制剂设备与车间工艺设计.docx
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制剂设备与车间工艺设计
《制剂设备与车间工艺设计课程设计》
设计成绩：
批阅人：
批阅日期：
设计题目：
年产1.4亿片止咳片生产车间工艺设计
设计者：
班级：
学号：
指导教师：
设计日期：
南京中医药大学药学院制药工程系
Ⅰ设计任务书……………………………………………03
Ⅱ设计概述………………………………………………05
一、工艺概述………………………………………05
二、工艺流程及净化区域划分说明………………06
三、物料衡算………………………………………13
四、生产设备选型…………………………………13
五、主要工艺设备一览表…………………………18
六、车间工艺平面布置原则………………………19
七、技术要求和说明………………………………
Ⅲ心得体会………………………………………………21
Ⅳ参考文献………………………………………………24
设计任务书
（二）
一、设计题目
年产1.4亿片止咳片生产车间工艺设计
二、设计条件
（1）生产制度
年工作日：
250天；
1天1班，每班8h
（2）药剂规格及原辅材料的消耗
①规格：
0.35g/片
②主要工序及原辅材料
a.湿法制粒：
原料、辅料和水质量比为45∶73∶62，收率为98%
b.烘干：
水分蒸发量占加入水分量的90%，烘干收率为65%
c.整粒、总混：
收率为99.%
d.压片、包衣：
收率为98%
e.内包：
收率为99%
f.外包：
无损耗
三、设计内容与要求
（1）确定工艺流程及净化区域划分；
（2）物料衡算；
（3）设备选型（要求有湿法制粒、卧式沸腾干燥、铝塑包装等）；
（4）按GMP规范要求设计生产工艺流程图和车间工艺平面图；
（5）编写设计说明书；
四、设计成果
（1）设计说明书一份
包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、设备选型及主要设备一览表、车间工艺平面布置原则、技术要求和说明。
（2）工艺流程图；
（3）车间平面布置图（1∶100）
五、设计时间
设计时间为2周，从2013年5月6日至2013年5月17日。
Ⅱ设计概述
一、片剂生产工艺概述
1、设计背景
片剂是药物与辅料均匀混合后压制而成的片状制剂，可供内服和外用，在世界各国药物制剂中，片剂占有重要地位。
2、设计目的
1）学习车间设计的基本程序、原则和方法。
2）掌握制药工艺流程设计、物料衡算、设备选型、车间工艺布置设计的基本方法和步骤。
3）树立正确的设计思想：
技术可行性经济合理性
4）能力培养：
资料收集和分析、计算、方案比较和选择、绘图、语言表达等。
3、设计依据
本设计以中国药典和相关材料作为依据，同时参考已有SFDA和制药行业执行的《医药设计技术规定》、《药品注册管理办法》、《医药工程设计文件质量特性和质量评定实施细则》、《GMP》等多种设计规范。
4、设计原则
1）本设计为片剂车间，在设计中严格遵照《GMP》和《洁净厂房设计规范》等标准进行设计。
2）对设备的选择，应考虑其是否能够完成生产任务，且具有节能高效，经济方便，实用可行，符合GMP生产等优点。
3）为保证控制区的洁净度要求，采用全封闭的空调系统。
4）遵守防火，安全，卫生，环保，劳动保护等相关规范制度。
5）严格质量管理制度，推行质量责任制，严格工艺设计质量。
5、规模
1、生产规模：
1.4亿片，片重0.35g
6、生产制度
年工作日：
250天；1天1班：
每班8h。
7、生产工艺
片剂的制备方式有三种：
粉末直接压片、干颗粒压片和湿颗粒压片。
工艺成熟、技术先进。
自动化、连续化、联动、密闭化生产。
2、工艺流程及净化区域划分说明
1、粉碎、过筛
粉碎主要是借助机械力将固体物料微粉的操作过程。
起粉碎作用的机械力有冲击力（impact），压缩力（compression），研磨力（attrition或rubbing）和剪切力（cutting或shear）。
在药品的生产过程中，原辅料一般均需粉碎，使物料具有一定的粒度，以满足制剂生产的需要。
粉碎可减小粒径，增加比表面积，这对于制剂加工操作和制剂质量有重要的意义，粉碎是药物制剂工程的一个重要单元操作，①它有助于增加难溶性药物的溶出度，提高吸收和生物利用度，从而提高疗效。
②有助于改善药物的流动性，促进制剂中各成分的混合均匀，便于加工制成多种分计量剂型。
③有助于提高制剂质量。
④有利于药材中有效成分的提取。
粉碎的方法有单独粉碎与混合粉碎，干法粉碎与湿法粉碎，低温粉碎，闭塞粉碎与自由粉碎，开路粉碎与闭路粉碎之份。
筛分是将不同粒度的混合物料按粒度大小进行分离的操作。
筛分法是借助筛网将物料进行分离的方法。
筛分法操作简单，经济而且分级精度较高，是在医药工业中应用最广泛的分级操作之一。
筛分的目的是为了获得有较均匀粒度的物料。
这对药品质量以及制剂生产的顺利进行都有重要的意义。
筛分的药筛按制作方法分冲眼筛、编织筛两种，因为所涉及原辅料硬度都不大，设计中选择编织筛。
2、配料、混合
混合就是把两种以上组分的物质均匀混合的操作。
混合操作以含量均匀一致为目的。
混合过程是以细微粉体为主要对象，具有粒度小，密度小，附着性、凝聚性、飞散性强等特点。
混合结果影响制剂的外观质量及内在质量。
合理的混合操作是保证制剂产品质量的重要措施之一。
混合的机理有三种：
对流混合在机械转动下固体粒子群体产生大幅度位移时进行的总体混合。
剪切混合由于粒子群内部力的作用结果，在不同组分的区域间发生剪切作用而产生滑动面，破坏粒子群的凝聚状态而进行的局部混合。
扩散混合相邻粒子间产生无规则运动时相互交换位置而进行的局部混合。
混合的影响因素有：
a）物料的粉体性质的影响。
b）设备类型的影响。
c）操作条件的影响。
3、制粒
制粒是把粉末、熔融液、水溶液等状态下的物料经加工制成具有一定形状与大小粒状物的操作，它片剂生产中主要的流程之一，制粒作为粒子的加工过程，几乎与所有的固体制剂有关。
压片前一般应将原辅料混合均匀并制成颗粒，目的是①保证片剂各组分处于均匀混合状态；②制成密度均一的颗粒，使有良好的流动性，以保证片剂的重量差异符合要求；③合理组方，使颗粒具有良好的压缩成型性，可以压成有足够强度的片剂等。
4、干燥
干燥是利用热能使物料中的湿分（水分或其他溶剂）汽化，并利用气流或真空带走汽化湿分而获得干燥产品的操作。
干燥除去的湿分多数为水，一般用空气作为带走湿分的气流。
用于物料干燥的加热方式有：
热传导，对流，热辐射，介电等，而对流加热干燥是制药过程中应用最普遍的一种，简称对流干燥。
制粒过程中制成的湿颗粒由于含有水分和粘性成分，在干燥过程中发生粘结成团，造成干颗粒的粒径过大，影响颗粒的流动性，从而影响压片的质量，因此要通过整粒设备使干颗粒形成粗细比较均匀且易于流动的药物颗粒。
5、压片
一般干燥过的颗粒需经过处理，颗粒在箱式干燥器干燥过程中有相互粘接而接块现象时，需经摇摆式制粒机用适宜的筛网过筛；用流化床干燥的颗粒一般无粘连成块的现象。
根据需要，在干燥的颗粒中加入崩解剂、润滑剂、助流剂等混合均匀，可用V型混合设备。
计算片重即可压片。
片重计算方法多采用测定并求得颗粒与有关辅料混合物中的主要含量后，再求的片剂的理论片重，即
片重=每片主药含量/颗粒混合物中主药的百分含量
压片是用压片机将物料与适宜辅料压制加工成片状制剂的过程。
压片机直接影响到制品的质和量，其结构类型很多，但其工艺过程及原理都近似。
压片的方法一般有制粒压片和粉末直接压片两种。
片剂的形状由冲模决定。
上，下冲的工作端面形成片剂的表面形态，模圈孔的大小即为药片的大小。
按冲模的结构形状可划分为圆形，异形（包括多边形和曲线形）。
6、包衣
片剂包衣是指在素片外层包上适宜的衣料，使片剂与外界隔离。
包衣的质量要求：
衣层应均匀、牢固、与药片不起作用，崩解时限应符合药典片剂项下的规定；经较长时间贮存，仍能保持光洁、美观、色泽一致，并无裂片现象；且不影响药物的溶出与吸收。
7、包装
包装是片剂生产中最后一道工序，是产品的重要组成部分，包括内包装、个装、外包装。
片剂一般均应密封包装，以防潮、隔绝空气等以防止变质和保证卫生标准合格；某些对光敏感的药片，应采用避光容器。
一般分为多剂量包装和单剂量包装。
本设计采用单剂量包装。
包装成品可有多种形状，本设计采用泡罩式包装。
是用优质铝箔为背景材料，背面上可印上药品名称、用法、用量等。
用聚氯乙烯制成泡罩，将片密封于泡罩内。
单剂量包装方式较好，它不因在应用时启开包装而对剩余药片产生影响，并可防止片与片之间的摩擦与碰撞等。
（1）内包装、外包装
内包装采用铝塑包装，外包装采用纸盒及纸箱。
（2）标签、说明书
根据药品管理法的规定：
药品包装必须按照规定贴有标签并附有说明书。
标签或者说明书上必须注明药品的品名、规格、生产企业、批准文号、产品批号、主要成分、适应症、用法、用量、禁忌、不良反应和注意事项。
标签应色调鲜明，字迹清晰，易于辨别，防止混淆。
说明书应印有药品的主要成分、药理作用、毒副反应等。
8、工艺流程图及洁净区划分
三、物料衡算
年制粒量=1.4亿×0.35g=4.9×10
g=49000㎏
日制粒量=49000÷250=196㎏
包装前物料量=196÷99％=197.98㎏
压片、包衣前物料量=197.98÷98％=202.02㎏
整粒、总混前物料量=202.02÷99％204.06㎏
烘干前物料量=204.06÷65％=313.94㎏
湿法制粒物料量=313.94÷98％=320.35㎏
原辅料物料量=320.35×
=210㎏
水分蒸发量=320.35×
×90％=99.32㎏
4、生产设备选型
（一）生产设备选型说明
1.GMP对生产设备的要求
设备材质：
无毒、耐腐蚀、不与药品发生反应、不释放微粒或吸收药品；不锈钢为主。
设计要求：
机械化、自动化、联动等。
内外表面平整、光洁、无棱角、无死角、无凹槽、易清洗与消毒等。
安装定位：
安装场地易于操作、检查和维修，其环境易于清洗，以保证卫生。
2.设备选型概述
混合、制粒、干燥宜采用先进的一步制粒法，生产效率高，槽型混合机、摇摆式颗粒剂、烘箱等设备不易清洗、不密闭，工艺过程繁琐。
总混宜采用三维混合机，无离心力作用影响，不产生比重偏析和积聚现象，混合均匀度高、装载系数大、效率高、易清洗等。
压片机宜采用高速压片机，生产效率高，片剂质量优良。
胶囊填充机宜采用全自动连续灌装机，胶囊上机率高，装量准确，全封闭操作。
包衣机应选用高效包衣机，适用糖衣、薄膜衣等多种形式，高效、节能、简便等。
包装：
铝塑平板包装机适用于药品小包装。
为满足不同品种不同档次的需求，同时也应考虑瓶装线。
（二）主要设备选型计算
1.设备选型计算步骤
根据班产规模和物料衡算计算出各工序、各过程的物流量，储存容量，传热量，蒸发量等，以此作为设备选型计算的依据。
按计算的物流量等，根据所选用设备的生产能力、生产富裕量等来计算设备台数、容量、传热面积等。
最后确定设备的型号、规格、生产能力、台数、功率等。
在进行设备选型和计算时必须注意到设备的最大生产能力和设备最经济、最合理的生产能力的分别。
在生产上希望设备发挥最大的生产能力，但从安全运转角度来看，如果设备长期以最大负荷运转，将会影响到能耗、设备使用寿命等，设备都有最佳的运转范围。
在一般的设备参数中都会标明最大生产能力。
另外需要重视单机生产能力与台数的选择、搭配，既要考虑连续生产的需要，也要考虑突发事故发生时的可操作性。
2.主要设备选型
粉碎机据物料衡算，每天处理原辅料210kg，每小时26.25kg。
可选一台WFJ-15微粉碎机，参数如下
项目\型号
生产能力（kg/h）
进料粒径（mm）
出料粒度（mesh）
总功率（kw）
外形尺寸（L×W×H）（mm）
WFJ-15
10-200
<10
80-320
13.7
5410×1660×2500
来源：
常州市泰安干燥设备制造有限公司
筛分设备：
目的使物料颗粒大小均匀，可选型号为ZS-350的振动筛，单机生产能力为60-360kg/h，可满足生产要求。
混合机：
据物料衡算，混合总物料约40㎏,40L，可选择SYH—100三维运动混合机，参数如下
型号
料筒容积（L）
最大装料容积（L）
最大装料重量（kg）
主轴转速（r/min）
电机功率（kw）
外形尺寸（mm）
重量（kg）
SHY-100
100
90
30-54
0-20
1.5
1250×1800×1550
800
来源：
常州市泰安干燥设备制造有限公司
湿法制粒机：
依物料衡算，每小时制粒物料量约40㎏，可选择GSL150高效湿法制粒机，数据如下
项目\型号
容积L
产量kg/batch
混合速度r.p.m
混合功率kw
切割速度r.p.m
切割功率kw
压缩空气耗量m3/min
GSL150
150
50
180/270
6.5/8
1500/3000
2.4/3
0.9
来源：
常州市和正干燥设备有限公司
卧式沸腾干燥机：
根据物料衡算，水分蒸发量为99.32㎏，每小时蒸发量则约为12.5㎏，选择XF0.25-1（原XF10）卧式沸腾干燥机，数据如下
规格型号
床层面积（m2）
干燥能力（kg水/h）
风机功率（kw）
进风温度（oC）
物料温度（oC）
外形尺寸（主机）长×宽
占地面积（m2）
XF0.25-1
（原XF10
0.25
10-15
5.5
120-140
40-60
1×0.6
18×3.35
来源：
常州一步干燥设备有限公司
压片机：
压片是片剂生产中重要的一道工序，直接决定片剂的质量，本设计从生产量和生产效率综合考虑选用GZPL-620系列，GZP28B1双出料高速压片机。
数据如下
项目
主要技术参数
冲具数目：
28
片径范围：
圆片直径φ5.5～φ13mm异型片长边
最大填充深度：
16mm
最大主压制力：
80kN
最大预压力：
16kN
工作效率：
4～19万片/小时
电源：
3N～380V,50Hz,12A
外型尺寸：
690×980×1830mm
重量：
1200kg
来源：
北京国药龙立科技有限公司
包衣机：
选用RGB系列高效包衣机，其主要用于制药、食品等工业。
是片剂、丸剂、糖果等进行有机薄膜包衣、水溶薄膜包衣、缓、控释性包衣、滴丸包衣、糖衣包衣及巧克力、糖果包衣的一种高效、节能、安全、洁净、符合GMP要求的机电一体化的包衣设备。
参数如下
型号
RGB-10K
生产能力（kg/次）
10
滚筒转速（rpm）
6-30
主机电机功率（KW
0.55
热空气过滤精度（μm）
0.5μm（10万级）
热风调温范围（℃
常温~80℃
主机外形尺寸（长×宽×高）（mm）
1100×750×1540
主机重量（kg）
380
来源：
潍坊鲁本机械科技有限公司
铝塑包装机：
选择DPP-88铝塑包装机，其功能达到国内领先水平，能自动完成成型、加料、热封、压痕、冲裁等工序。
是我国药机行业新一代泡罩包装机，数据如下
型号
DPP-88
冲裁次数
10-40次/分
标准板块
80*57mm
电源总功率
380V/220V500Hz1.8Kw
PVC硬片
0.15-0.5*80mm
PTP铝箔
0.02-0.035*80mm
空气压力
0.6-0.8MP
外形尺寸（长×宽×高）
1400*460*890mm
重量
350㎏
来源：
深圳市大昆仑数码科技有限公司
五、主要设备一览表
序号
设备名称
型号
外形尺寸
单机重量
生产能力
1
粉碎机
WFJ-15
5410×1660×2500mm
10-200㎏/h
2
筛分机
ZS-350
60-360㎏/h
3
混合机
SYH-100
1250×1800×1550
800㎏
4
湿法制粒机
GSL150
50㎏/批
5
卧式沸腾干燥机
XF0.25-1
1×0.6m
10-15kg水/h
6
压片机
GZP28B1
690×980×1830mm
1200㎏
4～19万片/小时
7
包衣机
RGB-10K
1100×750×1540mm
380㎏
10kg/次
8
铝塑包装机
DPP-88
1400*460*890mm
350㎏
10-40次/分
六、车间工艺平面布置原则
1.在厂区中的位置
车间人流物流出入口尽量与厂区人流物流道路相吻合；由于发尘量大，应位于常年风向的下风处；厂房纵轴应尽量布置成南、北向，以避免大面积的窗墙受日晒影响。
2.正确处理工艺布局中的人流物流关系
人流、物流出入口不能合用；要有净化室；在洁净区设计洁净走廊时，应保证此通道可以直接到达每一个生产岗位、中间物或内包材存放间，不能把其他岗位操作间作为通道；相邻洁净室，如果空调系统参数相同，可在隔墙上开门，开传递窗或设输送带传送物料，尽量少用公共通道；车间出入口尽量少，避免昆虫、鼠类进入车间，整个车间主要出入口有人流出入口即门厅，物料出入口即收、发厅。
3.生产线安排
粉碎、过筛、称配等工序适用独立的空调系统，位于仓库附近。
由于片剂、胶囊剂、颗粒剂前部分工序一样，因此布置在同一洁净区，可以提高设备使用率，减少洁净区面积，减少投资。
4.备料室设置
GMP要求生产企业应设备料室。
综合固体制剂车间原辅料处理量大，应设备料室，并布置在仓库附近便于实现定额定量、加工和称量的集中管理。
5.中间站布置
防止混药发生。
有分散式和集中式布置方式。
本设计选用集中式，专人管理，可有效防止混淆和交叉污染。
6.粉尘、散热、散湿、臭味的处理
7.容器具的清洗
应布置洁具清洗、存放间。
8.参观走廊的设置：
人、物流通道，消防安全畅通的保证。
参观者不影响。
9.仓库
为增大仓库的贮存量，采用钢制货架、托盘，货物分区分架存放。
仓库内设发货厅、原辅料区、包装材料区、成品区等。
10.洁净工作服的处理
洗涤，应和生产级别一致。
即洁净工作服是在与生产洁净区同级别的区域内清洗、干燥完成封口，并存放在存衣柜。
11.安全门的设置
设置参观走廊和洁净走廊时必须设置相应的安全门。
12.其他设计说明
固体制剂综合生产车间洁净级别为30万级，按GMP要求，洁净区控制温度为18-26℃，相对湿度为45%-65%。
7、技术要求和说明
工艺设计在固体制剂车间设计中起到了核心的作用，直接关系到药品生产企业的GMP验证和认证。
所以在紧扣GMP规范进行合理布置的同时，应遵循以下设计原则和技术要求：
（1）固体制剂车间设计的依据是《药品生产质量管理规范》（1998年修改）及其附录、《洁净厂房设计规范》（GB50073—2001）和国家关于建筑、消防、环保、能源等方面的规范。
（2）固体制剂车间在厂区中布局应合理，应使车间人流、物流出入口尽量与厂区人流、物流道路相吻合，交通运输方便。
由于固体制剂发尘量较大，其总图位置应补影响洁净级别较高的生产车间如大输液车间等。
（3）车间平面布置在满足工艺生产、GMP、安全、防火等方面的有关标准和规范条件下尽可能做到人、物流分开，工艺路线通畅、物流路线短捷、不反流。
但从目前国内制药装备水平来看，固体制剂生产还不可能全部达到全封闭、全机械化、全管道化输送，物料运送离不开人的搬运。
大量物料、中间体、内包材的搬运、传递是人工操作完成的，即人带着物料走。
所以不要过分强调人流、物流交叉问题。
但应坚持进入洁净区的操作人员和物料不能合用一个入口，应该分别设置操作人员和物料出入口通道。
（4）若无特殊工艺要求，一般固体制剂车间生产类别为丙类，耐火等级为二级。
洁净区洁净级别为30万级，温度18～26℃，相对湿度45％～65％。
洁净区设紫外灯，内设置火灾报警系统及应急照明设施。
级别不同的区域之间保持5～10Pa的压差并设测压装置。
（5）操作人员和物料进入洁净区应设置各自的净化用室或采取相应的净化措施。
如操作人员可经过淋浴、穿洁净工作服（包括工作帽、工作鞋、手套、口罩等）、风淋、洗手、手消毒等经气闸室进入洁净生产区。
物料可经脱外包、外表清洁、消毒等经缓冲室或传递窗（柜）进入洁净区。
若用缓冲间，则缓冲间应是双门连锁，空调送洁净风。
洁净区内应设置在生产过程中产生的容易污染环境的废弃物的专用出口，避免对原辅料和内包材造成污染。
（6）充分利用建设单位现有的技术、装备、场地、设施。
要根据生产和投资规模合理选用生产工艺设备，提高产品质量和生产效率。
设备布置便于操作，辅助区布置适宜。
为避免外来因素对药品生产污染，洁净生产区只设置于生产有关的设备、设施和物料存放间。
空压站、除尘间、空调系统、配电等公用辅助设施，均应布置在一般生产区。
（7）粉碎机、旋振筛、整粒机、压片机、混合制粒机需设置除尘装置。
热风循环烘箱、高效包衣机的配液需排热排湿。
各工具清洗间墙壁、地面、吊顶要求防霉且耐清洗。
心得体会
首先感谢潘老师和李老师能给我们这次机会做课程设计，并给与了热心讲解与帮助。
经过这次的药物制剂设备与车间工艺设计课程设计，我受益良多。
刚开始拿到设计任务书的时候，完全不知道应该从哪里着手，通过查找专业书籍和参考文献，又通过在互联网上的交流才能把设计完成，虽然有点累但回报也多！
在设计中，要求我们以非常认真和细心的态度去对待它，特备是在计算物料衡算和选择机械型号的时候，要非常有耐心的去查找相关资料和估算，选取合适的机械型号。
而且有时找到的设备虽然很先进、很节约能源，但是有时候不太适合我们的要求。
在查找文献的过程中，对于很多以前学过的但是大部分都忘记的知识，现在回过头去看，又有一种新的理解和感受，而且还学习和补充了许多先进和完备的行业信息，这对巩固我们的专业知识有很大的帮助。
总之，这次的课程设计让人受益匪浅，听说我们这届是第一次做这类设计，感觉自己很有压力也很有动力，争取为后来的学子们做榜样。
相信这次课程设计对我们以后的工作和学习都有很大的帮助。
希望有更多的机会让我们可以一展拳脚！
再次感谢潘林梅老师和李博老师。
参考文献及资料
1.中国化工机械网.
2.张洪斌.药物制剂工程技术与设备.北京：
化学工业出版社，2009
3.袁其朋，赵会英，齐宪荣.现代药物制剂技术.北京：
化学工业出版社，2005
4.刘红霞，梁军，马文辉. 药物制剂工程及车间工艺设计.北京：
化学工业出版社，2006
5.朱盛山.药物制剂工程.北京：
化学工业出版社，2009
6.于颖.制药工程制图.北京：
化学工业出版社，2009
7.周大军，揭嘉.化工工艺制图.北京：
化学工业出版社，2009
8.张珩.制药工程工艺设计.北京：
化学工业出版社，2006
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