年产1亿片牛黄解毒片车间工艺设计毕业论文.docx
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年产1亿片牛黄解毒片车间工艺设计毕业论文
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摘要
本设计进行了年产1亿片牛黄解毒片的生产车间工艺设计。
牛黄解毒片是以牛黄和雄黄为主要原料经过生产工艺技术制成的制剂。
其用途广泛、价格低廉，是人们常作清热解毒和散风止痛的方剂代表。
牛黄解毒片所采用的制备方法为：
以牛黄、雄黄、石膏、黄苓、大黄、桔梗、甘草、冰片，以上八味，将原料经粉碎、煎煮、过滤、浓缩、干燥等一系列的生产工艺流程后，将其压制成片。
本设计的内容分为：
前言、处方的设计、生产工艺的设计、物料衡算、工艺设备选型及车间布局设计等。
根据片剂药物特点和片剂生产车间工艺的相关要求，通过生产工艺计算，对牛黄解毒片的生产工艺流程、设备的选取及车间的总体布置等做了相对详细的概括，使得药厂生产工艺车间的各个环节都能够有效的结合，便于提高能源的综合利用率。
关键词：
牛黄解毒片；工艺流程；物料衡算；车间设计
Anannualoutputof100milliontablesofBezoarantidotaltabletProcessDesignWorkshop
Abstract
Thisdesigncarriesouttheprocessdesignoftheproductionworkshopwithanannualoutputof100millionBezoarantidotaltablets.Bezoarantidotaltabletisapreparationmadefrombezoarandrealgarasthemainrawmaterialsthroughproductiontechnology.Itsversatilityandlowpricearerepresentativeoftheprescriptionsforclearingawayheat,detoxificationandwindandpain.ThepreparationmethodadoptedbyBezoarantidotaltabletsis:
usingbezoar,realgar,gypsum,skullcap,rhubarb,radixplatycodonis,licorice,borneol,theaboveeightflavorrawmaterials,,therawmaterialsarecrushed,decoction,filtered,concentrated,driedandaseriesofproductionAftertheprocess,itiscompressedintotablets.Thecontentsofthisdesignaredividedinto:
preface,prescriptiondesign,productionprocessdesign,materialbalancecalculation,processequipmentselectionandworkshoplayoutdesign.Accordingtothecharacteristicsoftabletdrugsandtherelevantrequirementsofthetabletproductionworkshopprocess,throughtheproductionprocesscalculation,theproductionprocessflowofBezoarantidotaltablets,theselectionofequipmentandtheoveralllayoutoftheworkshopweresummarizedinarelativelydetailedmanner,makingtheproductionprocessofthepharmaceuticalfactoryThevariouslinksoftheworkshopcanbeeffectivelycombinedtofacilitatetheimprovementofthecomprehensiveutilizationrateofenergy.
Keywords:
Bezoarantidotaltablet;theprocessflow;materialbalance;workshopdesign
1前言
1.1药品的性质
药品是以人为使用对象，预防、治疗、诊断人的疾病。
除了其药品表面之外，患者基本没有办法识别其内在组分，在用药时患者需要在医生的指导下才可使用，每日的使用量、时间、使用方法都应遵循医嘱，因为这些因素都有可能影响其药品的功效，如果使用不得当不但不能根治，还有可能会危害到健康[1]。
因此，药品作为一种商品，其具有特殊性，具体表现在以下几个方面[2]：
（1）药品使用得当可有效治病，使用不当则危害健康。
（2）大部分药品应遵循医嘱，合理使用。
（3）药品质量达标，疗效可得到保证。
1.2片剂的概述
1.2.1片剂的定义
片剂：
将药材提取物、药材提取物加药材细粉或药材细粉与适宜辅料混匀压制而成的圆片状或异形片状的制剂。
1.2.2片剂的特点
（1）片剂的优点[3]
1相比丸剂，片剂的溶出度和生物使用度更佳。
2片剂之间含量差异较小。
3品质稳定，片剂为干燥的固体，其包衣可以防止药片受潮和变质氧化。
4便于患者服用和运输，其体积小，表面致密光滑，包衣可掩盖不适的气味。
5低成本，产量大，生产机械化，易把控卫生标准。
（2）片剂的缺点
药物的溶出度和生物使用度会因为片剂压缩成型过程中添加的赋形剂所影响；对于儿童和昏迷患者不易服用；片剂中含挥发性成分的药物放置时间较长，其含量会减少。
1.2.3片剂的质量检查
1）外观性状：
形状整齐、色泽均匀、外观光滑，在一定的有效期内其外观不变化［4］。
2）片重差异：
应符合药典要求，见表1-1。
3）硬度和脆碎度：
可以承受30~40N的压力的药物即为合格。
4）崩解度[5-7]：
压制成片之后，药物的孔隙较小，结合度较高，药物不易溶出。
因此可以通过崩解使药物瓦解成细小的颗粒状，有效的提高与溶剂的接触，易于药物的溶出。
原料的理化性质、化学组成、处方设计、生产工艺等因素都会影响崩解度。
5）溶出度和释放度：
前者用于一般的片剂，后者用于缓控释制剂。
6）含量均匀度：
反映了药物质量[8]。
表1-1《中国药典》2015版规定的片重差异限度
片剂的平均片重（g）
片中的差异程度（%）
＜0.30
±7.5
≥0.30
±5.0
1.3牛黄解毒片的概述
1.3.1药物的发展来源
牛黄解毒片是人们常用作清热解毒的方剂代表，其是由牛黄解毒丸剂型改变研制得出的，该方剂最早源于元代《咽喉脉证通论》，组方为牛黄五分、冰片五分青黛一两、儿茶三钱，雄黄五钱、官硼五钱、薄荷三两以及胆星四两[9]。
经过数百年的发展，该方剂已被2015年版《中国药典》收录，由人工牛黄、雄黄、石膏、大黄、黄芩、桔梗、冰片、甘草8味组成，临床上主要用于火热内盛、咽喉肿痛、牙龈肿痛、口舌生疮、目赤肿痛[10]，由于其用途广泛,价格便宜,功效理想,一直深受患者长时间的青睐[11]，而且其新的临床应用也得到了广泛关注[12]。
1.3.2药物的主要功效
牛黄解毒片用于清热解毒，疏风止痛，用于肺、胃热所致：
热疮，喉痛，头晕目眩，耳鸣肿痛，皮肤发痒，便秘。
牛黄解毒片有明显的消炎、退热、镇痛和抗惊厥作用，可抑制炎症引发的致病微生物[13]。
现代临床试验还表明，牛黄解毒片对皮肤感染、带状疱疹等有很好的功效[14]。
1.4车间设计介绍
本设计处方主要依据中国药典（2015版）一部[15]的处方及方法，确定其生产工艺，生产过程主要为原料前处理、粉碎、煎煮、过滤、浓缩、制粒、干燥、整粒、总混、压片、包衣、内包、外包等，并对生产工艺进行了物料的衡算、设备的选型，还绘制了生产工艺流程图、车间平面布置图以及计算其生产成本。
生产区分为一般生产区和D级洁净区。
1.5设计依据
本设计主要参考《中华人民共和国药典》（2015版）、《药品生产质量管理规范》、《制药化工过程及设备》、《工业药剂学》及《GMP》等有关规定和要求，遵守国家针对药厂所制定相关建筑、环保、能源的要求，所以该设计有一定的参考价值和实用价值。
2处方设计及工艺流程
2.1处方设计
根据《中华人民共和国药典》（2015版）一部，确定牛黄解毒片的规格为0.3g/片，该处方为1000片的用量。
【处方】[16]
表2-1牛黄解毒片处方
原辅料名称
用量（g）
牛黄
5
雄黄
50
大黄
200
石膏
200
黄芩
150
桔梗
100
冰片
25
甘草
50
硬脂酸镁
1.5
牛黄解毒片的制备方法是将以上八味原料，经一系列的工艺流程，将其压制成片，本设计均按1000片（大片）计算。
2.2生产工艺流程
生产工艺设计是决定车间质量的关键设计之一，牛黄解毒片属于固体片剂，生产过程中包括前处理、粉碎、煎煮、过滤、浓缩、制粒、干燥、整粒、总混、压片、包衣、内包、外包等步骤，工艺技术成熟先进，生产自动化、机械化，符合GMP相关要求。
其生产工艺流程简图如图2-1所示。
D级生产区
图2-1工艺流程图简图
2.2.1原料前处理
（1）在生产操作开始前，检查室内温度和湿度是否符合生产要求，将其填写记录；所有与生产无关的产品和材料都应已经撤掉；
（2）所需使用的设备应已清洁干燥好，若在清洁有效期内的设备应当贴上“已清洁”的标签；
（3）相关的生产设备应消毒，在有效期内应处于待机状态。
生产所需要使用的原料、中间产品、容器、设备和使用的操作室都应贴标签；
（4）相关操作人员在使用设备时应当填写“正在生产”标识置于操作室门外；
（5）原料进入洁净区前，应核对物料单，确认两者相关信息是否一致，比如名称、数量、规格等等，并贴有绿色合格标识；原料在缓冲室去掉外包装后，进入洁净区应严格消毒灭菌后放置于原料暂存室。
（6）操作人员按照处方要求称量所需要原料的量，此步骤应有两人进行，一人称量，另一个人复查计算，避免不必要的差错；称量完成后应填写相关记录要求和贴标识；所称量的原料应该分开存放，避免交叉污染。
（7）按处方量取大黄、黄芩、桔梗、甘草，置于洗药机中洗净后，于烘箱中烘干。
将烘干的大黄放入切药机中，将其切制成片[17]。
2.2.2粉碎
粉碎的目的是减少药物粉末的粒度并增大药物颗粒的表面积。
粉碎方法有干法粉碎、低温粉碎、湿法粉碎、流能粉碎等，其是按照物料的状态、组分、分散方法等差异不同来区分。
本设计中需要粉碎的有大黄、雄黄、冰片和牛黄。
采用干法粉碎法。
将干燥好的大黄、雄黄、冰片和牛黄，用CSJ-250粗碎机将其粉碎成细粉，备用。
2.2.3中药的提取
取处方量的石膏投入热回流提取罐中，再往罐中加入一定量的水（约4吨），打开蒸汽阀门，待药液沸腾后，开启循环泵，使药液流入加热器中，再打开阀门进行二次加热，连续循环提取4h后，开启真空泵，将剩余的药液存于真空贮罐中备用，最后将剩余的残渣放掉[18]。
2.2.4浓缩
将提取出的药液放入真空浓缩器中进行浓缩，直至药液浓缩成稠膏后停止，再将其称量并转入到洁净桶内，备用。
2.2.5制粒、干燥
在原辅料混合时，因粒径密度大小等原因，药物常常会出现分离的情况，因此需要进行制粒。
制粒可以提高药物的分散度、均匀度，可以有效防止药物中颗粒分离的情况出现和有利于后面的压片操作。
常用的制粒方法有：
湿法制粒、干法制粒、一步制粒等。
本设计选用的是湿法制粒法。
该法制粒出来的颗粒其外观整洁、分散性好、流动性强、耐磨。
于制粒机中投入处方量的大黄粉、雄黄粉后，开机混合一定时间后，往里面加入湿浸膏制软材，采用切割刀（14目）制粒，将得到的湿粒转入洁净周转桶中，送去烘干。
制粒后，下一步工序是干燥，干燥是为了控制颗粒中的水分，提高其稳定性，并且方便后续的使用加工、贮存、运输等，避免变质和稳定药物。
所以制粒完成后，将湿粒置于在高效沸腾干燥机内，均匀放置进行干燥，温度控制在60~75℃烘干后，将干燥好的颗粒置于洁净桶中备用。
其余的按照以上同样方法进行操作。
2.2.6整粒、总混
取干燥好的颗粒置于整粒机中进行整粒，整粒时采用的14目筛，整粒完成之后，加入硬脂酸镁于多项混合机中进行总混，混合10min后，将总混好的颗粒转入洁净桶，转至中间站和填写流通记录。
2.2.7压片
压片前需要对颗粒进行检查，查看其是否符合要求，合格的颗粒才可将其转入下一道工序（压片），用φ9.5mm（或φ7.5mm）的深凹冲模，开启ZP-35B旋转式压片机将合格的颗粒进行压片，并等待其稳定后进行称重，30min称重一次。
将压好的药片放入洁净周转桶中，送入中间站备用并填写流转记录。
在进行下一道工序前，质检员需要对中间站的药片子进行检验，看其是否符合相关要求后才可流通，减少影响后面的工序。
2.2.8包衣
将检验合格的素片加入包衣机中，开机升温至30~40℃。
待其干到触摸时不粘手了之后，降低温度至室温而后撒入少量蜡粉（每20万片加入80~100g川蜡），至片子表面光亮后停止运行。
将打光后的药片转入洁净周转桶中于中间站保存并填写流转记录，凉片12小时。
2.2.9包装工序
包装时需要设定自动包装机子温度为180℃，此步温度的把控是在包装材料不变性的前提下，温度可提高，增大封合度。
将检测合格的片剂从中间站取出，将其置于包装机进行包装，包装好后的药品将其转入外包间。
按照每24片/盒，进行封口，将剂量准确的药品装入膜袋中，将其进行封口，装进外箱，每箱中都放入装箱单后进行封口，入库。
2.3质量控制
根据《中华人民共和国药典》（2015版）[19]牛黄解毒片的质量控制如下：
【性状】药片除去包衣后显棕色；有冰片香气，味微苦，辛。
【鉴别】
（1）取本品1片，研细，进行微量升华，所得的白色升华物，加新配制的1%香草醛硫酸溶液1～2滴，液滴边缘渐显玫瑰红色。
（2）取本品2片，研细，加氯仿10ml研磨，滤过，滤液蒸干，加乙醇0.5ml使溶解,作为供试品溶液。
照牛黄解毒丸[鉴别]
（2）项下自“另取胆酸”起试验，显相同的结果[20]。
3物料衡算
3.1工作参数
年产量：
1亿片牛黄解毒片
年工作日：
250天
日产量=年产量/年工日=1亿片/250天=40万片
每片克数：
0.3g
3.2原辅料的物料衡算
制备牛黄解毒片的各工序损耗率详见表3-1：
表3-1各工序损耗率
序号
工序
损耗率（%）
1
称取
1.0
2
粉碎
1.0
3
煎煮
0.5
4
过滤
1.0
5
浓缩
0.5
6
制粒
1.0
7
干燥
1.0
8
整粒
0.5
9
总混
0.5
10
压片
1.0
说明：
干燥过程主要是溶剂的损失，此处忽略原辅料的损失。
大黄、雄黄、冰片和牛黄这四味经过的工序为称取—粉碎——制粒—干燥—整粒—总混—压片。
按每个工序的损耗率计算最终的得率为：
（1-1.0%）×（1-1.0%）×（1-1.0%）×（1-0.5%）×（1-0.5%）×（1-1.0%）=95.1%
黄芩、桔梗、甘草、石膏这四味经过的工序为称取—煎煮（二次）—过滤—浓缩—制粒—干燥—整粒—总混—压片。
按表3-1的损耗率算得最终的得率为：
（1-1.0%）×（1-0.5%）×（1-0.5%）×（1-1.0%）×（1-0.5%）×（1-1.0%）×（1-0.5%）×（1-0.5%）×（1-1.0%）=93.7%
硬脂酸镁经过的工序为称取—整粒—总混—压片。
按表3-1的损耗率算得最终的得率为：
（1-1.0%）×（1-0.5%）×（1-0.5%）×（1-1.0%）=97%
各原料的需求量如表3-2所示：
表3-2原料的需求量
处方组成
每片含量/mg
最终的得率/（%）
年需求量/kg
总利用率%
牛黄
0.005
95.1
565
93
雄黄
0.05
95.1
5652.5
93
冰片
0.025
95.1
2827.5
93
大黄
0.2
95.1
22612.5
93
黄芩
0.15
93.7
1712.5
93
桔梗
0.1
93.7
11475
93
甘草
0.05
93.7
575
93
石膏
0.2
93.7
22952.5
93
硬脂酸镁
0.0015
97
167.5
93
总利用率=100%-（各阶段耗损）=93%
（式3.1）
计算过程如下：
1.牛黄的日用量=（0.005×400000）÷（0.951×0.93）=2.26kg
2.雄黄的日用量=（0.05×400000）÷（0.951×0.93）=22.61kg
3.冰片的日用量=（0.025×400000）÷（0.951×0.93）=11.31kg
4.大黄的日用量=（0.2×400000）÷（0.951×0.93）=90.45kg
5.黄芩的日用量=（0.15×400000）÷（0.937×0.93）=68.85kg
6.桔梗的日用量=（0.1×400000）÷（0.937×0.93）=45.90kg
7.甘草的日用量=（0.05×400000）÷（0.937×0.93）=2.30kg
8.石膏的日用量=（0.2×400000）÷（0.937×0.93）=91.81kg
9.硬脂酸镁的日用量=（0.0015×400000）÷（0.97×0.93）=0.67kg
年用量=每日用量×年工作天数
计算过程如下：
1.牛黄的年用量=2.26×250=565kg
2.雄黄的年用量=22.61×250=5652.5kg
3.冰片的年用量=11.31×250=2827.5kg
4.大黄的年用量=90.45×250=22612.5kg
5.黄芩的年用量=68.85×250=1712.5kg
6.桔梗的年用量=45.90×250=11475kg
7.甘草的年用量=2.30×250=575kg
8.石膏的年用量=91.81×250=22952.5kg
9.硬脂酸镁的年用量=0.67×250=167.5kg
3.3包装材料物料衡算
牛黄解毒片是采用内部、外部结合的包装形式，内部包装是药用PTP铝箔和PVC复合硬片，外部包装是有纸盒、纸箱和说明书三种材料。
包装损耗率如表3-3所示：
表3-3包装损耗率表
名称
损耗率（%）
药用PTP铝箔
1.0
PVC复合硬片
1.0
纸盒
0.5
纸箱
0.05
说明书
0.1
1药用PTP铝箔：
厚度0.02mm，密度2.7×103kg/m3
2PVC复合硬片：
厚度0.14mm，密度1.67×103kg/m3
3单面印字箔的涂布剂：
干量0.007kg/m2
4每板规格为（70×40）mm
纸盒规格为（100×50×15）mm
纸箱规格为（750×500×200）mm
（1）药用PTP铝箔
每板所需PTP的量=（PTP的厚度×PTP的密度+单面印字箔的涂布剂干量）×每板的长度×每板的宽度/（1-损耗率）
=（0.02×10-3×2.7×103+0.007）×70×10-3×40×10-3/（1-1.0%）
=0.0001725kg
每日所需PTP的量=每板所需PTP的量×每日所需板数
=0.0001725×（400000÷24）
=2.875kg
每年所需PTP的量=每日所需PTP的量×工作天数
=2.875×250
=718.75kg
（2）PVC复合硬片
每板所需PVC的量=PVC的厚度×PVC的密度×每板的长度×每板的宽度/（1-损耗率）
=0.14×10-3×1.67×103×70×10-3×40×10-3/（1-1.0%）
=0.0006613kg
每日所需PVC的量=每板所需PVC的量×每日所需板数
=0.0006613×（400000÷24）
=11.02kg
每年所需PVC的量=每日所需PVC的量×工作天数
=11.02×250
=2755.42kg
（3）纸盒
每日所需纸盒数量=每日生产的片数/每盒片数/（1-损耗率）
=400000/24/（1-0.5%）
=16751个
每年所需纸盒数量=每日所需纸盒数量×工作天数
=16751×250
=4187750个
（4）纸箱
每日所需纸箱数量=每日生产的片数/每盒片数/每箱盒数/（1-损耗率）
=400000/24/1000/（1-0.05%）
=17个
每年所需纸箱数量=每日所需纸箱数量×工作天数
=17×250
=4250个
（5）说明书
每日所需说明书数量=每日生产的片数/每盒片数/每盒所需说明书张数/（1-损耗率）
=400000/24/1/（1-0.1%）
=4171张
每年所需说明书数量=每日所需说明书数量×工作天数
=4171×250
=1042750张
包装材料信息如表3-4所示：
表3-4包装材料信息一览表
材料名称
单价（元）
日需求量
年需求量
药用PTP铝箔
55/kg
2.875kg
718.75kg
PVC复合硬片
12/kg
11.02kg
2755.42kg
纸盒
0.25/个
16751个
4187750个
纸箱
1.8/个
17个
4250个
说明书
0.04/张
4171张
1042750张
4设备选型
4.1前处理设备
4.1.1电子秤
通过计算可知，其中最少为硬脂酸镁0.67kg，最多石膏为91.81kg，一共有9种原料需要称量，因此结合性价比、产量性能等因素，选用称量范围为0.01-150kg的电子台秤2台，可满足生产要求。
电子秤的技术参数如表4-1所示：
表4-1ALC-D电子台秤的技术参数
型号名称
面板材质
称量范围
电动功率（kw）
外形尺寸（mm）
ALC-D
不锈钢
10g-150kg
0.015
400×500
4.1.2洗药机
本设计所需原料有大黄、黄芩、桔梗、甘草。
本设计选用的洗药机设有大水箱和排水水槽，可以将污水排出体外，并且水泵所吸的是洁净的水，可以避免药材被二次污染。
XY-500洗药机有良好的洗净能力，尤其对中草药、果实泥沙等作用更佳。
洗药机的技术参数如表4-2所示：
表4-2洗药机的技术参数
型号名称
洗涤产量（kg）
转速（r/min）
电动功率（kw）
外形尺寸（mm）
XT-500
100-300
11
1.3
2600×700×1150
4.1.3热风循环烘箱
LT841型热风循环干燥箱是由角钢，薄钢板，冷轧钢板组成，其外面的壳于内部的工作室采用的室硅酸纤维保温。
热风循环烘箱的技
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