制药工程课程设计报告.docx
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制药工程课程设计报告
理工学院
年产3000万支益气养血口服液生产车间
工艺设计说明书
学生：
熊璐
学号：
10131040227
专业：
制药工程
班级：
2010级2班
理工学院化学与制药工程学院
二0一三年九月
年产3000万支益气养血口服液生产车间工艺设计说明书
一、工艺概述
1.1口服液概述……………………………………………………………………1
1.2生产工艺流程设计的重要性…………………………………………………1
1.3工艺流程设计的成果及任务…………………………………………………1
二、工艺论证
2.1益气补血口服液处方…………………………………………………………1
2.2工艺流程设计
2.2.1工艺过程简述…………………………………………………………2
2.2.2口服液生产工艺流程具体步骤………………………………………2
三、物料衡算
3.1计算条件………………………………………………………………………4
3.2计算过程………………………………………………………………………4
四、主要设备选型说明
4.1口服液制剂生产工艺各工段要求……………………………………………7
4.2设备选型
4.2.1配液灌的选型……………………………………………………………7
4.2.2过滤器的选型……………………………………………………………8
4.2.3洗瓶设备选型……………………………………………………………8
4.2.4干燥灭菌设备选型………………………………………………………8
4.2.5灌装设备的选型…………………………………………………………9
4.2.6灭菌设备的选型…………………………………………………………9
4.2.7灯检设备的选型…………………………………………………………9
4.2.8贴签机的选型……………………………………………………………9
4.2.9包装设备的选型…………………………………………………………10
4.3设备一览表……………………………………………………………………10
五、制药用水设计
5.1纯化水制备工艺…………………………………………………………………11
5.2每天饮用水的总耗量计算………………………………………………………11
六、车间工艺平面布置说明
6.1布置说明…………………………………………………………………………12
6.2布置原则…………………………………………………………………………12
6.3辅助设施…………………………………………………………………………12
6.4车间布置
6.4.1周围环境…………………………………………………………………12
6.4.2厂房………………………………………………………………………12
6.4.3人员要求…………………………………………………………………13
七、车间技术要求
7.1限额领料…………………………………………………………………………13
7.2根据处方正确计量称量…………………………………………………………13
7.3置与过滤…………………………………………………………………………13
7.4洗瓶和干燥灭菌…………………………………………………………………14
7.5灌封于封口………………………………………………………………………14
7.6灭菌消毒…………………………………………………………………………14
7.7灯检和印包………………………………………………………………………14
参考文献……………………………………………………………………………………15
一、工艺概述
1.1口服液概述
口服液大部分指的是中药口服液体制剂。
如无特别说明，下文均指中药口服液体制剂。
是在中药汤剂、注射剂基础上发展起来的新剂型。
是将中药汤剂进一步精制、浓缩、灌封、灭菌而得到的。
口服液最早是以保健品的一种形式出现于市场的，如西洋参口服液、太太口服液等；而最近，许多治疗性的口服液已在制剂量涌现，如柴胡口服液、玉屏风口服液、银黄口服液、抗病毒口服液、清热解毒口服液等。
口服液具有服用剂量小、吸收较快、质量稳定、携带和服用方便、易保存等优点，尤其适合工业化生产。
有些品种可适于中医急症用药，如四逆汤口服液、银黄口服液，故近几年来多将片剂、颗粒剂、丸剂、汤剂、中药合剂、注射剂等改制成口服液，使之成为药物制剂中发展较快的剂型之一。
但口服液的生产设备和工艺条件要求都较高，成本较昂贵。
应从主药含量、细菌检查、装量差异、澄明度及药液pH等方面进行控制。
1.2生产工艺流程设计的重要性
1.工艺流程设计是化工工艺设计的核心
2.工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌
3.工艺流程设计与设备的设计选型与布置，工艺计算和管路设计密切相关
1.3工艺流程设计的成果及任务
1.工艺流程设计的任务
（1）确定生产流程中各生产过程的具体容、顺序和组合方式
（2）绘制各设计阶段的工艺流程图
2.工艺流程设计成果
工艺流程设计图——用图解形式来表示整个生产工艺过程
二、工艺论证
2.1益气补血口服液处方
【名称】益气补血口服液（Yiqiyangxueoralliquid）
【主要成份】人参（去芦）8.3g黄芪83.4g党参75g麦冬50g当归33.3g白术（炒）33.3g地黄33.3g制何首乌30g五味子25g皮33.3g地骨皮25g鹿茸1.7g淫羊藿50g（《中国药典》[1]）
【性状】本品为棕黄色的液体；味甜、微苦。
【简介/商品功效】益气养血。
用于气血不足所致的气短心悸、面色不华、体虚乏力。
【规格型号】10毫升×10支/盒
【用法用量】口服，一次15~20毫升，一日3次。
【贮藏】密封，置阴凉处。
【用药分类】科用药；虚症类药。
【作用类别】本品为虚症类非处方药药品。
【注意事项】
1、忌不易消化食物。
2、感冒发热病人不宜服用。
3、糖尿病及有高血压、心脏病、肝病、肾病等慢性病严重者应在医师指导下服用。
4、儿童、孕妇、哺乳期妇女应在医师指导下服用。
5、服药4周症状无缓解，应去医院就诊。
6、对本品过敏者禁用，过敏体质者慎用。
7、本品性状发生改变时禁止使用。
8、儿童必须在成人监护下使用。
9、请将本品放在儿童不能接触的地方。
10、如正在使用其他药品，使用本品前请咨询医师或药师。
【制法】以上十三味，鹿茸切片，加水煎煮二次，每次3小时，合并煎液，滤过，滤液浓缩至相对密度1.20-1.25（20oC），加3倍量乙醇，沉淀，滤过，回收乙醇，备用；其余党参等十二味，加水煎煮二次，第一次3小时，第二次2小时，合并煎液，滤过，滤液浓缩至相对密度1.19（20oC）与上述备用液合并，加入蔗糖133g、炼蜜267g，煎煮30分钟，冷却后加入香精，对羟基苯甲酸乙酯适量，调整总量至1000ml，搅匀，即得。
【检查】相对密度：
应为1.15-1.19。
PH值：
应符合合剂项下有关的各项规定。
【剂型】口服液。
【鉴别】取本品20ml，加稀硫酸5ml，煮沸5分钟，放冷，滤过，取滤液加乙醚15ml，振摇提取，提取液浓缩至2ml，加20%氢氧化钠溶液1ml，振摇，放置，碱液层显红色，醚液层转为无色。
2.2工艺流程设计
2.2.1工艺过程简述
口服液生产采用联动机组，该机组由超声波清洗机、灭菌干燥机、口服液灌轧机组成，可完成超声波清洗、冲水、冲气、烘干消毒、灌装、轧盖等工序，实现了机电一体化，自动化程度高，性能达到国先进水平。
灭菌采用快速冷却蒸汽高温灭菌器，缩短操作时间并能消除由于爆瓶带来的不便。
2.2.2口服液生产工艺流程具体步骤
1.瓶子的准备。
口服液核心包装材料是装药小瓶和封口盖，现在常用的4种形式：
塑料瓶、直口瓶、螺口瓶、易折塑料瓶。
（1）洗涤：
为保证产品达到无菌或基本无菌状态，防止微生物污染和滋长导致药液变质，除应确保药液无菌外，还应对包装进行清洗和灭菌。
所以，在制备口服液前必需对口服液瓶进行充分的洗涤以确保口服液达到无菌或基本无菌。
为防止交叉污染，瓶的外壁均需清洗，而且每次清洗后，必须除去残水。
清洗一般包括粗洗和精洗两步。
（2）干燥灭菌：
洗净的口服液瓶还需进行灭菌干燥。
（3）冷却：
在使用灭菌隧道灭菌时，最后都设计有冷却区对灭菌后的口服液进行冷却。
防止温度过高，影响药物的稳定性。
2.溶液配制。
中药口服液的配制过程一般为：
中药材的浸出—浸出液的净化—浓缩—配液。
3.过滤。
药液在提取、配液过程中，由于各种因素带入的各种异物，以及中药提取液中所含的树脂、色素、凝质及胶体等均需滤除，以使药液澄明，再通过精滤除去微粒及细菌。
4.灌装。
口服液配制完毕后，需按剂量灌入玻璃瓶或塑料瓶中，便于储存和服用。
5.封口。
密封保存溶液剂，更有利于保持药物的稳定性，延长储存期。
6.灭菌。
灭菌是指对灌封好的瓶装口服液进百分之百的灭菌，以求杀灭包装物和药液中的所有微生物，保证药品的稳定性。
现在已采用的灭菌方法有辐射灭菌法、微波灭菌法。
7.检查。
口服液生产过程中，为避免有漏灌、异物落入溶液等意外情况的发生，均需进行检漏和灯检。
确定合格后，方可包装。
8.包装。
为便于运输和销售，口服液瓶需包装入盒。
口服液生产工艺流程图[2]如下图1所示：
三、物料衡算
3.1计算条件：
年产量为2000万支的益气补血口服液
年产量为：
2000万支
每支标量容量：
10ml
溶剂：
纯化水
设整个过程口服液瓶损耗为2%
药液损耗为1%
原料纯度为100%
3.2计算过程[3]
每年实际所需口服液瓶量：
年产益气补血口服液的量：
每年所需人参（去芦）：
每年所需黄芪：
每年所需党参：
每年所需麦冬：
每年所需当归：
每年所需白术（炒）：
每年所需地黄：
每年所需制何首乌：
每年所需五味子：
每年所需皮：
每年所需地骨皮：
每年所需鹿茸：
每年所需淫羊藿：
假定每年有300个工作日，每天分3班工作24小时，则：
每天所需口服液瓶的量：
每天实际生产口服液的量：
每天所需人参（去芦）：
每天所需黄芪：
每天所需党参：
每天所需麦冬：
每天所需当归：
每天所需白术（炒）：
每天所需地黄：
每天所需制何首乌：
每天所需五味子：
每天所需皮：
每天所需地骨皮：
每天所需鹿茸：
每天所需淫羊藿：
每班所需口服液瓶的量：
每班所需人参（去芦）：
每班所需黄芪：
每班所需党参：
每班所需麦冬：
每班所需当归：
每班所需白术（炒）：
每班所需地黄：
每班所需制何首乌：
每班所需五味子：
每班所需皮：
每班所需地骨皮：
每班所需鹿茸：
每班所需淫羊藿：
每小时所需口服液瓶的量：
每分钟所需安瓿的量：
物料消耗一览表，见如下表1所示：
表1物料消耗一览表
名称
每年消耗量
每天消耗量
每班消耗量
人参（去芦）
2515151.52
8383.84
2794.61
黄芪
25272727.27
84242.42
28080.81
党参
22727272.73
75757.58
25252.53
麦冬
15151515.15
50505.05
16835.02
当归
10090909.09
33636.36
11212.12
白术（炒）
10090909.09
33636.36
11212.12
地黄
10090909.09
33636.36
11212.12
制何首乌
9090909.09
30303.03
10101.01
五味子
7575757.58
25252.53
8417.51
皮
10090909.09
33636.36
11212.12
地骨皮
7575757.58
25252.53
8417.51
鹿茸
515151.52
1717.17
572.39
淫羊藿
15151515.15
50505.05
16835.02
四、主要设备选型说明
按照口服液的生产要求，生产益气补血口服液所需的设备[3]包括：
配料设备、过滤设备、洗瓶设备、灌封设备、灭菌检漏设备、灯检设备、药品包装设备。
设备的选择将依据物料衡算的结果进行，并选择生产任务匹配的相关设备。
4.1口服液制剂生产工艺各工段要求
口服液体制剂的配制、过滤、灌封、封口、灭菌、包装等工序，除严格接处方及工艺规程的制药工程课程设计要求外，还应注意以下要求和措施。
1.配制与过滤在药液配制前，要求配制工序必需有清场合格证，配料锅及容器、管道必需清洗干净。
此后，必需按处方及工艺规程和岗位技术安全操作法的要求进行。
配制过程中所用的水（去离子水）必需是新鲜制取的，去离子水的贮存时间不能超过24h，若超过24h，必需重新处理后才能使用。
在配制过程中如果需要加热保温则必需严格加热到规定的温度和保温至规定时间。
当药液与辅料混匀后，若需要调整含量、pH值等，调整后需经重新测定和复核。
药液经过含量、相对密度、pH值、防腐剂等检查复核后才能进行过滤。
应注意按工艺要求合理选用无纤维脱落的滤材2，不能够使用石棉作为滤材。
在配制和过滤中应及时、正确地做好记录，并经过复核。
滤液放在清洁的密闭容器中，及时灌封。
在容器外应标明药液品种、规格、批号、生产日期、责任人等。
2.灌装与封口在药液灌装前，精滤液的含量、色泽、纯明度等必须符合要求，直形玻璃瓶必须清洁可用；灌装设备、针头、管道等必须用新鲜蒸馏水冲洗干净和煮沸灭菌；此外，工作环境要清洁，符合要求。
配制好的药液一般应在当班灌封、封口。
经灌封或灌装、封口的半成品盛器应放置生产卡片，标明品名、规格、批号、日期、灌装机号及操作者工号。
根据《药品生产质量管理规》和《药品GMP认证检查项目》中对设备的要求，除了设备的设计、结构应符合生产工艺的要求外，最重要的原则是设备应能防止交叉污染，设备本身不影响产品质量，并便于清洁和维护，设备的设计和选型，布局能使产生差错的危险减至最低限度。
在《药品生产质量管理规实施指南》中明确规定：
口服液因药物性能不同，其制剂工艺及生产环境的洁净级别也不同。
非最终灭菌口服液体药品的暴露工序洁净度为10万级，最终灭菌口服液体药品的暴露工序洁净度为30万级。
在口服液制剂工艺要求下，其设备配置可有洗瓶机、隧道烘箱、灌轧机、铝盖消毒柜以及双扉灭菌柜等。
其中：
对洗瓶机来说，主要考虑到不溶性微粒的控制；对隧道烘箱来说，主要考虑到热分布试验和风口过滤效果；对灌轧机来说，主要考虑到灌装精度和轧盖效果；对双扉灭菌柜来说，主要考虑到热分布和热穿透试验。
但是，口服液制剂生产工艺和设备合理配置的前题是非无菌药品类生产，其最高洁净级别也只有10万级。
通常用于暴露工序洁净度为30万级。
我们只有以此前题为出发点，才能合理有效地把设备与工艺结合起来。
由物料衡算的结果可得：
每年实际所需口服液瓶量：
3000/98%=3061.22万支
则每小时生产或灌装口服液瓶的量为：
3061.22/300/24=0.425万支
每分钟生产或灌装口服液瓶的量为：
0.425/60=0.0071万支=71支
4.2设备选型[4]
4.2.1配液灌的选型
假设每天配液一次，装量系数为0.75，由物料衡算得出每天所生产口服液的量为101010.1支，此时每天配液量为：
101010.1×10=1010101ml，则配液罐实际所需容积1010101/0.75=1346801.33ml。
故选择2m3的配料罐可以满足生产需要，因所配药液应不挂料、光滑及物料清静，所以选择搪玻璃反应罐。
4.2.2过滤器的选型
由每天需配1010101ml，可估算出每小时需过滤1010101/3/8=28058ml=42.087L，可选用移动式过滤器1台。
它主要用于粗滤、半精滤过程。
设备材质为不锈钢，接触药液部分为316L不锈钢材质，避免了污染，过滤介质一般为滤布、滤纸或滤膜。
板框过滤机其主要技术参数如下：
过滤面积为1m2，过滤流量为7m3/h。
4.2.3洗瓶设备选型
选用QCL型立式超声波清洗机，本机符合“GMP”要求，整机与瓶子接触部位采用316L与304材料制作，适用于1~20ml小容量玻璃瓶的、外清洗。
首先将待洗的瓶子放入本机供瓶网带上，经网带运行带动瓶子进入水槽，采用自来水或离子水经超声波粗洗，瓶子经超声波“空化”作用后，使附着在瓶子上的异物脱落。
然后瓶子经不等距螺杆协同提升机构自动上瓶，机械手夹瓶翻转180度，瓶口向下，进行瓶外壁的冲洗，使瓶外壁的异物不进入瓶，然后进入壁冲洗工位。
针头自动插入瓶子部，进行水、气压力精洗、吹干，最后由出瓶轮机构将清洗后的瓶子送出本机，完成瓶子清洗工作。
本机水气管路相互独立且带有压力控制，既保证瓶子清洗时所需的水气压力（水气压力不到设定值时，设备自动停车报警），又避免了各管路的交叉污染，而且设备的清洗区域与动力区域完全隔离，同时还具有与瓶子接触部位在线清洗的功能。
本机可单机使用，也可与灭菌烘箱、AGF型自动安瓿灌封机组成洗、烘、灌装联动线，实现生产过程全部自动化。
主要技术参数如下：
生产能力：
12000支/小时
纯化水耗量：
600kg/h
压缩空气耗量：
45m3/h
外形尺寸：
2044mm×1900mm×1300mm
4.2.4干燥灭菌设备选型
选用GSM-500隧道式灭菌干燥机，本机采用完整的100级层流净化系统，进风口和冷却段都为100级层流保护，杜绝外界空气进入机，确保工作室保持100级状态进行。
采用链轮机构传网带，消除一般网带易跑偏的缺陷。
本设备达到并超过YY0217—1995医药行业标准要求，符合GMP规指标。
主要技术参数如下：
生产能力：
10000~20000瓶/h
适用瓶子规格：
2ml~500ml
灭菌时间:
>5~7min
网带速度：
50~250mm/min
瓶温度：
室温±15oC
净化等级：
100级
冷却方式：
100级垂直层流冷却
风机：
YDF型低噪声风机2台
电源:
380V50Hz
电加热管：
镀金双孔石英管
单机噪声：
<=70dB
用电功率：
50KW
外形尺寸：
4500mm×145mm×1900mm
4.2.5灌装设备的选型
选用KGZ-8型口服液灌轧机，本机可完成理瓶、输瓶、定量灌装、理盖、送盖、轧盖等工序，凡与药物接触的零件均采用不锈钢或聚四氟乙烯制造，对待灌装药液几乎不会造成污染。
除此之外，本机特设无瓶不送盖及无极调速等功能，简化了生产工艺。
主要技术参数如下：
生产能力：
180瓶/min
适应规格：
10~20ml
计量误差：
<=±2%
灌装精度：
>99%
消耗功率：
1.5KW
外形尺寸：
2400mm×1000mm×1700mm
4.2.6灭菌设备的选型
由每小时益气补血口服液的生产量为0.425万支，质量标准规定其相对密度不低于1.20，可估算出每小时生产的益气补血口服液的质量为:
4250×10×1.20=50940g=50.94kg。
据此可知生产能力为240~480kg/h的KMY-2000系列微波液体灭菌机可以满足要求。
它主要用于口服液、糖浆等药剂快速灭菌保鲜处理。
与常规方法相比，微波处理时间短，效率高，清洁卫生；而且长期储存不霉变，有效成分损失少。
微波发生器采用特制水冷磁控管和工业用变压器，有利于长期稳定工作；优化设计的微波反映箱体加热均匀性良好；设备操作简单，抗干扰能力；系统可以控制微波输出功率、物料温度、流量；自动监测每只磁控管工作状态，监测炉门、冷却水状态。
技术参数如下：
设备规格：
KMY-2024
微波频率：
（2450±15）MHz
微波功率：
24Kw
输入功率：
40KW
生产能力：
240~480kg/h
微波泄漏：
符合国际标准
外型尺寸：
2000mm×1100mm×1700mm
4.2.7灯检设备的选型
选用TT21-YB-II型号澄明度检测仪。
外形美观，操作方便。
适用于各类针剂和瓶装药液的澄明度检测。
采用三基色专用荧光灯，电子镇流器，和遮光装置组成的光路系统消除了频闪，照度可调，提高了目测分辨率，并减小视觉疲劳。
采用数字式电子照度计、读数直观，稳定可靠，检测时间可任意设定，并且有声光报警功能。
性能指标如下：
功率：
30W
灯管：
20W（专用荧光灯）
照度围：
1000－4000LX
时限围：
1－79S任意设定
外形尺寸：
703mm×175mm×513mm
4.2.8贴签机的选型
由每小时益气补血口服液的生产量为0.425万支，可选用SH2570B高速贴签机，包括理瓶转台，贴签，装盒工作台。
贴签能力为300瓶/min（直径12mm），外形尺寸：
4810mm×1200mm×1250mm。
4.2.9包装设备的选型
生产能力为0.425万支/h，根据生产能力可选择印字频率为7860-1200/h的DPP型全自动针剂印字铝塑泡罩包装机包装设备2台，其生产能力为2~4万支/h。
它取消了原传统的纸盒包装，采用国外先进铝（纸）塑包装，并简化生产工艺，提高产品档次。
适用于1毫升、2毫升针剂、口服液、西林新形式等印字及铝塑包装。
其外形尺寸：
1300mm×400mm×1070mm
4.3设备一览表[6]
设备选型一览表见下表2：
表2设备选择一览表
序号
设备名称
台数
主要规格型号
1
配液罐
1
搪玻璃配料罐
容量：
1m3
2
移动式过滤器
1
板框过滤，带输送泵
过滤面积：
1m2；过滤流量：
7m3/h
3
洗瓶机
1
QCL型立式超声波清洗机
生产能力：
12000支/小时；纯化水耗量：
600kg/h
压缩空气耗量：
45m3/h；
外形尺寸：
2044mm×1900mm×1300mm
4
隧道烘箱
1
GSM-500隧道式灭菌干燥机
生产能力：
10000~20000瓶/h；单机噪声：
<=70dB
灭菌时间:
>5~7min；适用瓶子规格：
2ml~500ml
瓶温度：
室温±15oC风机：
YDF型低噪声风机2台
净化等级：
100级；冷却方式：
100级垂直层流冷却
电源:
380V50Hz；适用瓶子规格：
2ml~500ml
电加热管：
镀金双孔石英管；网带速度：
50~250mm/min
外形尺寸：
4500mm×1450mm×1900mm
5
液体灌装机
1
KGZ-8型口服液灌轧机
生产能力：
180瓶/min；适应规格：
10~20ml
计量误差：
<=±2%；灌装精度：
>99%
消耗功率：
1.5KW；外形尺寸：
2400mm×1000mm×1700mm
6
灭菌柜
1
KMY-2000系列微波液体灭菌机
设备规格：
KMY-2024；微波频率：
（2450±15）MHz
微波功率：
24Kw；输入功率：
40KW
生产能力：
240~480kg/h；微波泄漏：
符合国际标准
外型尺寸：
2000mm×1100mm×1700mm
7
灯检机
1
型号:
TT21-YB-II
性能指标：
功率：
30W；灯管：
20W（专用荧光灯）
照度围：
1000－－4000LX；
时限围：
1－－79S任意设定
外形尺寸：
703mm×175mm×513mm
86
贴签机
1
SH2570B高速贴签机
贴签能力：
300瓶/min（直径12mm）
外形尺寸：
2020mm×650mm×1450mm
9
包装机
2
DPP型全自动针剂印字铝塑泡罩包装机
印字频率为7860-1200/h
外形尺寸：
1300mm×400mm×1070mm
5.1纯化水制备工艺纯
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