制药工程原理与设备 第十四章 制药工程与工艺设计

一、概述二、车间布置1.平面布置2.厂房形式3.车间设备布置4.车间布置的成果5.管道设计

一、概述

1.车间布置为工艺设计的两大环节之一（工艺流程，车间布置），关系着日后正常的生产，安全运行，车间管理，设备维修，能量利用，物料输送，人流往来等各个方面。两者同时进行，装备布置草图是车间平面布置的前提，而最后确定的车间平面布置又是设备工艺设计定稿的依据。制药车间布置的特殊性制药生产包括原料药生产和制剂生产两大部分。原料药生产属于化学工业范畴，具有一般化工的特征。因此，车间布置首先要具备化工车间的要求；但药品具有特殊的要求（质量高），必须符合《药品生产管理规范》（GMP）的要求；另外，药品品种多，更新快，产量悬殊（大多数产量高——专用车间；少数产量小——多功能车间）。制剂生产：针剂、片剂、胶囊剂、冲剂的生产等。由于药品的这些特殊的要求，必然导致车间设计的特殊性，它比一般的化工生产设计要求要高得多。药品生产管理规范—GMP1原名：GoodPracticeintheManufacturingandQualityControlofDrugs或GoodManufacturingPractice2种类：国际（或区域）性GMP制度国家级的GMP制度各国制药工业组织制定的GMP制度3GMP制度的中心思想任何药品质量的形成是设计和生产出来的，而不是检验出来的。要确保药品质量，让人放心使用，必须强调预防为主，在生产过程中建立质量保证体系，实行全面质量管理。4GMP制度的内容车间的组成3.车间布置设计应该遵循有关设计的基本原则及国家有关的劳动保护、安全和卫生等规定：GBPGB50016-2006建筑设计防火规范YHS01-78炼油化工企业设计防火规定（石油化工篇）（1978年试行）GBZ1-2007

工业企业设计卫生标准GBJ87-85工业企业噪声控制设计规范（1985年）HGJ21-89化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规程（1989）中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程（1987年，试行）药品生产质量管理规范（卫生部2009年）4.设计阶段和内容初步设计：平立面布置图、布置说明书（工艺人员的主要工作）。施工图阶段：设备安装平立面图、设备安装图、安装说明书。5.车间布置设计的内容确定车间的火灾危险性类别及厂房耐火等级；确定车间的洁净级别；确定生产、辅助生产、行政-生活三部分布局；确定车间场地与建筑物的平面尺寸和高度；确定工艺设备的平、立面布置；确定人流、物流、管理通道和设备运输通道的布置；确定其他非工艺设计的布置。二、车间布置车间布置的原则：依据GMP的规定，设计合格的布局、合理的生产场所，以防止生产中药品发生交叉污染、混杂。交叉污染交叉污染是指通过人流、工具传递、物料传递、空气流动等途径使不同品种药品相互干扰、污染；或因人、工具器、物料、空气等不恰当的流向使洁净级别低的区域的污染物传入洁净级别高的生产岗位，造成污染。混杂混杂是指因车间平面布置不当及管理不严，造成不合格的原料、中间体及半成品误作合格品而继续加工、包装或出厂。1.平面布置布置方案一般有长方形，L型，T型，∏型四种，其中长方形为多。长方形：便于总面积的布置，有利于设备排列，便于安排交通和出入口自然采光和通风较好，但生产车间较多时会成一长条，会使仓库、辅助车间的配置以及整个车间的管理带来困难和不便；T、L、∏型：适用于较复杂的车间布置；2厂房形式A集中式和分散式厂房①集中式：组成生产车间的生产、辅助生产、生活、行政部分集中安排到一个厂房中；医药，精细化工的生产规模较小，多采用集中式厂房布置；②分散式（单体式）：组成车间的一部分或几部分相互分离并分散布置在几栋厂房中，生产规模较大，车间较多，多采用分散式厂房布置。B单层或多层厂房根工艺流程的特点，厂房可以设计成单层，多层或是单层与多层相结合的形式，从建筑要求上，必须满足采光和通风的要求，医药化工工厂厂房常见剖面形式。

(a)单层厂房(b)有天窗的单层厂房(c)多层厂房

(d)有天窗多层厂房(e)有内走廊多层厂房(f)有内走廊及天窗多层厂房常见制药厂房的剖面形式

C厂房柱网厂房柱网与车间布置密切相关，柱网大，同样面积厂房内柱子可以减少，有利于设备灵活排列，操作，维修，但造价高，增加基建投资。按国家规定，厂房建筑的跨度以3m的倍数为优先选用的柱网。如3m，6m，9m，12m等；门、窗洞口和墙板的尺寸等在墙水平，垂直方向均为300mm的倍数。柱网常按6-6、6-3-6、6-6-6布置。原料药厂房的宽度不宜超过30m。-----设计标准化，物件定型化，生产和施工机械化。

(a)方格式柱网

医药-化工厂房常见柱网宽度(b)内廊式柱网D厂房宽度厂房宽度一般由以下几个方面决定：①工艺设备所占厂房宽度之和；②各工艺设备沿厂房宽度方向间距之和；③厂房内纵向通道之和及墙的厚度；但是，不管宽度如何，都应该符合建筑模数的柱网要求；多层厂房其总宽度不宜超过24m，单层不宜超过30m，一般车间宽度常为2-3跨，厂房长度根据生产规模及工艺要求确定。3.车间设备布置设备布置的任务：①

确定各工艺设备在车间的空间位置（设备平面位置和立面位置）；②确定场地（露天与否）及建筑的尺寸；③确定管道、电器仪表管线及采暖通风管道的走向和位置；设备布置考虑因素：①保证工艺流程的畅通；②保留合适的设备间距；③满足土建要求；④安全卫生和防震要求；①保证工艺流程的畅通设备应该按工艺流程的顺序布置，保证水平方向和垂直方向的连续性，保障生产连续正常运行。②保留合适的设备间距设备间距过大，管道拉长，操作管理不方便；设备间距过小，给操作安装维修带来困难。设备与设备、设备与建筑物之间的安全间距；化工车间工人操作设备最小距离；其他：a：考虑设备水平的运输通道（进出车间）b：设备垂直运输及其通道（起吊，安装孔）序号项目净安全距离/m1泵与泵的距离不小于0.72泵离墙的距离至少1.23泵列与泵列间的距离（双排泵间）不小于2.04计量罐与计量罐间的距离0.4～0.65贮槽与贮槽间的距离（指车间中一般情况）0.4～0.66换热器与换热器间距离至少1.07塔与塔的间距1.0～2.08离心机周围通道不小于1.59过滤机周围通道1.0～1.810反应罐盖上传动装置离天花板距离（如搅拌轴拆装有困难时，距离还需加大）不小于0.811反应罐底部与人行通道距离不小于1.8～2.012反应罐卸料口至离心机的距离不小于1.0～1.513起吊物品与设备最高点距离不小于0.414往复运动机械的运动部件离墙距离不小于1.515回转机械离墙距离不小于0.8～1.016回转机相互间距离不小于0.8～1.217走廊、操作台通行部分的最小净空高度不小于2.0～2.518不常通行的地方净高不小于1.919操作台梯子的斜度一般情况不大于45º特殊情况60º20控制室、开关室与炉子之间距离1521产生可燃性气体的设备和炉子间距离不小于8.022工艺设备和通道间距离不小于1.0③满足土建要求A.笨重，运转产生振动较大的设备（如离心机、压缩机、鼓风机、真空泵等）应布置在厂房底层，以减少楼面的荷载和振动。B.有强烈的振动或静载荷很大的设备，其操作台和设备基础等不得与建筑物的柱，墙和基础连在一起，以免影响厂房的安全。C.穿过横面的设备孔、安装孔和吊物孔，一律避开厂房的柱子和主梁，绝不允许穿过主梁。④安全卫生和防震要求A.通风：医药生产中有毒物质的散发是不可避免的，故应考虑车间的通风；B.防火防爆区：a易燃易爆的生产部门布置在防火防爆区，区内防火爆，防静电等；b防爆防火等级高的生产区，宜应独立布置在敞开或半敞开的厂房中，或布置在厂房中单层靠外墙处或多层厂房的最上层靠外墙处，并采取必要的泄压设施。C.防腐：使用生产腐蚀性气体、液体和固体的车间，应对产生腐蚀性介质的设备周围建筑物进行局部的特殊防腐处理；D.远距离控制生产；4.车间布置的成果①车间设备平面布置图每层厂房绘制一张②车间设备立面布置图③设备布置图的标注A.设备的平面定位尺寸B.设备的标高A.设备的平