制药工程设计.docx
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制药工程设计
年产3000万片硝苯地平缓释片车间设计
****************
学号：
********
专业：
制药工程
*******************
概述……………………………………………………………3
1生产制度…………………………………………………………4
1.1设计纲领………………………………………………………4
1.2生产班制………………………………………………………4
1.3产品规格及包装形式…………………………………………4
2工艺路线及车间流程设计………………………………………4
2.1设计概述………………………………………………………4
2.2工艺流程介绍………………………………………………5
2.3工艺流程图…………………………………………………6
3物料衡算………………………………………………………7
3.1物料衡算的基础……………………………………………7
3.2物料衡算的基准……………………………………………7
3.3物料衡算的范围……………………………………………7
3.4原辅料的物料衡算…………………………………………8
4设备的选型……………………………………………………9
4.1工艺设备选型的步骤………………………………………10
4.2制剂工艺设备的选型……………………………………10
4.3包装工艺设备的选型……………………………………16
参考文献…………………………………………………………20
致谢………………………………………………………………21
概述
高血压是当今世界最常见的心血管疾病之一，也是心脑血管疾病的主要危险因素。
流行病学研究显示，目前全球有高血压患者6亿人，高血压患病率约为10%，欧美一些发达国家为20%。
我国高血压患病率约为12%，现有高血压患者超过1亿人，且每年以300万人的速度增长硝苯地平缓控释剂，使血药浓度在24小时内处于相对稳定状态，患者白天和夜间的平均血压都明显下降。
该药与长效血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）联合用药，可起协同作用，能使昼夜收缩压和舒张压均稳定下降，达到平稳降压的要求，对减轻高血压靶器官的损害十分有益。
且能达到24小时平稳降压的目的，减少服药次数，降压效果明显[1]。
本课题研究的目的是在大量数据资料的基础上，模拟年产3000万片硝苯地平缓控释片车间设计，并画出车间设计图规模化生产硝苯地平缓控释片。
而硝苯地平的缓释剂型,既有效地提高了疗效,又减少了病人的服药次数从而有效的降低高血压病发的危险。
1生产制度
1.1设计纲领
本车间年生产硝苯地平缓控释片3000万片。
每批生产300万片，一年生产10批。
1.2生产班制
批生产周期约为16小时，按每天两班，每班8小时组织生产。
1.3产品规格及包装形式
产品规格：
0.01g/片，8片/板
产品包装形式：
内包装为铝塑泡罩，2板/小盒，外包装为瓦楞纸箱，100盒/箱
2工艺路线及车间流程设计
2.1设计概述
2.1.1课题名称
课题名称：
年产3000万片硝苯地平缓控释片车间设计
2.1.2设计依据
本设计以片剂车间生产实习的现场观察学习和收集的数据为基础，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。
2.1.3设计内容
（1）文字部分：
设计任务书、设计说明书。
（2）图纸部分：
工艺流程图，车间平面布置图。
2.1.4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[9]。
2.2工艺流程介绍
制剂的工艺流程是以保证实现处方的功能主治为目的，紧紧围绕功能主治的要求，对药物的处理原则、方法和程序所作的最基本的规定。
它决定着制剂质量的优劣，也决定着该制剂大生产的可行性和经济效益。
工艺流程的选择要根据药物的性质、制剂剂型以及药物的类别要求、生产可行性、生产成本等因素来决定。
本次设计采用湿法制粒，将原料硝苯地平180目粉碎和十二烷基硫酸钠,羟丙基甲基纤维素先进行等量，递升法混合充分混合，然后加粘合剂适量制软材，过20目筛，制湿粒，湿粒于60℃烘干，18目筛整粒加硬脂酸镁做润滑剂，压片。
根据硝苯地平缓释片的用法和用量，决定本次设计采用单剂量包装容器，选用泡罩式包装。
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。
8片/板，2板/小盒，每盒中含说明书一份；外包装为纸箱，100盒/箱，每箱中含出厂合格证一张。
应遮光，密封，在干燥处保存。
2.3工艺流程图
阴影区为D级洁净区
3物料衡算
物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可以确定选用设备的容积、台数、主要尺寸。
3.1物料衡算的基础
物质的质量守恒定律是物料衡算的基础，即进入一个系统的全部物料必等于离开系统的全部物料，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。
∑G1=∑G2+∑G3+∑G4
式中：
∑G1—输入物料量总和；
∑G2—输出物料量总和；
∑G3—物料损失量总和；
∑G4—物料积累量总和。
当系统内部积累量为零时，上式可以写为：
∑G1=∑G2+∑G3
3.2物料衡算的基准
（1）对于间歇式操作过程,常采用一批原料进行计算；
（2）对于连续式操作过程,可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计算。
物料消耗的结果应列成原材料消耗定额和消耗量表，在计算时应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。
3.3物料衡算的范围
在进行物料衡算时，经常会遇到比较复杂的计算。
为了计算方便，一般要划定物料衡算范围。
根据衡算目的相和对象的不同，衡算范围可以是一台设备、一套装置、一个工段、一个车间、一个工厂等。
衡算范围一旦划定。
即可视为一个独立的体系。
凡进入体系的物料均为输入项。
离开体系的物料均为输出项。
本设计以一个工段为单位进行计算[10]。
3.4原辅料的物料衡算
假设每一步骤中物料的损耗均为1%，外包不损耗物料则，物料衡算过程及结果（以批产量为基准单位kg/批）
每批10万片，每盒2板，每板10片,100盒/箱。
共需生产3000000/8=375000板
3000000/（2*8）=187500盒
187500/100=1875箱
假设每一步骤中包装的损耗均为2%，1875/0.98=1913个纸箱
187500/0.98=191300个纸盒
375000/0.98=382653板
4设备的选型
4.1工艺设备选型的步骤
4.1.1工艺设备选型依据
A、该设备符合国家有关政策，可满足药品生产的要求，保证药品生产的质量，安全可靠，易操作、维修及清洁。
B、该设备的性能参数符合国家、行业或企业标准，与国际先进制药设备相比具有可比性，与国内同类产品相比具有明显的技术优势。
C、具有完整的、符合标准的技术文件[910]。
4.1.2制药设备GMP设计通则的具体内容
A、设备的设计应符合药品生产及工艺的要求，安全、稳定、可靠、易于清洗、消毒或灭菌，便于生产操作和维修保养，并能防止差错和交叉污染。
B、设备的材质应该严格控制。
与药品接触的零件均应选用无毒、耐腐蚀，不与药品发生化学反应，不释放出微粒或吸附药品的材质。
C、与药品直接接触的设备内表面及工作零件表面，尽可能不设计有台、沟及外露的螺栓连接。
表面应平整、光滑、无死角，易于清洗和消毒。
D、设备应不对装置之外的环境构成污染。
F、在易燃易爆环境中的设备，应采用防爆电器并设有消除静电及安全保险装置。
G、设备设计应标准化、通用化、系列化和机电一体化。
4.1.3设备选型说明
在设备选型方面必须满足《药品生产管理规范》的要求，考虑先进、可靠、节能、便于操作、清洁和维修等因素，以选用国内先进设备为主。
固体制剂的生产过程中有许多发尘量大的工序，因而在这些工序中选用的设备都具有很好的防尘能力，多为密闭式或半密闭式[11]。
4.2工艺设备的设计与选型
4.2.1粉碎
根据物料衡算，本设计每批需粉碎原料硝苯地平32.18kg，要求180目。
设计1个小时粉碎结束为了满足粉碎要求和物料需要，所选机器的工作能力要求大于32.18kg/h粉碎设备选用常州市强生制药机械有限公司生产的WFJ型超微粉碎机组。
粉碎机组（简称机组）是消化况WFJ型微粉吸收日本细川公司的技术，结合我国实际情况研制成功的一种先进粉体机械。
该机组具有技术性能稳定、噪音低、耗电省、生产效率高、造型美观和占地面积小等优点，符合GMP要求。
主要简介如下：
三.技术参数：
型号
WFJ-15
WFJ-20
WFJ-30
WFJ-60
生产能力（kg/h）
10-200
10-400
30-800
50-1200
进料粒度（mm）
<10
<10
<10
<15
出料粒度（目）
80-320
80-320
80-320
80-320
总功率（kw）
13.5
22.5
46
84.15
主转速（rpm）
～5800
～5800
～3800
～3200
外行尺寸（长×宽×高）（mm）
4000×1200×2700
4000×1250×3000
6640×1300×3960
7500×2300×4530
重量（kg）
850
1200
1500
3200
选择一台WFJ—15，工作一个小时。
这样既可以满足要求，又有足够的弹性。
4.2.2筛分
本设计每批需筛分原料硝苯地平32.18kg，要求筛选180目。
设计筛分工作时间不超过1h则所选机器的工作能力要求大于32.18kg/h。
本设计筛分设备选用新乡市宏达振动设备有限责任公司生产的XZS旋振筛（复旋式振动筛）是一种高精度筛分机械，特别适用于细粒、微分的分级处理。
旋振筛（复旋式振动筛）可用于干式、湿式筛分，可叠加多层筛面，筛框及筛面可用多种材料及结构形式，全封闭结构，无粉尘溢散。
筛分最细至500目或0.028mm,过滤最小可至5微米。
分级筛选,可筛一至五层筛网,能同时进行二至六个等级的分选或过滤。
符合GMP的要求
产品名称
功率（KW）
最大入料粒度
筛网规格
有效筛面直径（mm）
有效筛面积（m2）
XZS-600
0.4
<20
2-500
目/英寸
330
0.08
XZS-800
0.075
<30
550
0.24
ZXS-1000
1.5
<30
920
0.64
XZS-1600
2.2
<50
1500
1.65
XZS-2000
2.2
<50
1850
2.85
XZS-2500
3.7
<60
2350
4.2
选择一台XZS-600，工作一个小时。
4.2.3混合设备
根据物料衡算本设计共需混合原料硝苯地平32.18kg，羟丙基甲基纤维素4.732kg，十二烷基硫酸钠1.577kg，共32.18+4.732+1.577=37.839kg。
因物料很少，本设计混合设备选用江苏无锡市湖山制药机械厂生产的V型混合机。
简介如下：
本机用于可颗粒状物料的混合；由二个不对称筒体组成，物料可作纵横方向流动，混合均匀度达99%以上；本机利用真空吸料，密闭状态下作业，内部无传动机构，洁净、卫生无死角，符合GMP要求。
满足本设计递升法混合以达到充分混合的目的。
表5－4V型混合机技术参数
VHJ50
VHJ200
VHJ300
VHJ500
VHJ1000
VHJ1500
VHJ2000
VHJ2500
VHJ3000
生产能力kg/次
10
50
80
100
200
300
400
500
600
混和时间（min）
4-8
6-10
6-10
6-10
6-10
6-10
8-10
10-12
10-12
容积（m3）
0.05
0.2
0.3
0.5
1
1.5
2
2.5
3
筒体转速（r/min）
12
12
12
12
10
10
10
10
10
电机功率（kw）
0.55
1.1
1.1
2.2
4
4
7.5
11
11
外形尺寸长×宽×高（mm）
1100×600
×1100
1780×650
×1850
1800×650
×1850
2500×850
×2420
2950×1400
×3000
3190×1450
×3100
3800×1600
×3310
4100×1600
×3450
4300×1600
×3860
回转总高度D（mm）
1450
1850
1850
2450
×3000
3100
3700
3790
3900
选择一台VHJ200混合机，用时约6-10分钟。
4.2.4制粒设备
根据物料衡算本设计每批共制粒约225kg。
加上水70kg共294.84kg为了满足生产需要设计2小时制粒结束，则所选机器的工作能力要求大于294.84/2=147.42kg/h制粒设备选用江阴伟翔机械制造有限公司生产的YK-100摇摆式颗粒机。
适用于制药、化工、食品等行业，将潮湿的粉末状物料制成颗粒，亦可粉碎块状的干物料。
工作原理:
通过机械传动使滚筒往复摆动，将物料从筛网中挤出制成颗粒或粉碎制粒。
应用范围:
该机适用于制药、化工、食品、轻工等行业。
主要参数如下：
型号
YK-100
YK-100
生产能量（kg/h）
30-200
200-300
电机功率（kw）
1.1
2.2
滚筒转速（r/min）
55
55
摇摆角度（o）
360
360
滚筒直径（mm）
Φ120
Φ160
外形尺寸（mm）
700×400×1050
1000×80×1300
重量（kg）
80
100
计划分两次投料，每次约147.42kg。
需2个小时。
4.2.5烘干设备
根据物料衡算本设计每批共制需烘干物料291.89kg。
含水量约设计烘干工作时间不超过1ｈ则所选机器的工作能力要求烘干物料20%的水291.89×20%=58.37kg为了最大限度的利用资源，满足生产需要烘干设备选用型号为RXH－A-O的热风循环烘箱。
型号
每次干燥水量（kg）
散热面积（㎡）
电加热功率（kw）
风机功率（kw）
外形尺寸（mm）
配套烘车（辆）
配套烘盘（只）
RXH-A-0
60
15
6-9
0.45
1570*1200*2140
1
24
RXH-A-I
120
23
15
0.45
2530*1200*2160
2
48
RXH-A-II
240
48
30
0.9
2530*2160*2160
4
96
RXH-A-III
360
72
45
1.35
3490*2160*2200
6
144
本设计选用RXH－A-O的热风循环烘箱一台，需1个小时。
4.2.6整粒总混设备
根据物料衡算本设计每批共制需整粒物料229.57kg。
设计整粒工作时间不超过1ｈ为了最大限度的利用资源，则所选机器的工作能力要求大于229.57kg/h满足生产需要整粒设备选用型号为KZL-140型整粒机
主要用途及特点;本机适用于中西药、食品、化工颜料及饲料等行业颗粒的破碎及整理。
经各种造粒工艺及设备所得到的颗粒形状及规格各异。
将造粒后的颗粒经本机高速旋转的刀片组切割后，经网板排出，便可得到形状及规格基本一致的颗粒。
本机全部零件采用不锈钢制造，表面抛光，装拆与清洗十分方便。
主要技术参数
型号
KZL-140
KZL-180
生产能力（kg）
50-300
100-400
筛网孔径（mm）
1-5
1-5
筛网直径（mm）
140
180
电机功率（kw）
0.75
1.5
转速（r/min）
400-2850
400-1450
调整范围（r/min）
340-2000
190-1000
机重（kg）
100
150
外型尺寸（L×W×H）
800×700×900
800×700×1100
本设计1次投料，需1个小时。
批投药量为220kg设计工作时间不超过1ｈ，可考虑GHL系列高速混合机则所选机器的工作能力要求大于229.57kg/h，该系列有如下规格,综合考虑,可选择GHL-600型高速混合制粒机,生产能力为280kg/批，符合生产要求。
GHL系列高速混合机
项目
规格
名称
单位
10
50
150
200
250
300
400
600
800
容积
L
10
50
150
200
250
300
400
600
800
产量
kg/批
3
15
50
80
100
130
180
280
350
混合速度
rpm
300/600
200/400
240/360
180/270
180/270
140/220
106/155
80/120
80/120
混合功率
kw
1.5/2.2
4/5.5
6.5/8
9/11
9/11
13/16
18.5/22
22/30
26/34
切割功率
kw
0.85/1.1
1.3/1.8
2.4/3
4.5/5.5
4.5/5.5
4.5/5.5
6.5/8
9/11
9/11
本设计1次投料.需1个小时。
4.2.7压片设备
根据物料衡算设计整粒工作时间不超过4ｈ则所选机器的工作能力要求大于3000000/4=750000片每小时，本设计压片设备选用GZPL-620系列双出料高速压片机。
主要用途：
适用于制药、化工、电子、食品等行业，将颗粒状原料压制成圆形片、异形片。
工作原理及结构特点：
通过机械转盘上的上、下冲杆沿轨道作升降运动，完成加料，充填，压片，出片的连接动作。
采用PCL控制，为双压式结构。
并配有震动式旋转除粉筛[12]。
技术参数如下
型号
PG45
PG55
PG65
冲模数
45
55
65
最高产量（tablets/h）
405,000
495,000
585,000
最大压片直径（mm）
25
16
13
最大异形长轴尺寸（mm）
25
19
16
最大填充深度（mm）
20
16
16
最大片厚（mm）
8
最大主压力（kN）
100
最大预压力（kN）
16
额定功率（kW）
13.2
电源
3AC/380V/50Hz
外形尺寸（L×W×H）（mm）
1,380×1,510×2,000
设备重量（kg）
3,140
空载噪声值（dB（A））
≤85
本设计选用PG45型号每批需压片300万片，使用2台GZPL-620系列PG45型号双出料高速压片机约3.6个小时。
4.3包装设备选型
包装是生产的最后一道工序，也是非常重要的一道工序，影响着产品的最终质量。
包装的目的在于达到密封，防湿、热和光及卫生条件。
4.3.1铝塑包装机械
根据硝苯地平缓释的生产需要，约用3小时左右将300万片用铝塑包装，375000板。
考虑损耗需要包装382653板。
则每小时需包装382653/5=76531板需告诉包装机。
选用锦州理想包装机械有限公司生产的DPH型平板式铝塑泡罩包装机。
型号
冲裁次数（次/分）
生产能力（版/时）
电源总功率
包装材料（毫米）
外形尺寸（毫米）
整机重量（千克）
DPH130
30-80
15000
8.8KW
380V/220V50Hz
PVC250×0.25PTP250×0.02
2200×820×1670
1200
DPH-250
60-160
30000
9KW380V/220V50Hz
PVC250×0.25PTP250×0.02
2600×850×1780
2000
选用DPH-250型平板式铝塑泡罩包装机一台需包装2.5个小时。
4.3.2自动装盒机
根据硝苯地平缓释的生产需要约用3小时左右将375000板，每两板一盒，包装成187500盒，考虑损耗需包装191300个纸盒，则每小时需包装63766盒
选用上海罗圣包装器材有限公司生产的LS-100自动装盒机2台需67766/（8400×2）=3.8小时。
型号
包装速度（盒/分钟）
电源总功率
电耗能
外形尺寸（毫米）
整机重量（千克）
LS-80
80-120
1.2KW
380V50HZ1KW
1250×1200×1600
1000
LS-100
120-140
1.2KW
380V50HZ1KW
1250×1400×1600
1200
硝苯地平缓释的生产需要约用1小时左右将191300个纸盒，每100盒一箱，包装成1875箱，考虑损耗需包装1913个纸箱。
采用人工包装，约用2小时
设备
型号
粉碎设备
WFJ—15型超微粉碎机
筛分设备
XZS-600旋振筛
混合设备
VHJ200混合机
制粒设备
YK-100摇摆式颗粒机。
烘干设备
RXH－A-O的热风循环烘箱
整粒设备
KZL-140型整粒机
总混设备
GHL-600型高速混合制粒机
压片设备
GZPL-620系列双出料高速压片机
铝塑包装机械
DPH型平板式铝塑泡罩包装机
自动装盒机
LS-100自动装盒机
设备一览表
5.车间（设备）布置
5.1车间设计原则
固体制剂车间GMP设计原则及技术要求工艺设计在固体制剂车间设计中起到核心作用，直接关系到药品生产企业的GMP验证和认证。
应遵循以下设计原则和技术要求：
（1）根据GMP及其《洁净厂房设计规范》（GB50073—2001）和国家关于建筑、消防、环保、能源等方面的规范设计。
（2）固体制剂车间在厂区中布置应合理，应使车间人流、物流出人口尽量与厂区人流、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不影响洁净级别较高的生产车间如大输液车间等。
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。
（3）若无特殊要求，生产内别为丙类，耐火等级二级。
洁净度300000级、温度18℃～26℃、相对湿度45℅～65℅。
（4）充分利用建设单位现有的技术、装备、场地、设施。
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