车间工艺说明书.docx
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车间工艺说明书
南京工业大学
胶囊剂车间设计
题目年产2亿粒胶囊生产车间工艺设计
学生姓名顾礼新
学号P1*******17
指导教师杨文革
学院药学院
专业班级药剂1006
2014年1月
6亿粒/年感冒清胶囊车间设计
摘要：
本设计遵照有关药厂设计有关规定，完成了6亿粒/年感冒清胶囊车间设计。
本设计主要内容包括：
制备方法、工艺流程、物料衡算、设备选型、厂房布局、空调系统选型以及“三废”的处理。
在本设计中采用的仍是传统的制备方法，其主要包括制粒、干燥、整粒、灌装、抛光等工序。
物料衡算根据设计任务年产量逆推，分别计算了每年、每天、每批以及每小时的任务量及相应待处理物料质量。
设备选型则主要是根据物料衡算所计算的各步骤生产能力要求，且满足设计中的选择的各项技术要求，选择的各个设备的型号。
在车间平面布置上，遵循了人流、物流相互分开，避免交叉污染的原则，同时兼顾方便生产，完成了车间布局设计。
在空调系统选型上，通过计算不同洁净度车间所需空气流通量要求，选择了满足要求的集中式空调系统。
在“三废”的处理上面本设计主要突出了环保、节能、经济的特点，在本设计中提供了运用生物处理的解决方案。
通过上述思路完成了本次设计，该设计的完成极大地提高了自己综合运用各种知识的能力，极大地丰富了自己对胶囊剂车间的相关认识。
关键词：
感冒清、胶囊剂、车间设计
目录
第1章硬胶囊剂生产工艺概述4
1.1项目概述4
1.2设计依据4
1.3设计内容5
1.4设计指导思想和设计原则5
第2章生产方法及工艺流程7
2.1生产制度、规模及包装方式7
2.1.1生产制度、规模7
2.1.2包装形式7
2.1.3工艺流程制定的原则7
2.2生产工序8
2.3工艺流程9
第3章物料衡算10
第4章生产设备选型14
4.1生产设备选型的步骤14
4.1.1生产设备选型依据14
4.1.2制药设备GMP设计通则的具体内容14
4.1.3生产设备选型说明14
4.2主要生产设备选型15
第5章车间（设备）布置19
5.1车间设计原则19
5.2车间平面布置19
5.2.1车间布置平面图19
5.2.2车间产尘的处理20
5.2.3车间排热、排湿及臭味的处理20
5.2.4参观走廊的设置20
5.2.5安全门的设置20
5.3设备的安装21
第6章采暖通风与空调公用工程24
6.1设计要求24
6.2设计参数24
6.3洁净室换气次数24
6.4洁净室压力25
6.5正压风量的计算25
6.6噪声25
6.7通风量26
第7章结束语27
第8章参考文献28
第1章硬胶囊剂生产工艺概述
1.1项目概述
硬胶囊剂是指食用明胶为主要原料的胶液，制成空心的干硬胶囊（分为囊体和囊帽），然后将一定量的药材提取物、药材提取物加药材细粉或辅料制成的均匀粉末或颗粒，充填于空心胶囊中制成的制剂。
硬胶囊剂的制备方法可归纳
（1）湿法制粒工艺、
（2）干法制粒工艺
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，为生产管道的安装提供依据。
5.编写设计说明书
1.4设计指导思想和设计原则
①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。
②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。
③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。
④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章感冒清胶囊生产方法及工艺流程
2.1生产制度、规模及包装方式
2.1.1生产制度、规模
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
硬胶囊剂：
6亿粒/年
2.1.2包装形式
硬胶囊剂采用铝塑包装，分泡罩式（亦称水泡眼）包装和窄条式包装两种形式，均将胶囊剂剂单个包装，使每个胶囊均处于密封状态，提高对产品的保护作用，也可杜绝交叉感染。
产品内包装后装小盒，再按不同要求分装中盒和箱，放入装箱单、合格证，封箱入库。
2.1.3工艺流程制定的原则
1选择先进、可靠的工艺技术路线。
②进行工艺流程方案比较，制定合理的工艺流程方案。
③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。
④还要考虑工艺方案优化，以降低原材料消耗和能量消耗。
⑤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，使对环境的影响降到最低程度。
2.2生产工序
（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、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。
注意制粒时必须按照规定将原辅料混合均匀，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。
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°C，甚至可提高到80-100°C。
干燥程度一般为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）胶囊填充要注意颗粒扩散互溶除尘问题，局部要保持相对负压。
（8）胶囊抛光经胶囊抛光机去除胶囊外壁粘连的药粉。
（9）包装与贮存由于受热、光照、受潮、发霉等原因，仍可能使某些胶囊剂发生有效成分的降解，以致影响胶囊剂的实际含量。
注意包装间的排热问题。
（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菌。
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粉碎，旋涡振动筛过筛，按处方量称取各种原辅料，加入到湿法混合制粒机,同时加入经制浆锅制得的粘合剂制成湿颗粒，湿颗粒经颗粒机整粒后置沸腾制粒干燥机或药物干燥烘箱干燥得颗粒，经快速整粒机整粒，颗粒投入多向运动混合机，加润滑剂总混，然后存入中间站。
颗粒检验合格后送全自动胶囊填充机填充，填充完后使用抛光设备清除药粉并对胶囊进行抛光处理，使胶囊光洁、透亮，然后使用平板式泡罩式包装机进行铝塑包装，再传送至外包室，人工装盒，装箱，打包完成外包，硬胶囊剂生产即完成，成品送至仓库待检区。
硬胶囊剂的制备工艺流程如图2-1所示：
第3章物料衡算
1、物料计算基准:
年产硬胶囊剂6亿片，单粒硬胶囊重0.5g/片；年工作日250天，单班生产。
2、年制粒量为：
6×108×0.5×10-3=3×105kg/年
3、日制粒量为：
3×105
÷250=1200kg/天
4、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：
①入库量：
1200kg。
②假设外包过程不损失，则内包时物料质量：
1200*（1+1%）=1224.12kg。
③设充填、抛光总损失1%，则充填抛光时质量：
1224.12*1.01=1236.4kg。
④整粒总混时：
m=1236.4*1.01=1248.7kg
⑤干燥后总质量：
m=1248.7*1.01=1261.2kg。
⑥假设干燥后物料的含水量为3%，则绝干物料质量：
m=1261.2*0.97=1223.4kg。
⑦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=1223.4*1.01/0.38=3251.6kg。
⑧故造粒时需要的水以及粘合剂的总质量为：
m=2016kg
⑨需要原辅料的总质量为：
1223.4*1.01*1.01=1248kg。
计算结果（以日产量为准）见下图
2003年感冒清系列药品开始在我国市场逐渐出现，其主要包括感冒清片剂、感冒清胶囊、感冒清颗粒等。
其中感冒清胶囊是中药类感冒药范围内的一个重要品种，目前在治疗感冒的药品使用量上已越来越大。
在本设计中，感冒清剂型的选择为胶囊剂。
胶囊剂（capsules）是指将药物或加有辅料充填于空心硬质胶囊材中而制成的制剂。
一般供口服，也有用于其他部位的，如直肠、阴道、植入等。
上述硬质胶囊壳多以明胶为原料制成，现也用甲基纤维素、海藻酸钙（或钠盐）、聚乙烯醇、变性明胶及其他高分子材料，以改变胶囊剂的溶解性能。
最近几年，胶囊剂在保健和制药领域获得了长足而快速的发展，已成为口服固体制剂最主要的剂型之一。
20多年来，全球批准的新药中，硬胶囊剂型呈上升趋势。
随着药业的发展，胶囊剂具有的患者喜爱、研发效率高和生产成本低的优势获得更多消费者的认可。
与其他剂型性比，胶囊剂优势比较明显。
硬胶囊能有效掩盖药物的不良气味，易于吞服，多样的颜色和印字设计使得药物更具辨识度，从而有效地提高用药的顺应性。
欧美权威机构曾作过调研显示，在入选的1000名患者中，54%的人首选硬胶囊剂，29%的人选择了糖衣微丸，只有13%的人选择了片剂，另有4%的人没有做出明确的选择。
数据显示，十几年来，药品研发成本增长了55%，全球药品平均研发成本已达近十亿美元。
众所周知，药品越早上市，专利药品的市场独占期就越长，药企所获新药利润就会大幅度增加。
胶囊剂所使用的辅料平均为4种，与片剂的8-9种相比明显减少；胶囊剂的检测项目也较少，其方法建立、验证及分析的成本几乎为片剂的一半。
因此，较片剂而言，胶囊剂研发时间至少缩短半年。
通常，药品研发中22%的新化合物实体能够进入一期临床试验，其中不足1/4的能够通过三期临床试验。
新药研发机构尽早对新化合物实体进行筛选，就能有效地降低成本。
为此，世界空心胶囊制造业相应开发出适合于啮齿类动物试验的临床前（PCcaps），适合于生产临床胶囊样品的精密微量充填设备（Xcelodose），以及适合大规模临床试验的临床双盲胶囊（DBcaps）等产品，以支持降低研发成本，提高研发效率。
胶囊有超过9种的大小型号，为药物剂量的设计提供了多重选择。
制剂技术及相关设备的发展，也使得胶囊剂适合于更多特殊性质的化合物，如难溶于水的化合物等。
分析表明，通过高通量筛选和组合化学获得的新化合物实体有50%难溶于水，无论是充液胶囊还是软胶囊，都能够满足这种化合物制剂的需求。
另外，与片剂相比较，硬胶囊剂的GMP生产车间具有工艺设备少，空间利用率高，布局更合理，生产过程检验次数少，质控参数少，所需操作人员少，交叉污染风险低，制备工艺简单，生产工序少，所需辅料单纯，成本低等优势。
据权威专家估计，硬胶囊剂综合成本比片剂要低25%-30%。
结合产品本身特点，通过各种剂型的对比，胶囊剂对感冒清是比较合适的一种剂型。
1.2设计任务
年产2.5亿粒感冒清胶囊的车间设计，一年按250个工作日计算，每天两班倒，每班8h。
设计工程计算包括生产的工艺流程，物料的计算以及设备的选型等，撰写设计说明书，与CAD有关工程制图。
2.工艺流程设计
本品属于中成药，为胶囊剂，规格为0.5g/粒。
本品内容物为灰绿色至灰褐色颗粒，味道偏苦。
主要成分有南板蓝根、大青叶、金盏银盘、岗梅、山芝麻、穿心莲叶粉、对乙酰氨基酚、微晶纤维素、乳糖、羧甲基淀粉钠[1]。
主要经过了干浸糕制备、粉碎制粒、干燥、整粒、灌装、抛光等工序。
2.1生产工艺流程示意图[2]
粉碎
制粒
成品
外包
内包
灌装、抛光i
整粒、总混
干燥
过筛
原料
图1生产工艺流程示意图
3.物料衡算
1、物料计算基准:
年产硬胶囊剂6亿片，单粒硬胶囊重0.5g/片；年工作日250天，单班生产。
2、年制粒量为：
6×108×0.5×10-3=3×105kg/年
3、日制粒量为：
3×105
÷250=1200kg/天
4、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：
①入库量：
1200kg。
②假设外包过程不损失，则内包时物料质量：
1200*（1+1%）=1224.12kg。
③设充填、抛光总损失1%，则充填抛光时质量：
1224.12*1.01=1236.4kg。
④整粒总混时：
m=1236.4*1.01=1248.7kg
⑤干燥后总质量：
m=1248.7*1.01=1261.2kg。
⑥假设干燥后物料的含水量为3%，则绝干物料质量：
m=1261.2*0.97=1223.4kg。
⑦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=1223.4*1.01/0.38=3251.6kg。
⑧故造粒时需要的水以及粘合剂的总质量为：
m=2016kg
⑨需要原辅料的总质量为：
1223.4*1.01*1.01=1248kg。
计算结果（以日产量为准）见下图
第4章生产设备选型
4.1生产设备选型的步骤
4.1.1生产设备选型依据
①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。
②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。
③具有完整的、符合标准的技术文件。
4.1.2制药设备GMP设计通则的具体内容
①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。
②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。
③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。
④设备应不对装置之外的环境构成污染。
⑤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。
⑥设备设计应标准化、通用化、系列化和机电一体化。
4.1.3生产设备选型说明
设备选型是工艺设计的重要内容，国内制药企业积极推进GMP认证，但对国内生产药机设备却没有权威部门给与认证是否符合GMP,而国外生产的药机设备价格昂贵，因此在设备选型问题上应坚持按GMP的要求，力求先进，质量可靠，运行平稳，符合国情和企业实际情况
4.2主要生产设备选型
①由物料恒算知，整个车间每天处理原辅料1248.7kg，再按生产班制可计算出每小时至少处理物料156.1kg.可选一台型号为CSJ320的万能粉碎机，单机生产能力为150kg/h，能满足生产要求，而且有较大的弹性。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）40-200
配套电机/kW5.5
外形尺寸/mm1100*600*1480
重量/kg300
主要材质不锈钢
数量/台1
②工艺的第二步是过筛，根据固体制剂的需要，固体制剂过筛的主要目的是将物料颗粒大小筛匀，可选区一台型号为ZS-350型的振动筛，其单机生产能力为60-360kg/h，可满足生产要求。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）60－360
配套电机/kW0.55
外形尺寸/mm880*880*1350
重量/kg100
主要材质不锈钢
数量/台1
③制粒过程中应用到水，每天处理的原辅料和水分达到2016kg，按每小时计算至少处理物料252kg，可选一台型号为1.5型物料混合机，其每次能装400kg的物料，工作容积700L。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）400
配套电机/kW4
外形尺寸/mm1790*660*1190
重量/kg1800
主要材质不锈钢
数量/台1
④喷雾制粒是将喷雾干燥与流化床制粒技术相结合的制粒方法，该工艺所用到的设备即是沸腾制粒干燥机（一步制粒机），就是在物料粉碎过筛后，直接送到一步制粒机中，一步完成混合，干燥，制粒任务。
其工作原理是利用高速热气流使流化床内物料粉末成流态化，将粘合剂喷成雾状凝聚在表面结成多孔颗粒。
集混合，制粒，干燥功能于一体，多流体雾化器确保成粒均匀。
其主要的配套结构由一个主杨和进风系统构成。
但这种设备在生产的时候噪声比较大，需要用到蒸汽和压缩空气，所以使用的时候应有消音系统并注意安全。
另外它的出风口需要安装在比较高的位置，所以在安装的时候局部抬高3.5－4m。
根据工艺要求，选用一台型号为FL－300的沸腾制粒干燥机，其干燥能力为300kg/h。
容器容积为1000L。
蒸汽（0.4MPa）耗量336kg/h，压缩空气耗量0.9m3/min，干燥温度20－120C，物料收得率可达99%。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）300
配套电机/kW30
外形尺寸/mm2400*2100*3200
重量/kg1800
主要材质不锈钢
数量/台1
⑤制粒后的工序是整粒，根据物料恒算，需要一台生产能力至少为155kg/h的整粒机，可选用一台型号为GKZ－200的快速整粒机，其生产能力为200kg/h，成粒范围在6－80目。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）200
配套电机/kW2.2
外形尺寸/mm1000*980*1300
重量/kg125
主要材质不锈钢
数量/台1
⑥制粒干燥设备
日制颗粒量为2360kg，选用GSL-250型高速混合制粒机二台，每台每批可制湿颗粒100kg，每批制粒时间10分钟，足可满足生产要求；干燥设备选用FG200型沸腾制粒干燥器一台及JCT-C-Ⅰ型药品专用热风循环烘箱1台，沸腾制粒干燥器根据品种不同可用作一步制粒或干燥使用，装料量100-250kg/次（实际按160kg），每批操作时间约50分钟，药品专用热风循环烘箱干燥能力约50kg/h，一班生产，合计干燥能力为2520kg/d。
HDJ系列多向运动混合机使用于制药、化工、食品等行业，其工作原理是混合时物料在器内做强烈湍动、平移、翻转，加速物料的扩散，且不产生偏析和聚积，桶内装料系数大，进出料方便，无死角，不损料，易清洗。
根据工艺可选一台型号为HDJ－1000的三维运动混合机，装料容积为850L，最大装量500kg。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）600
配套电机/kW7.5
外形尺寸/mm2800*2600*2400
重量/kg2200
主要材质不锈钢
数量/台1
⑦胶囊填充时，根据生产需要每分钟至少填充2080粒，NJP系列型号的全自动胶囊填充机目前还是较先进的胶囊填充设备，可选3台型号为NJP-800的全自动胶囊填充机，其单机生产能力为800粒/min，胶囊上机率>98%，装量差异±4%，适用于型号为0#︿5#的胶囊，工作时噪声<80dB，真空度-（0.04︿0.08）Mpa。
设备参数
设备参数
生产能力/（粒/min）800
配套电机/kW3*3
外形尺寸/mm700*900*1800
重量/kg700
主要材质不锈钢
数量/台3
⑧胶囊填充后需清除附着在胶囊外壳上的粉尘，即抛光。
根据生产需要，可选一台型号为PG-7000的胶囊抛光机，吸尘机的功率为1.2KW，其工作原理是采用直流电机无级调速，将锁合后的硬胶囊成品放入料斗，经毛刷旋转及螺旋运动，反复滚动、抛光，使胶囊表面光洁，主轴倾斜角可任意调整。
设备参数
设备参数
生产能力/（粒/min）3000︿7000
配套电机/kW2.2*1
外形尺寸/mm1150*1250*400
重量/kg60
主要材质不锈钢
数量/台1
⑨铝塑包装是片剂常用的包装形式，通常有平板式和滚筒式。
按生产方式有板式正压成型的，有真空吸成型的，还有压缩空气吹塑成型的。
一般都是集成型、装药、封口、冲裁为一体的。
根据生产需要可选三台型号为DPP－250B的平板式泡罩包装机，其冲切频率为20－40次/min，冲切板块每次4板，包装频率5000—8000板/h，标准板块58mm*90mm，压缩空气压力为为0.4－0.6Mpa。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）5000－8000
配套电机/kW4*3
外形尺寸/mm4000*800*1900
重量/kg1500
主要材质不锈钢
数量/台3
⑩另设一条塑瓶包装线用于包装片剂，选用型号为DP－245A的片剂包装机一台，其生产能力为30－50瓶/min，适应规格15－35ml，药片直径5.5－10mm，装量30－200片/瓶。
设备参数
设备参数
生产能力/（kg/h）30－50
配套电机/kW0.6
外形尺寸/mm2800*800*1500
重量/kg900
主要材质不锈钢
数量/台1
第5章车间（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
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