年产2.5亿片片剂生产车间工艺设计

1、CENTRALSOUTHUNIVERSITY制药工程设计题目年产 2.5 亿片片剂生产车间工艺设计学生姓名学号指导教师学院专业班级制药工程设计任务书专业班级 _ _ 学号 _ 姓名设计题目：年产2.5 亿片片剂生产车间工艺设计设计时间：指导老师：设计内容和要求：1、确定工艺流程及净化区域划分；2、物料衡算、设备选型（按单班考虑、片重按0.5 g计；要求有包衣工序，制粒方式、包装形式自定） ；3、按 GMP规范要求设计车间工艺平面图；4、编写设计说明书。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、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车

2、间技术要求；22、工艺平面布置图一套（1#图纸）；3、工艺管道流程图。目录第 1 章 片剂生产工艺概述.61.1项目概述 .61.2设计依据 .61.3设计内容 .71.4设计指导思想和设计原则 .7第 2 章 生产方法及工艺流程.82.1生产方案、建设规模及包装方式.82.1.1生产方案 .82.1.2生产制度 .82.1.3生产规模 .82.1.4片剂的包装 .82.1.5工艺流程制定的原则 .92.2生产工艺 .92.2.1片剂的生产工艺分为以下几类：. 92.2.2工艺简介 .112.2.3工艺流程 .13第 3章 片剂生产洁净区的划分.153.1GMP对制药生产设备的要求； .153

3、.2 片剂 GMP洁净区的划分 .15第 4章 物料衡算 .16第 5章 工艺机械设备选择与说明.185.1 工艺设备选型的步骤 .185.1.1 工艺设备选型依据 .1835.1.2制药设备 GMP设计通则的具体内容 .185.1.3设备选型说明 .185.2 设备简介 .195.2.1粉碎机.195.2.1.1、粉碎机选用原则 .195.2.1.2粉碎机的分类介绍 .195.2.1.3各类粉碎机的优缺点比较 .205.2.2筛分设备 .215.2.2.1筛分机的选择 .215.2.2.2筛分机的分类介绍 .215.2.3混合设备 .225.2.3.1混合设备的分类 .225.2.3.2各类

4、型的混合设备的比较 .225.2.4制粒设备的分类介绍 .235.2.5压片设备的分类 .235.2.6包衣设备的分类 .245.2.7制药用水设备 .245.2.7包装设备 .255.2.8干燥装置 .255.3 设备的选型 .25第 6 章 工艺主要原材料及公用系统消耗.296.1原料的技术规格 .296.2主要原材料消耗 .296.3公用系统消耗 .30第 7 章 车间（设备）布置 .317.1车间设计原则 .317.2车间平面布置 .317.2.1车间布置平面图 .317.2.2车间产尘的处理 .3247.2.3车间排热、排湿及臭味的处理 .7.2.4高效包衣工作室 .7.2.5参观走

5、廊的设置 .7.2.6安全门的设置 .333333337.3 设备的安装337.4车间定员35第 8 章 采暖通风与空调公用工程368.1 设计要求368.2 设计参数368.3 洁净室换气次数368.4 洁净室压力378.5 正压风量的计算378.6 噪声378.7 通风量38第 9 章 结束语38主要参考文献40附录405第 1 章 片剂生产工艺概述1.1 项目概述片剂系指药物与适宜辅料混合后经压制而成的片状或异形片状制剂， 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，是目前临床应用最广泛的剂型之一。片剂的制备方法可归纳（ 1）湿法制粒压片、（2）干法制粒压片和（ 3）直接压片

6、，如图所示：压片原辅料粉碎、过筛混合制软材制湿粒干燥整粒压片制干粒整粒压片片剂制备工艺流程片剂生产设备主要有压片机、包衣机、抛光机。1.2 设计依据（ 1）、设计任务书（ 2）、 设计规范和标准，如工矿企业总平面设计规范 、化工企业总图运输设计规范 、厂矿道路设计规范 、建筑设计防火规范 、化工企业供电设计技术规定 、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定 、化工管道设计规范 、洁净厂房设计规范 、采暖通风6和空气调节设计规范 、化工企业安全卫生设计标准 、国家污水综合排放标准 、工业“三废”排放试行标准等。（ 3）、有关的设计基础资料 , 如设计规模、 产品方案、生产工艺流程、 车间组成、运输要

7、求、劳动定员等生产工艺资料 , 以及厂址的地形、地势、地质、水文、气象、面积等自然条件资料。1.3 设计内容1. 设计工艺路线的选择通过文献的调研对设计产品或单元反应的路线进行评价，提出拟采用路线的依据及合理性，巩固文献检索知识，培养科学决策能力。2工艺设计计算通过单元反应的物料衡算、热量衡算对所需设备进行初步选型，进而根据特定工艺条件的要求对设备进行有关计算并进行结构设计，巩固化工原理及物理化学等相关知识，掌握工程设计的“三算”概念。3. 车间平立面设计通过“三算”已完成设备选型，在此基础上对车间的平立面布局提出合理安排，满足实际生产要求。4. 工艺管道布置图对工艺管道的布置提出合理安排，为

8、生产管道的安装提供依据。5. 带控制点的工艺流程图用带控制点的工艺流程图展示该设计的工艺过程及相关工艺控制参数，为仪表的安装及生产管理提供帮助。6. 编写设计说明书1.4设计指导思想和设计原则车间平面布置在满足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，不返流。并注意布局的合理性，运输的方便、路径短捷。选用国内外先进的生产工艺和设备，提高产品质量和生产效率。净化空调和舒适性空调系统能有效控制温度湿度；制水工艺先进，水质符合要求。7严格遵守现行安全法规，采取各种切实可靠、行之有效的事故防范和处理措施。第 2 章 生产方法及工艺流程2.1 生产方案、建设规模及包装方式2.1

9、.1生产方案进行方案比较的首先明确判断依据：药物、制剂产品的质量，产品收率，原辅料即包装材料的消耗，能量消耗，产品成本，工程投资，环境保护，安全等。进行方案比较的前提是保持工艺过程的原始信息保持不变。例如，制剂工艺过程的操作参数，如单位生产能力、工艺操作温度、压力、生产环境（洁净级别、湿度）等原始信息。2.1.2生产制度年工作日： 250 天；一天一班：每班8h；生产方式：间歇式生产间歇操作是我国制剂工业目前采用的主要操作方式。这主要是制剂产品的产量小，国产化连续操作设备尚未成熟，原辅料质量不稳定，技术工艺条件及产品质量要求严格等。2.1.3生产规模片剂： 2.5 亿片 / 年2.1.4片剂的

10、包装A、多剂量包装容器多为玻璃瓶和塑料瓶，也有用软性薄膜、纸塑复合膜、金属箔复合膜等制成的药袋。B、单计量包装8主要分为泡罩式（亦称水泡眼）包装和 窄条式包装两种形式，均将片剂单个包装，使每个药片均处于密封状态，提高对产品的保护作用，也可杜绝交叉感染。2.1.5工艺流程制定的原则a、选择先进、可靠的工艺技术路线。b、 进行工艺流程方案比较，制定合理的工艺流程方案。c、 选取合适的工艺设备，通过工艺单元操作的设计来达到装置要求的设计能力和产品质量。d、 还要考虑工艺方案优化，以降低原材料消耗和能量消耗。e、 对废物进行综合利用或进行必要的处理，尽可能减少三废的排放量，实现文明清洁生产，使对环境的

11、影响降到最低程度。2.2 生产工艺2.2.1片剂的生产工艺分为以下几类：A、湿法制粒压片法：将湿法制粒的颗粒经干燥后压片的工艺，是在医药工业中应用最为广泛的方法，其工艺流程图如下：主药粉过混粘合剂造干整润滑剂混压碎筛合粒燥粒合片辅料湿法制粒压片法工艺流程图9湿法制粒压片：B、干法制粒压片法：将干法制粒的颗粒进行压片的方法，常用于热敏性物料、遇水易分解的药物，工艺流程图如下：主药粉过混压粉整润滑剂混压碎筛合块碎粒合片辅料干法制粒压片法工艺流程图C、直接粉末压片法：不经过制粒过程直接把药物和辅料进行混合压片的方法，适用于湿热不稳定的药物。10主药粉过混润滑剂混压碎筛合合片辅料直接粉末压片法工艺流程

12、图D、半干式颗粒压片法：将药物粉末和预先制好的辅料颗粒（空白颗粒）混合进行压片的方法，该法适合于对湿热敏感不宜制粒，而且压缩成形性差的药物，也可用于含量较少的物料。其工艺流程图如下所示：主药粉碎过筛混润滑剂混压合片合辅料半干式颗粒压片法工艺流程图2.2.2工艺简介（ 1）粉碎 注意粉碎过程带来的不良作用，如晶形的转变、热分解、粘附于团聚的增大、堆积密度的减少、在粉末表面吸附的空气对润湿性的影响、粉尘飞扬、爆炸等。（ 2）筛分 医药工业中常用筛分要点是将欲分离的物料 放在筛网上，采用几种方法使粒子运动，并与筛网面接触，小于筛孔的粒子漏到筛下，振动筛是常用的筛。（ 3）配料混合 大批生产时多采用搅

13、拌或容器旋转方式，以产生物料的整体和局部的移动而实现均匀混合的目的。另外，还要注意称量时的扬尘问题。（ 4）制粒 制粒操作室颗粒具有某种相应的目的性，以保证产品质量和生产的顺利进行，在片剂中颗粒是中间体，不仅要改善流动性以减少片剂的重量差异，而且要保证颗粒的压缩成型性。制得的颗粒应具有良好的流动性和可压缩性，并具有适宜的机械强度，能经受住装卸与混合操作的破坏，但在冲模内受压时，颗粒应破碎。注意制粒时必须按照规定将11原辅料混合均匀，制粒可以改善药物流动性，减少粉尘飞扬；要注意不同药物制粒时的湿度选择；流化床制粒时要注意防爆。要注意整粒机必须有除尘装置；特殊品种如激素类药物的操作人员要有隔离防护

14、措施。（ 5）干燥 干燥时温度的升高不会引起药物的降解或发生氧化反应等；在干燥过程中保证异物不得进入药品中；加热空气干燥时，热空气中可能携带灰尘与微生物等；再者是干燥设备中不能积存物料或其他杂质；采用流化床干燥时注意排气的交叉污染，排气要经过除尘过滤。由于药物生产对批号及整批均一性的要求，对连续操作或分盘干燥的一整批物料，就需要整机混合使这批物料质量均一，所以在可能的情况下优先考虑采用分批干燥的方式。为了在干燥器中不积存物料，除了内壁光洁以外在结构上要防止锐角，避免丝网或多孔结构，以利清晰彻底。干燥的温度一般在 40-60 °C，个别对热稳定的药物可适当放宽至 70-80 °

15、; C，甚至可提高到 80-100 °C。干燥程度根据药物的稳定性不同有不同要求，一般为3%左右。（ 6）整理与混合 一般采用过筛的方法进行整粒，所用的筛孔比制粒时的筛孔稍小一些。（ 7）压片 不同的冲模形状可压出不同形状的药片，如圆形、异形。为了便于识别和服用药品，在冲模端面上也可以刻制出药品名称、剂量及纵横的线条标志。压制出不同剂量的片剂应选择大小适宜的冲模。另外，压片时要注意颗粒扩散和除尘问题，局部要保持相对负压。（ 8）包衣 目的有以下几个方面： a、避光、防潮，以提高药物的稳定性； b、遮盖药物的不良气味，增加患者的顺应性； c、隔离配伍禁忌成分； d、采用不同颜色包衣，增

16、加药物的识别能力，提高药物的安全性； e、包衣后表面光洁，提高流动性； f 、提高美观度； g、改变药物释放的位置及速度，如胃溶、肠溶、缓控释等。要注意局部要保持相对负压，有排尘除尘问题。（ 9）包装与贮存 片剂的包装与贮存应当做到密封、防潮以及使用方便等，以保证制剂到达患者手中时，依然保持着药物的稳定性与药物的活性。另外还要考虑片剂久贮后，硬度变大，以致影响崩解度和溶出度。由于受热、光照、受潮、发霉等原因，仍可能使某些片剂发生有效成分的降解，以致影响片剂的实际含量。注意包装间的排热问题。12（ 10）清场 有更换批号、品种、规格的要求时，每次更换前要对原生产车间进行卫生清场和有关设备的拆洗灭

17、菌。2.2.3工艺流程从仓库来的原辅料、内包材料运至脱外包室，脱去外包装或将外包装清洁后经气闸进入洁净区，原辅料进入贮料室、内包材料进入内包材间贮存。须粉碎的原辅料在粉碎室内经高效粉碎机 (M101)粉碎，旋涡振动筛 (M102)过筛，按处方量称取各种原辅料，加入到湿法混合制粒机 (M105),同时加入经制浆锅 (R104) 制得的粘合剂制成湿颗粒，湿颗粒经颗粒机（ M106）整粒后置沸腾制粒干燥机(D108) 或药物干燥烘箱 (D107) 干燥得颗粒，经快速整粒机 (M109)整粒，颗粒投入多向运动混合机(M110)，加润滑剂总混，然后存入中间站。颗粒检验合格后送压片机(M111)压片后得素

18、片，需包衣的素片投入高效包衣机(M112)，喷入经制浆锅 (R113) 制得的包衣溶液，热风干燥得包衣片；包衣片和不需包衣的素片在片剂瓶装线（ M120）上包装，传送至外包室，人工装盒，装箱，打包完成外包，片剂生产即完成，成品送至仓库待检区。13片剂生产工艺流程14第 3 章 片剂生产洁净区的划分3.1GMP对制药生产设备的要求；1. 有与生产相适应的设备能力；2. 有满足制药工艺的完善功能及多种适应性；3. 保证药品加工中品质的一致性；4. 易于操作和维修；5. 易于设备内外清洗；6. 各种接口符合协调配套要求；3.2 片剂 GMP洁净区的划分易安装、易移动，有组合的可能片剂生产工艺流程中粉

19、碎、配料、混合、制粒、压片、包衣、分装等工序为洁净生产区域，其他工序为一般生产区域，洁净区洁净度要求30 万级。其工艺流程框图及环境区域划分如下图所示：15片剂生产洁净区域划分及工艺流程方框图第 4章物料衡算1、物料计算基准 :年产片剂 2.5 亿片，单片重 0.5g/ 片；年工作日 250 天，单班生产。2、年制粒量为：2.5 ××0.5 ×=1.25 × kg/y3、日制粒量为：1.25 ×÷250=500kg/d164、假设每一步骤中物料的损耗均为1%，则，物料衡算过程及结果（以日产量为基准）如下：5、入库量： 500kg 。6

20、、假设外包过程不损失，则内包时物料质量：500* （ 1+1%） =505kg。7、设压片及包衣过程总损失1%，则压片包衣时质量：505*1.01=510kg 。8、整粒总混时：m=510*1.01=515.2kg9、干燥后总质量：m=515.2*1.01=520.3kg 。10、假设干燥后物料的含水量为3%，则绝干物料质量： m=520.3*0.97=504.7kg 。11、湿法制粒时，要得到比较均匀的颗粒，物料的含水量一般要高于60%，假设含水量为62%。则湿法制粒时的质量：m=504.7*1.01/0.38=1341.4kg。12、故造粒时需要的水以及粘合剂的总质量为：m=831.7kg

21、13、需要原辅料的总质量为：504.7*1.01*1.01=515.0kg。计算结果（以日产量为准）见下图原料 160辅料 6湿法制粒消耗 20水 310805消耗 10烘干水汽 277.5517.5整粒、总混消耗 5、512.5压片、包衣消耗 7.5505内包消耗 5500外包成品 50017第 5 章 工艺机械设备选择与说明5.1 工艺设备选型的步骤5.1.1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。

22、C、具有完整的、符合标准的技术文件。5.1.2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

23、和机电一体化。5.1.3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。如高速混合制粒机、高效包衣机等是产量高、质量好、且均为密闭式，有利于保证产品质量，减少粉尘的飞扬。考虑产品品种比较多，片剂、胶囊产量小且批产量较小，颗粒剂产量大批产量也大，18整粒、干燥、整粒总混设备选用一大一小二套生产设备。5.2 设备简介5.2.1粉碎机5.2.1.1 、粉碎机选用原则 掌握物料性质和对粉碎的要求 （物料的形状

24、、 大小、硬度、韧脆性、可磨性和腐蚀性等） 。 合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械（粉碎级数、开式或闭式、干法或湿法等）。 周密的系统设计（给料、计量、分级、粉尘及产品收集、计量包装和消声措施等）。5.2.1.2粉碎机的分类介绍A、辊式粉碎机式光面辊子表面不易磨损，可用于坚硬及腐蚀性物料的粉碎。带齿辊子的粉碎效果较好，但抗磨损能力较差，不适用于腐蚀性物料的粉碎。此外，光面辊子也适用于软质物料的粉碎，粉碎比通常为68 ，且粒度较小。带齿辊子可用于大颗粒粘性物料的粉碎，粉碎比通常为 1015。辊式粉碎机式的特点：辊式粉碎机具有运行平稳、振动较轻、过粉碎较少等优点，可用于固体药物的粗碎、中碎、细碎和粗

25、磨。B、锤式粉碎机 （i =1050)从锤式粉碎机中能得到粒径为4325 目细度的粉碎物料。锤式粉碎机的特点：1、 锤式粉碎机的优点是结构紧凑，操作安全，维修方便，粉碎能耗小，生产能力大，且产品粒度比较均匀。2、缺点是锤头易磨损，筛孔易堵塞，过度粉碎的粉尘较多。3、锤式粉碎机常用于脆性药物的中碎或细碎，但不适用于粘性固体药物的粉碎。C、球磨机常用的细碎设备， 制药工业中应用广泛。 球磨机结构简单， 运行可靠，无需特别管理，且可密闭操作，因而操作粉尘少，劳动条件好。球磨机常用于结晶性或脆性药物的粉碎。密闭操作时，可用于毒性药、贵重药以及吸湿性、易氧化性和刺激性药物的粉碎。19球磨机的缺点是体积庞

26、大，笨重；运行时有强烈的振动和噪声，需有牢固的基础；工作效率低，能耗大；研磨介质与筒体衬板的损耗较大。D、振动磨特点：1、由于振动磨采用较小直径的研磨介质，因而比球磨机的研磨表面积增大了许多倍。此外，振动磨的研磨介质填充率可达6070%，所以研磨介质对物料的冲击频率比球磨机高出数万倍。2、与球磨机相比，振动磨的粉碎比较高，粉碎速度较快，可使物料混合均匀，并能进行超细粉碎。缺点是机械部件的强度和加工要求较高，运行时振动和噪声较大。E、气流粉碎机：（重要的超细碎设备）特点：1、气流粉碎机结构简单、紧凑；粉碎成品粒度细，可获得51mm以下的超微粉；经无菌处理后，可达到无菌粉碎的要求；由于压缩气体膨胀

27、时的冷却作用，粉碎过程中的温度几乎不升高，故特别适用于热敏性药物，如抗生素、酶等的粉碎。2、 缺点是能耗高，噪声大，运行时会产生振动。5.2.1.3各类粉碎机的优缺点比较相对优点：相对缺点：锤结构简单，操作方便，维护和更换易机器部件容易损坏，产热量式损件容易。成品颗粒比较均匀， 且对原料大。粉的要求不高，适用不同规格。碎机球应用范围广，能处理多种物料， 特别粉碎时间长，单位产量能耗磨适合于粉碎结晶性或脆性药物， 且能达到大，使用后清洗较为麻烦。机无菌无尘要求。20振具有单位容积产量大，粉碎效率高，机械部件强度及 加工 要求动占地面积小，流程简单等优点。筒体封闭，高，振动噪声大。磨可用于易燃、易

28、爆、易氧化的固体物料的粉碎。气在运转时不产生热量， 适用于热敏感流物质的粉碎处理。用惰性气体进行粉碎可粉避免易氧化药物失效。 设备简单，可粉碎碎无菌粉末。机进料颗粒不能太大，一般控制在 20100 目。且要求速度均匀。气流撞击噪声大， 产量低，仅适用于精细粉碎。5.2.2筛分设备5.2.2.1筛分机的选择筛分操作的目的主要为筛出粗粒、筛出细粒和整粒，所以筛分机的选择应考虑的因素为：筛分设备所用的筛网规格应按物料粒径选取。筛面要耐磨损、抗腐蚀，可靠性要好。单位处理能力要高，维修时间短，噪声低。5.2.2.2筛分机的分类介绍 双曲柄摇动筛双特点：所需功率较小，但维修费用较高，生产能力较低, 常用于

29、小规模生产。悬挂式偏重筛特点：悬挂式偏重筛具有结构简单、体积小、造价低、粉尘少、效率高等优点。缺点是间歇操作，生产能力较小 旋转式振动筛特点：旋转式振动筛的优点是占地面积小，重量轻，维修费用低，分离效率高，且可连续操作，故生产能力较大。215.2.3混合设备5.2.3.1混合设备的分类5.2.3.2各类型的混合设备的比较相对优点相对缺点容 器结构简单，进料、出料方便，容只适用于密度接近、颗粒分布较回 转易清洗，不需特殊的保养和维窄固体间的混合。改造后可用于型护，可根据生产规模设计，较为不同密度和粒径的物料的混合经济。槽 形结构简单，操作维修方便混合强度较小，所需要混合时间混 合较长，只适合密度

30、接近的物料的机混合。锥 形可用于对固体间或固体与液体制造和清洗麻烦混 合间的混合，不同进料容积能够得机到基本一致的混合效果， 操作封闭。225.2.4制粒设备的分类介绍目前国内应用最广泛的有摇摆式制粒机和高效混合制粒机。A、摇摆式颗粒机特点：摇摆式颗粒机具有结构简单，生产能力大，安装、拆卸、清理均比较方便等优点。此外，摇摆式颗粒机所得颗粒的粒径分布比较均匀，这对湿粒的均匀干燥较为有利。B、高效混合制粒机优点：（ 1）混合制粒时间短、颗粒大小均匀，细粉少，流动性好；（ 2）压成片剂后硬度好，崩解，溶出性能较好；（ 3）所消耗的粘合剂少（ 4）易操作，设备密封性好，不会产生粉尘，清洗方便。C、沸腾

31、制粒机（流化制粒机）特点：沸腾制粒机制得的颗粒粒度多为 3080 目，颗粒外形比较圆整，压片时的流动性也较好，这些优点对提高片剂的质量非常有利。由于沸腾制粒机可完成多种操作，简化了工序和设备，因而生产效率高，生产能力大，并容易实现自动化，适用于含湿或热敏性物料的造粒。缺点是动力消耗较大。此外，物料密度不能相差太大，否则将难以流化造粒。5.2.5压片设备的分类A、单冲压片机单冲压片机的优点是结构简单，操作方便，适应能力强，常用于小批量、多品种片剂的生产。缺点是间歇操作，生产能力较低，单机产量一般仅为80100 片.min -1 。B、旋转式多冲压片机的优点1、由于是连续操作， 故单机生产能力较大。 如 19 冲压片机每小时的生产量可达25 万片，33 冲可达 510 万片，