大容量注射剂生产课程设计.doc

皖西学院生物与制药工程学院（制药厂设计）课 程 设 计班 级 制药工程 姓 名 xxx 学 号 xxx 指导教师 xx 二一二 年 九 月 十三 日皖西学院生物与制药工程学院制药厂设计课程设计任务书设计题目年产2400万瓶盐酸氨溴索氯化钠注射液制药厂设计指导教师xx专业班级制药0902班学 生xxx设计的目的和要求1、 生产能力：年产2400万瓶，100ml/瓶。生产天数：300天/年2、 工艺要求：玻璃输液瓶包装材料标准、玻璃瓶装输液剂生产设备、输液剂灭菌设备、大输液包装生产线等3、 要求：执行GMP规范要求设计工艺设计的任务1、工艺流程的设计和说明书2、绘出带控制点的工艺设备流程图设计工作计划与进度安排第一周：1、收集查阅相关文献资料2、初步确定工艺方案3、物料衡算、主要设备选型第二周：1、最终确定工艺方案，撰写设计说明书2、绘制相应图纸主要参考文献资料参考文献：1 张洪斌. 制药工程课程设计M.北京：化学工业出版社2007.2 潘卫三. 工业药剂学M.北京：高等教育出版社，20063 陈平. 制药工艺与设计M.北京:化学工业出版社,2009参考网站：1、 2、 皖西学院生物与制药工程学院课 程 设 计 说 明 书题 目： 年产2400万瓶盐酸氨溴索氯化钠注射液制药厂设计课 程： 制 药 厂 设 计系 （部）： 生物与制药工程学院专 业： 制 药 工 程班 级： 0902学生姓名： xxx学 号： 20090xx6xx指导教师： xx完成日期： 2012-9-13目 录第一章 前言.61.1 简介.6 1.2 输液的分类及临床用途.6 1.3 输液的质量要求.6 1.4 盐酸氨溴索氯化钠注射液的简介.6第二章 工艺设计与说明.72.3 工艺流程图.72.2 处方概述.7 2.3 制药用水制备.8 2.3.1 去离子水制备.8 2.3.2 纯水的蒸馏.82.4 原材料的制备.8 2.4.1 浓配.9 2.4.2 过滤.9 2.4.3 稀配.9 2.4.4 粗滤和精滤.92.5 输液瓶的清洗.9 2.5.1 瓶外清洗.9 2.5.2 清洁剂处理.10 2.5.3 饮用水处理.10 2.5.4 纯水清洗.102.6 隔离膜处理.10 2.7 橡皮塞处理.10 2.8 灌装工序.11 2.9 灭菌与质检工序.11 2.10 产品的包装工序.122.11 入库与贮存.12第三章 物料衡算.13 3.1 物料衡算的基础.133.2 物料衡算的基准.133.3 物料衡算条件.133.4 物料衡算的范围.143.5 物料衡算.14 第四章 设备选型.16 4.1 工艺设备设计与选型步骤.16 4.2 主要设备选型.16 4.2.1 QJW6型外洗机.16 4.2.2 QTXP-I型滚筒式洗瓶机.17 4.2.3 GFP-18A型灌封机.17 4.2.4 离子交换器.17第五章 工厂平面布置总图设计.19第六章 主体车间设计.19第七章 附图.19参考文献.20附录.21 第一章 前言1.1 简介 输液(infusion solution)是指由静脉滴注输入体内的大剂量注射液，它是注射剂的一个分支。输液要求不能有产生过敏反应的异性蛋白及降压物质，另外，输液中不得添加任何抑菌剂，并要求在贮存过程中质量稳定。由于输液用量和给药方式与普通注射剂不同，故质量要求较高，生产工艺等均有一定差异。 1.2 输液的分类及临床用途电解质输液是用以补充体内水分、电解质，纠正体内酸碱平衡等。如氯化钠注射液、复方氯化钠注射液、乳酸钠注射液等。 营养输液是用于不能口服吸收营养的患者。营养输液有糖类输液、氨基酸输液、脂肪乳输液等。糖类输液中最常用的为葡萄糖注射液。氨基酸输液与脂肪乳输液将在后面专门论述。胶体输液 用于调节体内渗透压。 胶体输液有多糖类、明胶类、高分子聚合物类等，如右旋糖酐、淀粉衍生物、明胶、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。 1.3 输液的质量要求输液的质量应该有如下要求：无菌，无热源；澄明度，含量，色泽，pH，渗透压都应该符合规定。pH应在保障疗效和制品稳定的基础上，力求接近人体的pH，过高或过低都会引起酸碱中毒。渗透压应调为等渗或偏高渗，这样可不引起血象的任何异常变化。此外，输液中不得添加任何抑菌剂，并在贮存过程中质量稳定。1.4 盐酸氨溴索氯化钠注射液简介盐酸氨溴索氯化钠注射液的主要成分为盐酸氨溴索，辅料为氯化钠，为无色或几乎无色的澄明液体，适用于患者严重病例（中度）以上伴有痰液分泌不正常及排痰功能不良的急性、慢性呼吸道疾病，例如慢性支气管炎急性加重、喘息型支气管炎、支气管扩张及支气管哮喘的祛痰治疗。术后肺部并发症的预防性治疗。常见的规格为每100毫升含有盐酸氨溴索30毫克。第二章 工艺设计与说明2.1 工艺流程图胶塞酸碱处理水初洗纯水清洗膜乙醇泡纯水洗纯水清洗输液瓶注射用水原辅料水清洗清洁剂处理水洗纯水清洗注射水精洗注射水精洗注射水精洗称量配制过滤灌装放膜上胶塞盖铝盖扎口灭菌灯捡贴签包装成品2.2 处方概述表1 盐酸氨溴索氯化钠注射液处方成分含量（mg/瓶）功用盐酸氨溴索30主药氯化钠900调节渗透压注射用水溶剂2.3 制药用水制备本工艺制备盐酸氨溴索氯化钠注射液100 ml，需要大量的注射用水，本工艺中以饮用水为原水，首先进行石英砂过滤，再进行去离子操作，运用离子交换技术，得到一定纯度的去离子水。再经过蒸馏操作，得到我们所需要的注射用水和蒸馏水。2.3.1 去离子水制备离子交换系统是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床系统，而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。其出水电导率可低于1uS/cm以下，出水电阻率达到1M.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在118M.cm之间。被广泛应用在电子、电力超纯水，化工，电镀超纯水，锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水，高纯水的制备上。 离子交换设备是传统的去离子水设备，它的产水水质稳定，造价相对较低。在以往的电厂锅炉补给水都是采用阳床+阴床+混床处理工艺。 2.3.2 纯水的蒸馏纯水就是去掉了水中的全部电解质与非电解质，也可以说是去掉了水中的全部非水物质。基本都用反渗透法制得。由于在反渗透预处理中绝大多数都先用活性碳去除了部分非电解质，并且电导率非常容易测量，所以纯水纯度往往也用电导率衡量。但如果要获得极高纯度的高纯水，还是需通过去除电解质的混床、EDI方法。再本工艺中采取蒸馏的方法，因为其上一原料已是去离子水，采取高温蒸馏后再回流的方式进行制备。其方法简单，回流的速率叫快，也比较节余能源，降低设备的费用，同时得到的水的质量也是有保证，可得到注射用水。对已制备好的水，采取高度洁净的储罐储存，保证注射用水不被污染。2.4 原材料的制备配制操作过程原辅料称量浓配过滤稀配粗滤，精滤合格大输液系直接静脉滴注的灭菌注射剂，其原材料和溶剂都要符合注射剂的质量要求，还应调整 pH值和渗透压，配制的过程分为，先浓配，再稀配的方法。2.4.1 浓配称取注射用盐酸氨溴索，氯化钠溶于适量注射用水中，加热煮沸，使成 60%左右的浓溶液，并且再加入的同时，采用一定的搅拌装置搅拌。配液工序应具备10万级净化条件，防止外界空气污染，必要时用加入0.01%0.5%的针剂用活性炭煮沸以吸附热原、杂质和色素。2.4.2 过滤在推动力或者其他外力作用下悬浮液（或含固体颗粒发热气体）中的液体（或气体）透过介质，固体颗粒及其物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体（或气体）分离的操作。用滤纸或其他多孔材料分离悬浮在液体或气体中固体颗粒、有害物质的一种方法 用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法。过滤多采用加压过滤法，黏度较高时可采用保温过滤。在本工艺运用陶瓷滤棒或钛滤棒进行预滤，当最初的滤液澄清度不合要求时，可进行回滤。2.4.3 稀配将过滤好的盐酸氨溴索氯化钠原液进行稀配，加入的是已经制备的注射用水。稀配同样也要搅拌。稀释时，原辅材料质量较好，杂质少、纯度高的注射剂的配制。2.4.4 粗滤和精滤对稀配好的溶液进行以前的过滤时粗滤方法。采用砂滤棒进行粗滤，粗滤一般进行的时间较短，再精滤中，我们采用微孔滤膜和滤器组成的过滤器，是使大输液完全达到注射剂澄明度和微粒限度要求的最重要的一步。过滤再制剂工作中，是非常重要的。2.5 输液瓶的清洗输液罐应由无色、透明、耐酸、耐碱、耐高温高压的中性硬质玻璃制成，外观光滑、透明、均匀、端正，瓶口内无毛边。输液瓶的好坏直接影响大输液的质量和产量。2.5.1 瓶外清洗瓶外的清洗是保证大输液的质量的必须，对于产品的质量要求的最基本保证。在本工艺中采用外洗机对玻璃输液瓶的外表面进行清洗。玻璃输液瓶通过输送机送入外洗机内，快速旋转的毛刷对瓶外壁洗刷，并通过喷洒高压水冲洗瓶外壁，从而达到洗净目的。由于科技的发展，这部分的内容一般已采用机械快速，连续清洗已满足工业化的需求。2.5.2 清洁剂处理运用1%2%洗涤剂刷洗瓶中内外壁，采用滚筒自动洗瓶机刷洗。洗涤剂一般多采用通用的玻璃洗涤剂。2.5.3 饮用水处理对于已用清洁剂清洗后的输液瓶，需要通过饮用水处理来除去输液瓶上残留的清洁剂或洗涤剂。在通过喷洒高压水冲洗瓶外壁，从而达到洗净目的。饮用水处理后已基本达到要求。2.5.4 纯水清洗由于饮用水处理已达到基本要求，但因为GMP的要求，水的质量还未达到应用的标准，所以在本步骤中运用纯水来处理。纯水的要求已达到了要求。2.6 隔离膜的处理将涤纶薄膜逐张浸入于0.9%的氯化钠溶液中，煮沸1530 min后，消除静电效应对异物的吸附。倾去盐酸，加入75%乙醇液，浸入612 h。倾去醇液，用滤去的蒸馏水洗涤，或用纯水洗涤也可，以满足GMP要求。直至洗液中无氯离子反应为止。将洗净的涤纶薄膜放入过滤的注射用水中浸泡漂洗，临时用洁净镊子夹起，迅速盖在输液瓶口上。2.7 橡皮塞的处理输液瓶盖上的胶是PE热收缩膜。在商品包装上通常有PVC（聚氯乙烯）PE（聚酯）POF（多元复合物）热收缩膜。这些热收缩膜在使用前是经过规定的拉伸力将其拉展。在包封时通过热空气吹拂，自然收缩达到紧密封口的作用。它的原料组成都会影响大输液的质量，因此，必须经过处理，确保安全后，方可应用于实际生产使用。1）用常水浸泡揉搓，除去灰尘杂质等，并挑除破毁者。2）用1%氢氧化钠液或2%碳酸钠液浸泡并煮沸30min.3）除去碱液，用粗滤常水冲洗。4）将胶塞再浸没于盐酸中约1530min5）倾去酸液，用粗滤常水冲洗。6）用蒸馏水洗涤，直至洗液中无氯离子反应时止。7）再用过滤的注射用水洗涤12次，并浸泡在过滤的注射用水中，待用。用时再以过滤的注射用水漂洗，取出甩出的水分，立即用已垫好涤纶薄膜的瓶口中，并翻帽向下，压严。8)旧胶塞的处理，同上述步骤。2.8 灌装工序在灌装前，先进行对以上各部的材料清洗。运用注射用水清洗后，才进行本工艺的关键步骤，灌装。灌装需要在洁净度为100级环境下进行。药液由砂滤棒粗滤，再经微孔滤膜过滤后，便进入到自动灌装机中，最先到的滤液，弃去10002000ml，以后便可以灌装了，要调整灌装速度与进瓶的速度，使其同步匹配。一个班次必须将药液灌封完毕，不得留待次日处理。灌装在现代的设备上与封装机合为一体，做到了精密合理，再生产线上，更要做到连贯。与各部原材料的产出统一同步生产。用灌封的工序由灌注药液、加膜、压胶塞、轧铝盖四步连续组成。除加膜工序还是手工操作外，其余各工序已采用旋转式自动灌装机、自动翻塞机、自动落盖轧口机的联动化完成整个灌封过程，灌封完毕后，应进行检查，剔除轧口不紧的输液，再进行灭菌处理。灌装压塞区域通常采用局部百级层流净化装置，并应定期检查。2.9 灭菌与质检工序在生产中染菌，不能及时，有效地灭菌，是导致热原的因素之一，因而输液从配制到灭菌，以不超过4小时为宜，根据输液的质量要求以及输液容器大且厚的特点，玻璃瓶包装的输液剂的灭菌条件一般为121度、30分钟，灭菌设备常用热压灭菌器，但保温等操作还得需要人的操作，产品的受热程度也要特别关注。凡是灭菌注射剂都要经过检验合格后，方可使用，用于临床。主要包括检查和检验。1) 检查：微粒检查；澄明度检查；漏气检查2) 检验：鉴别与含量测定；无菌试验；热原试验；毒性试验；溶血试验；刺激试验等在本工艺中，我们主要采用灯检和漏气检查（即倒转瓶子看是否发生漏泄的问题。2.10 产品的包装工序将检查、检验合格的大容量注射剂，贴以标签，以示标志。标签的内容应写明品名、浓度、规格、批号、有效期、用法用量、注册商标、批准文号、生产单位。将输液瓶装入大纸箱中，放入装箱单和合格证，用打包机固定封牢，以利统计、运输、储藏。2.11 入库与贮存入库的大容量注射剂，其品种、数量应交接清楚，交接双方再入库单上签字，以备存查。应按药品的温、湿度要求将其存放于相应的库中，药品经营企业各类药品储存库均应保持恒温。对每种药品，应根据药品标示的贮藏条件要求，分别储存于冷库（210）、阴凉库（20以下）或常温库（0-30）内，各库房的相对湿度均应保持在45%75%之间。企业所设的冷库、阴凉库及常温库所要求的温度范围，应以保证药品质量、符合药品规定的储存条件为原则，进行科学合理的设定，即所经营药品标明应存放于何种温湿度下，企业就应当设置相应温湿度范围的库房。如经营标识1525储存的药品，企业就应当设置1525恒温库。对于标识有两种以上不同温湿度储存条件的药品，一般应存放于相对低温的库中，如某一药品标识的储存条件为： 20以下有效期3年， 2030有效期1年，应将该药品存放于阴凉库中。第三章 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，同时可以进行热量衡算、管路尺寸计算等。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+G33.2 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物料衡算条件年产量：2400万瓶盐酸氨溴索氯化钠注射液一年按300个工作日计算，每天三个班次，每班实际工作7小时。用到的成分和含量见表2：表2 生产中需要的成分和含量成分含量盐酸氨溴索30mg/瓶氯化钠900mg/瓶注射用水加至100ml3.4 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。3.5 物料衡算：基本数据：输液剂年产量：2400 万瓶盐酸氨溴索氯化钠注射液日产量：2.4 * 107 / 300 =8.0 * 104 瓶盐酸氨溴索年需求量 = 2.4 * 107 * 30*10-6 =720 kg盐酸氨溴索日需求量 = 30 * 10-6 * 8*104=2.4 kg配料中盐酸氨溴索的总损失后得率1 = 96%洗涤的用水为配料用水的 2 倍装液时原液有效率为2 = 95%产品后处理的损耗后得率为3 = 94%每年工作300天，每天 21 h日需产量： 日需产瓶数 = 8.0 * 104 /3 = 85107 瓶盐酸氨溴索日需产量 = 2.4 kg/（123）= 2.8 kg水的需求量 = 85107 * 100 * 10-6 * （1 + 2）= 25.54 t选取设备后核算1) 对于贴标签机、外洗机、滚筒式洗瓶机、上瓶机、灯检机来说，他们的生产能力都在60200瓶/分，因而选取一台68瓶/分即可：68* 60 * 21= 85680 85107 (即安全系数 1 设计合理)2) 对于GFA1型灌封机来说，其生产能力为 2060瓶/分，因而选取两台34瓶/分即可：34* 60 * 21 *2 = 85680 85107 (即安全系数 1 设计合理)3) 对于离子交换器来说，它的处最大能力为 6 t/h，开启1.22 t/h：1.22 * 21 = 25.62t 25.54 t (即安全系数 1 设计合理)每日实际产量和原料用量见表3:表3 盐酸氨溴索氯化钠注射液生产情况一览表注射用水每日产量盐酸氨溴素氯化钠注射液每日产量盐酸氨溴索消耗量注射用水的消耗量25.54 t85107瓶2.4 kg25.54 t第四章 设备选型4.1 工艺设备设计与选型的步骤工艺设备设计与选型分两个阶段，第一阶段包括以下内容：定型机械设备和制药机械设备的选型；计量贮存容器的计算；定型化工设备的选型；确定非定型设备的形式、工艺要求、台数、主要规格。第一阶段是解决工艺过程中的技术问题，例如过滤面积、传热面积、干燥面积以及各种设备的主要规格等。设备选型应该遵循以下步骤：首先了解所需设备的大致情况。国产还是引进，使用厂家的使用情况，生产厂家的技术水平等；其次是搜集所需资料，目前国内外生产制剂设备的厂家很多，技术水平和先进程度也各不一样，要做全面比较；再次，核实与本设计所要求的是否一致；最后到设备制造厂家了解其生产条件和技术水平及售后服务等。总之，首先要考虑设备的适用性，使用能达到药品生产质量的预期要求。优良的产品必须有精良的设备作保证，GMP也要求使用符合其标准的设备。设备是根据我们的生产任务和设备的生产能力的对比而选定的。一般情况下，所选设备的生产能力应大于生产任务。但是不要相差很大，以免造成浪费。本设计所选设备大部分是从网上搜索、比较得出的，没有把所有参数都列出，以免增加篇幅。4.2 主要设备选型4.2.1 QJW6型外洗机主要用途：本机主要用于对玻璃输液瓶的外表面进行清洗。工作原理：玻璃输液瓶通过输送机送入外洗机内，快速旋转的毛刷对瓶外壁洗刷，并通过喷洒高压水冲洗瓶外壁，从而达到洗净目的。主要技术参数：适用规格：501000ml生产能力：30200瓶/分电机功率：2.2Kw380v50Hz外形尺寸：7505501320（长宽高）机器净重：300kg4.2.2 QTXP-I型滚筒式洗瓶机主要用途：用于对21000ml各种材质的圆形瓶或者有肩托异形瓶进行瓶内外清洗,由两水一气(自来水，离子水，无油压缩空气)交替冲洗。使瓶子达到生产工艺要求 ，并可对瓶子初步吹干。根据生产要求可选配超声波清洗装置。性能特点：结构独特紧凑，清洁工艺合理。洗后瓶子洁净度高，操作简单，维修方便。主要技术参数：生产能力：4060瓶/分适用规格：21000ml每次进瓶数：24（16）只 电容量：1Kw220v50Hz耗水量：0.61 t/h压强：0.40.8Mpa外形尺寸：1300950800（长宽高）机器净重：400kg机器净重：6000kg4.2.3 GFP-18A型灌封机性能特点：真空灌装，灌装速度快，特别针对葡萄酒、酱油、食醋、农药等容易起沫的液体灌装，变频无级调速。主要技术参数：生产效率：10003000瓶/h灌装容量：100850ml灌装精度：1%灌装头数：18头电机功率：0.75KW4.2.4 离子交换器全自动软水器的控制装置由美国原厂引进，罐体材质多样：玻璃钢、碳钢衬塑、不锈钢，并可根据用户的需要灵活设计。树