5亿袋年速效感冒颗粒剂生产工艺设计.docx

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5亿袋年速效感冒颗粒剂生产工艺设计

北京化工大学北方学院

NORTHCOLLEGEOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY

（2014）届本科生毕业设计

（理工类）

题目：

5亿袋/年速效感冒颗粒剂生产工艺设计

学院：

化工与材料工程学院专业：

化工与制药1001

学号：

100150004姓名：

郝靖岩

指导教师：

毕春燕

诚信申明

本人申明：

我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。

与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。

若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名：

年月日

5亿袋/年速效感冒颗粒剂生产工艺设计

郝靖岩

化工与制药专业化药1001班学号100150004

指导教师毕春燕

摘要

本次设计题为年产5亿袋速效感冒颗粒剂的生产工艺设计。

首先对速效感冒颗粒剂的市场方面、生产工艺阶段、近几年的研究进展进行充分了解。

其中市场方面主要包括价格趋势及可行性研究，生产工艺阶段主要包括生产技术和工艺流程，近几年的研究进展主要包括国内外先进技术和发展趋势。

然后核心的内容就是关于年产5亿袋速效感冒颗粒剂的生产工艺设计，主要从其生产配方、生产工艺流程开始设计，进一步进行速效感冒颗粒剂生产中的物料衡算,从而系统地掌握生产速效感冒颗粒剂所需设备的技术参数，进而根据这些参数进行设备选型。

同时，另一重要的环节就是对年产5亿袋速效感冒颗粒剂生产工艺设计的环境保护和生产过程中的应急措施进行设计。

关键词：

速效感冒颗粒剂工艺流程物料衡算设备选型环境保护

TheProcessingTechnologicalDesignOf500000000BagsOfQuick-actingColdGranulesYear

Abstract

Thisarticleistheprocessingtechnologicaldesignof500000000bagsofquick-actingcoldgranulesyear.Firstly,Ifullyunderstandthemarketofthequick-actingcoldgranules,productionprocessandresearchprogressinrecentyears.Themarketmainlyincludesthepricetrendandthefeasibilitystudy,andtheproductionprocessincludestheproductiontechnologyandtechnologicalprocess,andtheresearchprogressincludestheadvancedtechnologyanddevelopingtrendathomeandabroad.Foreground,thecorecontentisaboutthissubjectintheproductiondesign,mainlyfromitsproductiveformulationandtheproductiveprocess,carryonthematerialbalancecomputeinthequick-actingcoldgranulesproduction,thenmastertherequiredequipments’technicalparametersofproducingquick-actingcoldgranulessystematically,andequipmentscanbeselectedaccordingtotheseparameters.Inthemeantime,anotherimportantpartistodesigntheemergencymeasuresandenvironmentalprotectionofproducingthequick-actingcoldgranules.

Keywords:

quick-actingcoldgranulestechnologicalprocessmaterialbalance

equipmentselectionenvironmentalprotection

前言

2003年以来速效感冒系列药物在我国市场渐渐地出现，主要包含速效感冒颗粒剂、片剂、胶囊等。

其中速效感冒颗粒剂是该范围内的一个主要品种，如今它的使用量在治疗感冒的方面已越来越大，因此对该设计进行研究。

速效感冒颗粒是一种常见药物，它是通过现代工艺精制而成的、治疗风热感冒的新一代颗粒剂药物。

该药品以中药为主、西药为辅，用于疏风解表、清热解毒，而且见效快、疗效明显，既可以抵抗病毒、治疗感冒，又可以消除炎症，是首选的治感冒的药物。

相比于普通的感冒药，它的药效更强，治疗范围也越来越广。

目前，颗粒剂在保健与制药领域取得了越来越快的发展，已经成为最主要的口服制剂的剂型之一。

近20年以来，在全球批准的新药里，呈上升趋势的就是颗粒剂型。

正因为如此，关于该课题的研究也逐渐增多，通过研究可以增加人们对于该药品深层次的认识，并与其它剂型药品有更明确的比较。

在该设计中，我们主要研究它的工艺流程，物料衡算，设备选型，环境保护等等。

第1章课题研究背景与价值

第1.1节选题的意义与价值

1.1.1理论意义与价值

丹皮酚俗名牡丹酚，在我们的生活中属于比较不常见的用药之一。

目前，通过之前已有的资料我们已经可以确定该药材具有镇静、催眠、抗菌、抗炎、抗氧化、降血压等作用。

因此，为了进一步了解关于丹皮酚这些特征，本设计选择这个课题进行研究，从而更确切地了解它的药理特征，以便于我们对它有更多详细的了解。

1.1.2实践意义与价值

丹皮酚是一种常用药丹皮酚软膏的原材料，它是通过现代工艺精制而成的、治疗各种湿疹，皮炎，皮肤瘙痒，蚊臭虫叮咬红肿等各种皮肤疾患，对过敏性鼻炎和防治感冒也有一定效果的软膏剂。

近几年，丹皮酚在保健和制药领域取得了越来越快的进展。

国内外关于丹皮酚的研究和先进技术也逐渐增加，因此，丹皮酚生产技术发展至今天，生产经验和其所积累的设计数据都比较准确、完整，可参考实例较多，通过这次课题的设计，对我们真正了解丹皮酚的某些特点有很重要的实践意义。

第1.2节研究综述

1.2.1国内研究

就目前来看，感冒药的销售额在中国药品零售市场中约占药品零售总额的15%，按照当今中国OTC市场销售额为250～300亿元来算，感冒药的市场份额约为40亿元左右，而且年增长速率已经达到20%左右。

而感冒药中，本设计所研究的颗粒剂剂型占了较大的比重。

目前国内外主要采用新技术新工艺开发新制剂。

例如应用超临界流体萃取技术、大孔树脂吸附分离技术、膜提取分离技术、超声波提取技术和高速逆流色谱提取技术[1,2]。

超速离心技术、超滤、超微粉碎技术、纳米技术、采用特殊吸附剂的新吸附技术、喷雾干燥、冷冻干燥和一步制粒等新工艺可开发质量上乘的新制剂、新剂型。

1.2.2国外研究

2002年，美国超过亿美元销售额的ＯＴＣ药品有25个，总计44.85亿美元。

其中，感冒药占到5个7.36亿美元。

当然,国外也有一些治疗感冒的偏方。

热风治疗感冒,英国索尔伯兹里感冒研究中心发表的一项报告指出,使用吹风机将热风吹入人的鼻孔,可以有效地抑制病毒繁殖,从而使感冒症状得以缓解[3,4]。

家庭治感冒可用普通电吹风在能忍受的距离内对鼻孔吹热风,每次5至10分钟,每日3到4次;也可用开水一杯让其热气蒸鼻孔,每日2到3次。

第1.3节课题的研究意义与目的

1.3.1理论意义

2003年速效感冒系列药品在我国市场慢慢出现，其中主要包括速效感冒颗粒剂、片剂、胶囊等。

其中速效感冒颗粒剂是该范围内的一个主要品种，目前使用量在治疗感冒方面已经逐渐增大。

速效感冒颗粒剂的主要成分有对乙酰氨基酚，马来酸氯苯那敏，人工硫磺和咖啡因。

其中对乙酰氨基酚具有快速而且方便的解热作用，通过影响下丘脑体温调节中枢，促使周围血管扩张，皮肤的血流量不断增加，从而出汗而达到退热的结果。

同时能阻止体内前列腺的合成，阻断痛觉神经末梢产生冲动而达到镇痛作用，对缓解感冒过程中出现的疼痛症状有明显作用。

本品作用缓和、药效持久、对肠道刺激较小，对凝血机制无太大影响，正常剂量下对肝脏无损害，是比较安全有效的解热镇痛药,对阿司匹林过敏的病人特别适宜使用；马来酸氯苯那敏可以选择性的阻断组胺HI受体，产生抗组效应，刺激支气管平滑肌的兴奋作用，并降低毛细血管的通透性，抵制由于组胺增加毛细血管通透性而造成水肿，常与解热镇痛药一起使用，缓解感冒中的鼻塞、流鼻涕、咳嗽等症状；人工硫磺性寒味苦，具有清热解毒、开窍定惊的作用；咖啡因可刺激大脑皮层兴奋性，小剂量能提高精神，降低疲劳感，与解热镇痛药一起使用，可加大镇痛作用，特别对感冒头痛有明显的治疗效果[5,6]。

感冒颗粒用于伤风引起的鼻塞、头痛、咽喉痛、发热等,伤风初起时服用，见效更快。

因此研究本课题从理论上来说可以让我们更好地了解感冒颗粒的药理特性。

1.3.2实践意义

近几十年来，全球批准的新药中，颗粒剂型呈上升形势。

随着药物的不断发展，颗粒剂所具有的患者喜爱、研发效率较高和生产成本较低的优势从而获得更多消费者的认可。

与其他剂型性比，颗粒剂优势比较明显。

在生活中尤其是季节交替时期人们容易患感冒，人们对于感冒颗粒剂的正确认识利于在实践中预防感冒及正确用药，所以也具有重要的实践意义。

第1.4节研究范围与内容

1.4.1课题的研究范围

关于年产5亿袋速效感冒颗粒剂的生产工艺设计这个课题来说，主要研究范围就是它的生产配方，工艺流程，物料衡算，设备选型，工艺论证，工厂布局，及环境保护方面。

其中速效感冒颗粒剂的主要生产原料有对乙酰氨基酚，咖啡因，人工硫磺，马来酸氯苯那敏。

辅料为蔗糖，淀粉。

而物料衡算部分可以说是重要的一部分，主要包括药物颗粒质量计算与包装材料计算，在药物颗粒质量计算中包括各阶段制颗粒量，成品所含药物颗粒质量，各成分原料的具体消耗量，在包装材料计算中，包括各阶段所需颗粒袋数量，外包装盒数量，外包装纸箱数量。

设备选型主要包括粉碎机，过筛机，制粒机，干燥机，整粒机及包装机的选择。

1.4.2课题的主要内容

在前面部分也已经提到，本次设计的内容主要包括了三方面：

一是市场方面，涵盖了经济可行性，年产量及价格走向；二是生产工艺方面，包括生产技术，常用的工艺路线；三是有关速效感冒颗粒剂的近几年的研究进展，包含国内外先进技术和发展趋势。

第1.5节研究视角与方法

1.5.1研究方法

关于速效感冒颗粒剂的生产工艺这个课题，可参考的实例较多，当然，生产经验和其所累积的设计数据也都比较准确，完整。

因此，采用综合之前学者所做的研究方面为主，在整个过程中于老师和同学互相讨论，并在其基础上探索更多关于它的新的方面。

1.5.2主要视角

感冒药在北京、上海、广州这三大城市的市场代表性较强，其中颗粒剂剂型最受大众欢迎，2005年下半年到2007年上半年，三大市场中以上海的销售成绩最好，[7]增长速度最快，基本达到14.51%。

北京市场中，2005年底在北京各大药店、同仁堂连锁药店及部分社区陆续启动了以“抗感行动”为主题的一系列营销活动。

从排行榜中可以发现，当地品牌同仁堂的感冒清热颗粒稳居榜首，去年上半年的市场份额更比2006年下半年上升了1个百分点。

2006年上半年，速效感冒颗粒在感冒药中所占份额达到12.94%，其中小儿速效感冒颗粒占到3.22%。

在不同市场中，所占份额也各不相同[7,8]。

其中北京市场中，2005年下半年速效感冒颗粒占到12.52%，2006年上半年就达到13.49%。

上海市场和广州市场中由于以西药为主，速效感冒颗粒平均仅占到3.46%。

关于价格方面，其中北京同仁堂的感冒清热颗粒剂12g*10袋，价格为14元，三九感冒灵颗粒9g*10包，价格为11元，其他价格也各不相同，但总体都集中在10元左右。

第2章速效感冒颗粒剂的概况

第2.1节速效感冒颗粒剂的基本概念

2.1.1速效感冒颗粒剂的定义

速效感冒颗粒又名复方氨酚那敏颗粒，性状为黄色颗粒，味甜，剂型为颗粒剂。

颗粒剂是指将药物与适宜的辅料混合制成的具有一定粒度的干燥粒状制剂。

2.1.2速效感冒颗粒剂主要成分

速效感冒颗粒剂的主要生产原料有对乙酰氨基酚，咖啡因，人工硫磺，马来酸氯苯那敏。

辅料为蔗糖，淀粉[9]。

第2.2节速效感冒颗粒剂的特征

2.2.1速效感冒颗粒剂的特点

速效感冒颗粒剂主要具有高效抗菌，抵抗病毒，消炎解热，增强免疫力，快速镇痛这些特点。

2.2.2速效感冒颗粒剂特点的具体叙述

一、高效抗菌：

速效感冒颗粒具有广谱抗菌功效，对金黄色葡萄球菌、甲型链球菌、肺炎双球菌、脑膜炎双球菌、痢疾杆菌和白喉杆菌及某些耐药菌有明显的杀菌、抗菌功效。

二、抵抗病毒：

速效感冒颗粒能消灭甲1、甲3型感冒病毒以及呼吸道合胞病毒和腺病毒3型，对乙型脑炎病毒、腮腺炎病毒、流感病毒均有明显抵抗作用。

三、消炎解热：

速效感冒颗粒对多种炎症模型，如蛋清、组织胺、二甲苯等所致毛细血管通透性增高、渗出及肿胀等有明显抵抗作用，对各种发热有快速且明显的解热作用。

四、增强免疫力：

速效感冒颗粒能增强白细胞和单核巨噬细胞的吞噬功能，增加吞噬指数，促使免疫球蛋白的形成。

五、快速镇痛：

可延长热痛反应潜伏期及迅速降低疼痛反应的敏感性[10,11]。

第3章速效感冒颗粒剂的工艺流程与工艺论证

第3.1节速效感冒颗粒剂的工艺流程

3.1.1速效感冒颗粒剂的工艺流程

图3.1速效感冒颗粒剂的工艺流程图

3.1.2速效感冒颗粒剂的主要生产技术

主要生产技术粉碎过筛，核料，制粒，干燥，装袋，装盒，成品，入库等。

（1）制湿颗粒颗粒的制备经常使用挤出制粒法。

用机械将软材挤压透过筛网，就能制成湿颗粒。

除去这种传统的过筛方法之外，近年以来已经开发出许多新的方法和设备应用于生产实践，其中最典型的就是流化（沸腾）制粒，流化法可在一台机器内完成混合、制粒、干燥，因此称为“一步制粒法”[12]。

（2）颗粒的干燥除了流化或喷雾法制得的颗粒已被干燥以外，其他方法制得的颗粒必须使用适宜的方法干燥，从而除去水分、防止结块、或受压变形。

常用的方法有：

箱式干燥法、流化床干燥法等。

（3）整粒与分级在干燥过程中，有些颗粒或许会发生粘连、甚至结块。

所以必须通过整粒来制得一定粒度的均匀颗粒。

一般采用过筛的方法整粒和分级。

具体操作时，一般按粒度规格的上限，过一号筛，把不能通过的部分进行适当粉碎，然后再按照粒度规格的下限，过四号筛，以进行分级，除去粉末。

（4）除了用湿法制粒外，颗粒剂也可用于干法制粒[13]、包衣机转动制粒等方法制备。

第3.2节速效感冒颗粒剂的制备方法与工艺论证

3.2.1速效感冒颗粒剂的配料与混合

由于速效感冒颗粒剂各组分的混合比例较大，我们选择等量递加法对其进行混合，即先称量小剂量的药物，然后加入等体积的其他成分混匀，依次加量增加，直到全部混匀，再过筛混合，而且采用此方法可使各组分均匀分布。

3.2.2速效感冒颗粒剂的制软材工艺论证

因为制软材工艺主要就是将固体与液体混合，混合时的方法主要有时流混合，剪切混合，扩散混合，在这个过程中，将药物与稀释剂如淀粉、蔗糖，必要时还需加入崩解剂如淀粉，纤维素并充分混匀，同时加入适量的水和其他粘合剂混合制软材。

其原则为“手握成团，轻压即散”。

3.2.3速效感冒颗粒剂的制粒工艺论证

制粒的方法主要有湿法制粒，干法制粒及其他制粒的方式[14]，由于本设计中速效感冒颗粒剂的制备需添加蔗糖，故要用湿法制粒。

而湿法制粒又主要包含：

挤压制粒法，转动制粒法，流动制粒法，复合制粒法，高速搅拌制粒法等。

挤压制粒因制粒较慢因此不适合大批量和连续生产。

转动制粒因成本较高和耗能太大，与本次设计生产的量大冲突故不适宜使用。

复合制粒因是全自动，综合了整个操作单元因此成本较高。

高速搅拌制粒操作法简单且快捷，可制备致密的颗粒。

在过去的生产中，颗粒的制备常采用挤出制粒法，即将软材用机械挤压通过筛网，就可制得湿颗粒。

近年以来人们又开发出了许多新的制粒方式和设备应用于生产实践，其中最典型的就是流化制粒法（沸腾制粒法），该法可在一台机器内完成混合、制粒、干燥，因此称为“一步制粒法”[15]。

3.2.4速效感冒颗粒剂的干燥方法及设备选型工艺论证

常用的干燥方法有常压干燥，减压干燥，喷雾干燥，流化干燥[16,17]。

其中常压干燥设备简单，常用箱式干燥，但干燥时间太长，或许会使不耐热的部分破坏且结块，由于本设计生产量大，所以这种方法不太适合。

减压干燥温度较低，产品质量密度低而且易粉碎，也不适合。

喷雾干燥指用雾化器将液态材料分散成雾滴，并利用热空气来干燥雾滴而获得干品的方法，但本次设计是干燥固体材料，也不适用。

流化干燥主要用于湿料的干燥，干燥效率高，产量高，干燥均匀，适用于同一种产品的连续生产，且温度较低，操作方便，占地面积小，因此综合各方面，流化干燥是相对最好的选择。

3.2.5速效感冒颗粒剂的整粒与分级

在干燥过程中，有些颗粒可能发生粘连甚至结块，因此必须通过整粒来制得一定粒度的均匀颗粒，一般应用过筛的方法整粒与分级。

具体操作时，一般按粒度规格的上限过1号筛（12—14目），把不能通过的部分进行适当粉碎，然后按照粒度规格的下限过4号筛（60目），除去小颗粒与细粉，筛下的小颗粒与细粉可重新制粒。

3.2.6速效感冒颗粒剂的质量检查与分剂量

将制得的颗粒进行含量检查与粒度测定等，按剂量装入适宜袋中。

颗粒剂的贮存基本与散剂相同，但应注意均匀性，防止多组分颗粒的分层，防止吸潮。

第4章速效感冒颗粒剂的物料衡算

第4.1节速效感冒颗粒剂的物料衡算

速效感冒颗粒剂的生产中，需根据产量进行设备选型，这就要求我们对原辅料进行物料衡算和热量衡算。

而且，在生产的最后过程，还需要对颗粒剂进行包装，所以要对包装材料进行衡算。

物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可以确定设备容积、台数、主要尺寸，同时可以进行热量衡算、管路尺寸计算等。

4.1.1速效感冒颗粒剂的物料计算基准

物料计算基准:

年产颗粒剂5亿袋，单袋重6g，其中包括对乙酰氨基酚0.25g,咖啡因0.015g,人工硫磺0.01g,马来酸0.001g,淀粉4g,蔗糖1.724g。

年工作日250天，一天两班共8小时生产。

一盒10袋，一箱50盒。

4.1.2速效感冒颗粒剂原辅料的物料计算

（1）速效感冒颗粒剂制颗粒量的计算为：

每年制颗粒量为：

5×108×6×10-3=3.0×106kg

每日制颗粒量为：

3.0×106/250=12000kg

每班制颗粒量为：

12000/2=6000kg

每小时颗粒量为6000/4=1500kg

（2）假设颗粒的总收率为98%，各原辅料的年需求量为：

则每年所需对已酰基酚质量为：

3.0×106kg×（0.25/6）/98%=127551kg

则每年所需的咖啡因质量为：

3.0×106kg×（0.015/6）/98%=7653kg

则每年所需的人工硫磺质量为：

3.0×106kg×（0.01/6）/98%=5102kg

则每年所需的马来酸质量为：

3.0×106kg×（0.001/6）/98%=510kg

则每年所需的淀粉的质量为：

3.0×106kg×（4/6）/98%=2040816kg

则每年所需的蔗糖的质量为：

3.0×106kg×（1.724/6）/98%=879591kg

（3）根据处方计算原料的每天需求量:

则每天所需对乙酰基酚质量为：

127551kg/250=510kg

则每天所需的咖啡因质量为：

7653kg/250=31kg

则每天所需的人工硫磺质量为：

5102kg/250=20kg

则每天所需的马来酸质量为:

510kg/250=2kg

则每天所需的淀粉的质量为：

2040816kg/250=8163kg

则每天所需的蔗糖的质量为：

879591kg/250=3518kg

（4）根据处方计算原料的每班需求量:

则每班所需的对已酰基酚质量为：

510/2=255kg

则每班所需的咖啡因质量为：

31/2=16kg

则每班所需的人工硫磺质量为：

20/2=10kg

则每班所需的马来酸质量为：

2/2=1kg

则每班所需的淀粉质量为：

8163/2=4082kg

则每班所需的蔗糖质量为：

3518/2=1759kg

（5）根据处方计算原料的每小时需求量:

则每天所需的对已酰基酚质量为：

255/4=63.75kg

则每天所需的咖啡因质量为：

16/4=4kg

则每天所需的人工硫磺质量为：

10/4=2.5kg

则每天所需的马来酸质量为：

1/4=0.25kg

则每天所需的淀粉质量为：

4082/4=1020.5kg

则每天所需的蔗糖质量为：

1759/4=439.75kg

（6）假设在制粒时颗粒损失为0.6%，包装时损失为0.8%，则:

每年对已酰基酚质量损失为：

3.0×106kg×（0.25/6）/98%×0.6%×0.8%=6.1kg

每年咖啡因质量损失为：

3.0×106kg×（0.015/6）/98%×0.6%×0.8%=0.4kg

每年人工硫磺质量损失为：

3.0×106kg×（0.01/6）/98%×0.6%×0.8%=0.2g

每年马来酸质量损失为：

3.0×106kg×（0.001/6）/98%×0.6%×0.8%=0.02kg

每年淀粉的质量损失为：

3.0×106kg×（4/6）/98%×0.6%×0.8%=98kg

每年蔗糖的质量损失为：

3.0×106kg×（1.724/6）/98%×0.6%×0.8%=42kg

通过上述计算，各原料需求及损失情况见表4.1

表4.1原料需求及损失一览表

名称

每年需求量/kg

每班需求量/kg

每小时需求量每年损耗量/kg

/kg

对已酰基酚

咖啡因

人工硫磺

马来酸

淀粉

蔗糖

合计

127551

7653

5102

510

2040816

879591

3061223

255

16

10

1

4082

1759

6123

63.756.1

40.4

2.50.2

0.250.02

1020.598

439.7542

1531146.72

第4.2节速效感冒颗粒剂的包装材料计算

4.2.1速效感冒颗粒剂的年所需包装材料量及损耗量计算

本设计的题目为年产5亿袋速效感冒颗粒剂的生产工艺设计，所以：

每年所需颗粒袋数量为：

5×108袋

每年所需外包装盒为：

5×108/10