净化通道设备与安装，用房面积，室内设备布置安全出入口，柱间距、跨度、模数、层高第四部分通风、空调和空气净化•§2-1GMP简史一、国际GMP（GoodManufacturingPracticesforDrugs）是社会发展中医药实践经验教训的总结和人类智慧的结晶。在此之前，人类社会经历了12次较大药物灾难，特别是20世纪最大的药物灾难“反应停”事件后引起公众的不安和对药品监督的关心。GMP最初由美国坦普尔大学6名教授编写制订1963年颁布成为法令1967年WHO《国际药典》的附录中收载1969年第22届世界卫生会，WHO建议各国采用GMP制度1973年，日本提出了自己的GMP，1974年颁布试行1975年WHO正式公布GMP1977年第28届世界大会WHO确定GMP为法规1978年，美国修订GMP1980年日本正式实施GMP到目前为止，已有100多个国家实行了GMP制度。•WHO指出，GMP制度是药品生产全面质量管理的一个重要组成部份，是保证药品质量，并把发生差错事故、混药、各类污染的可能性降到最低程度所规定的必要条件和最可靠的办法。•二、国内过去“三检三把关”：三检：自检、互检、专职检验三把关：把好原、辅、包材关，把好中间