大输液生产课程设计Word格式.docx
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主要参考文献资料
1、制药设备与车间工艺设计管理手册，王晓辉主编，安徽文化音像出版社，2003
2、制药工程原理与设备，安徽科学技术出版社，2006年
3、制药厂生产车间新技术新工艺流程与操作技能应用、质量控
制及设备运行维护实用全书，张寿山主编，中国医药科技电子出版社，2005年
3、《GMP》规范
4、《洁净厂房设计规范》
5、杂志《医药工业设计》
课程设计说明书
题目：
年产1000万瓶葡萄糖输液剂生产设备和工艺
课程：
制药设备与工程设计
系（部）：
化学与生命科学系
专业：
制药工程
班级：
0701
学生姓名：
胡秀文
学号：
20071070
指导教师：
汪学军
完成日期：
2010-6-27
目录
第一章前言6
1.1简介6
1.2输液的分类及临床用途错误！
未指定文件名。
6
1.3输液的质量要求6
1.4葡萄糖输液剂的简介6
第二章工艺设计与说明7
2.1工艺流程图7
2.2处方概述7
2.2.1处方7
2.2.2辅料的选择原则7
2.3制药用水制备8
2.3.1去离子水制备8
2.3.2纯水的蒸馏9
2.4原材料的制备9
2.4.1浓配9
2.4.2过滤9
2.4.3稀配9
2.4.4粗滤和精滤9
2.5输液瓶的清洗10
2.5.1瓶外清洗10
2.5.2清洁剂处理10
2.5.3饮用水处理10
2.5.4纯水清洗10
2.6隔离膜的处理10
2.7橡皮塞的处理10
2.8灌装工序11
2.9灭菌与质检工序11
2.10产品的包装工序11
2.11入库与贮存11
第三章物料衡算12
3.1物料衡算的基础12
3.2物料衡算的基准12
3.3物料衡算条件12
3.4物料衡算的范围13
3.5物料衡算：
13
第四章设备选型14
4.1工艺设备设计与选型的步骤14
4.2全套生产线概述14
4.3启盖机17
4.4外洗机17
4.5超声波洗瓶机18
4.6GFA1型灌封机18
4.7上瓶机、卸瓶机、灯检机19
4.8离子交换器21
第五章参考文献22
第一章前言
1.1简介
大输液为大容量注射剂，是我国医药行业五大类重要制剂之一，在临床上应用广泛。
随着我国医疗技术的进步和人民生活水平的提高，近十多年来，输液剂的研究取得了令人瞩目的成绩。
目前，我国经批准上市的新品种达100余种；
输液产量从1990年的6.34亿瓶增加到2003年的35亿瓶，输液剂的种类也发生了很大的变化，进一步满足了临床治疗的需要。
输液又名打点滴或者挂水。
是由静脉滴注输入体内的大剂量（一次给药在100ml以上）注射液。
通常包装在玻璃或塑料的输液瓶或袋中，不含防腐剂或抑菌剂。
使用时通过输液器调整滴速，持续而稳定地进入静脉，以补充体液、电解质或提供营养物质。
由于其用量大而且是直接进入血液的，故质量要求高，生产工艺等亦与小针注射剂有一定差异，本节就输液有关特点进行讨论。
1.2输液的分类及临床用途
1．电解质输液用以补充体内水分、电解质，纠正体内酸碱平衡等。
如氯化钠注射液、复方氯化钠注射液、乳酸钠注射液等。
2．营养输液用于不能口服吸收营养的患者。
营养输液有糖类输液、氨基酸输液、脂肪乳输液等。
糖类输液中最常用的为葡萄糖注射液。
氨基酸输液与脂肪乳输液将在后面专门论述。
3．胶体输液用于调节体内渗透压。
胶体输液有多糖类、明胶类、高分子聚合物类等，如右旋糖酐、淀粉衍生物、明胶、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。
1.3输液的质量要求
1、在无菌、澄明度及无热源这三项，应更加特别注意，它们也是输液生产中经常出现的主要问题。
2、含量，色泽，pH也应符合要求。
pH应在保障疗效和制品稳定的基础上，力求接近人体的pH，过高或过低都会引起酸碱中毒。
3、输液的渗透压应调为等渗或偏高渗，这样可不引起血象的任何异常变化。
4、此外，输液还要不得含有引起过敏反应的异性蛋白和降压药物，不得损害肝、肾。
5、输液不得添加任何抑菌剂，并在存储过程中质量稳定
1.4葡萄糖输液剂的简介
（1）常见的规格
①100ml:
5g；
②100ml:
10g；
③250ml:
12.5g；
④250ml:
25g；
⑤500ml:
⑥
500ml:
50g
（2）临床应用
葡萄糖是人体主要的热量来源之一，每1克葡萄糖可产生4大卡（16.7kJ）热能，故被用来补充热量。
治疗低糖血症。
当葡萄糖和胰岛素一起静脉滴注，糖原的合成需钾离子参与，从而钾离子进入细胞内，血钾浓度下降，故被用来治疗高钾血症。
高渗葡萄糖注射液快速静脉推注有组织脱水作用，可用作组织脱水剂。
另外，葡萄糖是维持和调节腹膜透析液渗透压的主要物质。
第二章工艺设计与说明
2.1工艺流程图
2.2处方概述
2.2.1处方
【5%葡萄糖输液处方】注射用葡萄糖12.5g
1%盐酸适量
注射用水加至250ml
2.2.2辅料的选择原则
任何药剂在制备过程中都要选用一些辅料。
在片剂的处方中除主药粉末外，还常常根据需要加入稀释剂、润滑剂（或助流剂）、崩解剂等附加剂。
由于剂型因素对药物吸收及生物利用度等有很大的影响，片剂中药物及添入的附加剂均能影响片剂的崩解及主药的释放、吸收。
因此辅料是制备片剂的重要材料，它不仅是原料赋形的基础，还由于本身具有的性质，对片剂的制备工艺、稳定性、安全性、产品质量、疗效等有重要影响。
选择辅料一般基于如下原则：
a）加入辅料应增加药物的物理及化学稳定性。
b）辅料与药物混合后所得的混合物料应有适当的流动性和分散性。
c）选用辅料应能提高至少不妨碍制剂的药效
d）辅料的加入不会增添制剂的毒副反应，最好能改善制剂质量。
2.3制药用水制备
本工艺制备5%葡萄糖输液250ml，需要大量的注射用水，本工艺中以饮用水为原水，首先进行去离子操作，运用离子交换技术，得到一定纯度的去离子水。
再经过蒸馏操作，得到我们所需要的注射用水和蒸馏水。
2.3.1去离子水制备
离子交换系统是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床系统，而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。
其出水电导率可低于1uS/cm以下，出水电阻率达到1MΩ.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。
被广泛应用在电子、电力超纯水，化工，电镀超纯水，锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水，高纯水的制备上。
离子交换设备是传统的去离子水设备，它的产水水质稳定，造价相对较低。
在以往的电厂锅炉补给水都是采用阳床+阴床+混床处理工艺。
采用离子交换方法，可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除，以氯化钠（NaCl）代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达：
去离子水设备
1、阳离子交换树脂：
R-H+Na+=R-Na+H+
2、阴离子交换树脂：
R-OH+Cl-=R-Cl+OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
由此可看出，水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代，而反应生成物只有H2O，故达到了去除水中盐的作用。
2.3.2纯水的蒸馏
纯水就是去掉了水中的全部电解质与非电解质，也可以说是去掉了水中的全部非水物质。
基本都用反渗透法制得。
由于在反渗透预处理中绝大多数都先用活性碳去除了部分非电解质，并且电导率非常容易测量，所以纯水纯度往往也用电导率衡量。
但如果要获得极高纯度的高纯水，还是需通过去除电解质的混床、EDI方法。
再本工艺中采取蒸馏的方法，因为其上一原料已是去离子水，采取高温蒸馏后再回流的方式进行制备。
其方法简单，回流的速率叫快，也比较节余能源，降低设备的费用，同时得到的水的质量也是有保证，可得到注射用水。
对已制备好的水，采取高度洁净的储罐储存，保证注射用水不被污染。
2.4原材料的制备
大输液系直接静脉滴注的灭菌注射剂，其原材料和溶剂都要符合注射剂的质量要求，还应调整pH值和渗透压，配制的过程分为，先浓配，再稀配的方法。
2.4.1浓配
称取注射用葡萄糖溶于适量注射用水中，加热煮沸，使成60%左右的浓溶液，并且再加入的同时，采用一定的搅拌装置搅拌。
配液工序应具备10万级净化条件，防止外界空气污染，必要时用加入0.01%-0.5%的针剂用活性炭煮沸以吸附热原、杂质和色素。
2.4.2过滤
在推动力或者其他外力作用下悬浮液（或含固体颗粒发热气体）中的液体（或气体）透过介质，固体颗粒及其物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体（或气体）分离的操作。
用滤纸或其他多孔材料分离悬浮在液体或气体中固体颗粒、有害物质的一种方法用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法。
过滤多采用加压过滤法，黏度较高时可采用保温过滤。
在本工艺运用陶瓷滤棒或钛滤棒进行预滤，当最初的滤液澄清度不合要求时，可进行回滤。
2.4.3稀配
将过滤好的葡萄糖原液进行稀配，加入已计算得到的合理水量使得达到5%的浓度，加入的是已经制备的注射用水。
稀配同样也要搅拌。
稀释时，原辅材料质量较好，杂质少、纯度高的注射剂的配制。
2.4.4粗滤和精滤
对稀配好的溶液进行以前的过滤时粗滤方法。
采用砂滤棒进行粗滤，粗滤一般进行的时间较短，再精滤中，我们采用微孔滤膜和滤器组成的过滤器，是使大输液完全达到注射剂澄明度和微粒限度要求的最重要的一步。
过滤再制剂工作中，是非常重要的。
再进行完粗滤和精滤过后，再对已配好的溶液进行pH调节，加入盐酸调至pH=3.2-5.5，不仅增加活性炭的吸附力，而且可使葡萄糖中的杂质—糊精水解，以及微量蛋白质凝固。
2.5输液瓶的清洗
输液罐应由无色、透明、耐酸、耐碱、耐高温高压的中性硬质玻璃制成，外观光滑、透明、均匀、端正，瓶口内无毛边。
输液瓶的好坏直接影响大输液的质量和产量。
2.5.1瓶外清洗
瓶外的清洗是保证大输液的质量的必须，对于产品的质量要求的最基本保证。
在本工艺中采用外洗机对玻璃输液瓶的外表面进行清洗。
玻璃输液瓶通过输送机送入外洗机内，快速旋转的毛刷对瓶外壁洗刷，并通过喷洒高压水冲洗瓶外壁，从而达到洗净目的。
由于科技的发展，这部分的内容一般已采用机械快速，连续清洗已满足工业化的需求。
2.5.2清洁剂处理
运用1%-2%洗涤剂刷洗瓶中内外壁，采用滚筒自动洗瓶机刷洗。
洗涤剂一般多采用通用的玻璃洗涤剂。
2.5.3饮用水处理
对于已用清洁剂清洗后的输液瓶，需要通过饮用水处理来出去输液瓶上残留的清洁剂或洗涤剂。
在通过喷洒高压水冲洗瓶外壁，从而达到洗净目的。
饮用水处理后已基本达到要求.
2.5.4纯水清洗
由于饮用水处理已达到基本要求，但因为GMP的要求，水的质量还未达到应用的标准，所以在本步骤中运用的纯水来处理。
纯水的要求已达到了要求。
本部也是有必要。
2.6隔离膜的处理
将涤纶薄膜逐张浸入于0.9%的氯化钠溶液中，煮沸15-30min后，消除静电效应对异物的吸附。
倾去盐酸，加入75%乙醇液，浸入6-12h.
倾去醇液，用滤去的蒸馏水洗涤，或用纯水洗涤也可，以满足GMP要求。
直至洗液中无氯离子反应为止。
将洗净的涤纶薄膜放入过滤的注射用水中浸泡漂洗，临时用洁净镊子夹起，迅速盖在输液瓶口上。
2.7橡皮塞的处理
输液瓶盖上的胶是PE热收缩膜。
在商品包装上通常有PVC（聚氯乙烯）PE（聚酯）POF（多元复合物）热收缩膜。
这些热收缩膜在使用前是经过规定的拉伸力将其拉展。
在包封时通过热空气吹拂，自然收缩达到紧密封口的作用。
它的原料组成都会影响大输液的质量，因此，必须经过处理后，确保安全后，方可应用于实际生产使用。
①用常水浸泡揉搓，除去灰尘杂质等，并挑除破毁者。
②用1%氢氧化钠液或2%碳酸钠液浸泡并煮沸30min.
③除去碱液，用粗液常水冲洗。
④将胶塞再浸没于盐酸中约15-30min
⑤倾去酸液，用粗滤常水冲洗。
⑥用蒸馏水洗涤，直至洗液中无氯离子反应时止。
⑦再用过滤的注射用水洗涤1-2次，并浸泡再过滤的注射用水中，待用。
用时再以过滤的注射用水漂洗，取出甩出的水分，立即用已垫好涤纶薄膜的瓶口中，并翻帽向下，压严。
⑧旧胶塞的处理，同上述步骤。
2.8灌装工序
在灌装前，先进行对以上各部的材料清洗。
运用注射用水清洗后，才进行本工艺的关键步骤，灌装。
灌装需要在洁净度为100级环境下进行。
药液由砂滤棒粗滤，再经微孔滤膜过滤后，便进入到自动灌装机中，最先到的滤液，弃去1000-2000ml，以后便可以灌装了，要调整灌装速度与进瓶的速度，使其同步匹配。
一个班次必须将药液灌封完毕，不得留待次日处理。
灌装在现代的设备上与封装机合为一体，做到了精密合理，再生产线上，更要做到连贯。
与各部原材料的产出统一同步生产。
用灌封的工序由灌注药液、加膜、压胶塞、轧铝盖四步连续组成。
除加膜工序还是手工操作外，其余各工序已采用旋转式自动灌装机、自动翻塞机、自动落盖轧口机的联动化完成整个灌封过程，灌封完毕后，应进行检查，剔除轧口不紧的输液，再进行灭菌处理。
灌装压塞区域通常采用局部百级层流净化装置，并应定期检查。
2.9灭菌与质检工序
在生产中染菌，由不能及时，有效地灭菌，是导致热原的因素之一，因而输液从配制到灭菌，以不超过4小时为宜，根据输液的质量要求以及输液容器大且厚的特点，玻璃瓶包装的输液剂的灭菌条件一般为115.5度、30分钟，灭菌设备常用热压灭菌器，但保温等操作还得需要人的操作，产品的受热程度也要特别关注。
凡是灭菌注射剂都要经过检验合格后，方可使用，用于临床。
主要包括检查和检验。
①检查：
微粒检查；
澄明度检查；
漏气检查
②检验：
鉴别与含量测定；
无菌试验；
热原试验；
毒性试验；
溶血试验；
刺激试验等
在本工艺中，我们主要采用灯检和漏气检查（即倒转瓶子看是否发生漏泄的问题。
2.10产品的包装工序
将检查、检验合格的大容量注射剂，贴以标签，以示标志。
标签的内容应写明品名、浓度、规格、批号、有效期、用法用量、注册商标、批准文号、生产单位。
将输液瓶装入大纸箱中，放入装箱单和合格证，用打包机固定封牢，以利统计、运输、储藏。
2.11入库与贮存
入库的大容量注射剂，其品种、数量应交接清楚，交接双方再入库单上签字，以备存查。
应按药品的温、湿度要求将其存放于相应的库中，药品经营企业各类药品储存库均应保持恒温。
对每种药品，应根据药品标示的贮藏条件要求，分别储存于冷库（2-10℃）、阴凉库（20℃以下）或常温库（0-30℃）内，各库房的相对湿度均应保持在45%—75%之间。
企业所设的冷库、阴凉库及常温库所要求的温度范围，应以保证药品质量、符合药品规定的储存条件为原则，进行科学合理的设定，即所经营药品标明应存放于何种温湿度下，企业就应当设置相应温湿度范围的库房。
如经营标识为15-25℃储存的药品，企业就应当设置15-25℃恒温库。
对于标识有两种以上不同温湿度储存条件的药品，一般应存放于相对低温的库中，如某一药品标识的储存条件为：
20℃以下有效期3年，20-30℃有效期1年，应将该药品存放于阴凉库中。
第三章物料衡算
物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可以确定选用设备的容积、台数、主要尺寸，同时可以进行热量衡算、管路尺寸计算等。
3.1物料衡算的基础
物质的质量守恒定律是物料衡算的基础，即进入一个系统的全部物料必等于离开系统的全部物料，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。
∑G1=∑G2+∑G3+∑G4
式中：
∑G1—输入物料量总和；
∑G2—输出物料量总和；
∑G3—物料损失量总和；
∑G4—物料积累量总和。
当系统内部积累量为零时，上式可以写为：
∑G1=∑G2+∑G3
3.2物料衡算的基准
（1）对于间歇式操作过程,常采用一批原料进行计算；
（2）对于连续式操作过程,可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计算。
物料消耗的结果应列成原材料消耗定额和消耗量表，在计算时应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。
3.3物料衡算条件
年产量：
1000万瓶5%葡萄糖输液剂
一年按250个工作日计算，每天三个班次，每班实际工作7小时。
处方：
注射用葡萄糖12.5g
3.4物料衡算的范围
在进行物料衡算时，经常会遇到比较复杂的计算。
为了计算方便，一般要划定物料衡算范围。
根据衡算目的相和对象的不同，衡算范围可以是一台设备、一套装置、一个工段、一个车间、一个工厂等。
衡算范围一旦划定。
即可视为一个独立的体系。
凡进入体系的物料均为输入项。
离开体系的物料均为输出项。
本设计以一个工段为单位进行计算。
基本数据：
1.输液剂年产量：
1000万瓶5%葡萄糖输液剂
2.日产量：
1.0*107/250=4.0*104瓶
3.葡萄糖年需求量=1.0*107*5%*250*10-3=1.25*105kg
4.葡萄糖日需求量=4.0*104*5%*250*10-3=5*102kg
5.配料中葡萄糖的总损失后得率η1=96%
6.洗涤的用水为配料用水的2倍
7.装液时原液有效率为η2=95%
8.产品后处理的损耗后得率为η3=94%
9.每年工作250天，每天8h
日需产量：
日需产瓶数=4.0*104/η3=42554瓶
葡萄糖日需产量=5*102kg/（η1η2η3）=584kg
水的需求量=42554*0.25*（1+2）=32t
选取设备后核算
对于启盖机、外洗机、超声波洗瓶机、上瓶机、卸瓶机、灯检机来说，他们的生产能力都在60—200瓶/分，因而选取一台90瓶/分即可：
90*60*8=43200>
42554（即安全系数>
1设计合理）
对于GFA1型灌封机来说，其生产能力为20—60瓶/分，因而选取两台45瓶/分即可：
45*60*8*2=43200>
对于离子交换器来说，它的处最大能力为6t/h，开启4t/h：
4*8=32t≥32t（即安全系数>
每日实际产量和原料用量:
5%葡萄糖输液剂
注射用水水每日的产量
葡萄糖输液产量
葡萄糖消耗量
水的消耗量
32t
43200瓶
592kg
注：
各型号的数据在第四章里附述
第四章设备选型
4.1工艺设备设计与选型的步骤
工艺设备设计与选型分两个阶段，第一阶段包括以下内容：
①定型机械设备和制药机械设备的选型；
②计量贮存容器的计算：
③定型化工设备的选型；
④确定非定型设备的形式、工艺要求、台数、主要规格。
第一阶段是解决工艺过程中的技术问题，例如过滤面积、传热面积、干燥面积以及各种设备的主要规格等。
设备选型应该以下步骤：
首先了解所需设备的大致情况．国产还是引进，使用厂家的使用情况，生产厂家的技术水平等；
其次是搜集所需资料，目前国内外生产制剂设备的厂家很多，技术水平和先进程度也各不一样，要做全面比较；
再次，核实与本设计所要求的是否一致；
最后到设备制造厂家了解其生产条件和技术水平及售后服务等。
总之，首先要考虑设备的适用性，使用能达到药品生产质量的预期要求。
先进的工艺优良的产品必须有精良的设备作保证，GMP也要求使用符合其标准的设备。
设备是根据我们的生产任务和设备的生产能力的对比而选定的。
一般情况下，所选设备的生产能力应大于生产任务。
但是不要相差很大，以免造成浪费。
本设计所选设备大部分是从网上搜索、比较得出的，没有把所有参数都列出，以免增加篇幅。
4.2全套生产线概述
BSY50/500型玻璃瓶大输液生产线
主要用途
：
本生产线适用于50ml、100ml、250ml、500ml玻璃瓶瓶装输液生产。
全线由理瓶机、启盖机、外洗机、超声波洗瓶机、灌装机、压塞翻塞机、扎盖机组成，能自动完成理瓶、输瓶、启塑料外盖、瓶内外表面粗清洗、灌装、压塞、翻塞理盖、压盖、扎盖等工序。
性能特点：
①应用先进技术，结构简单、合理、可靠，维护检修方便。
②采用变频无级调速。
③采用超声波洗瓶，清洗无死角。
独特的水密封结构将粗、清洗区完全分开，并且瓶套已同步清洗，完全符合GMP要求。
④采用履带式载瓶，清洗时间长，冲洗瓶后倒水时间长，瓶内无残留水。
⑤省去碱液和毛刷，利于环保和降低了消耗；
利用级差回收水冲瓶，降低了水耗量。
采用自流等距恒速原理灌装，计量准，无机械磨擦，不产生微粒。
增加了前压塞和压盖机构，将胶塞、铝盖压平，使翻塞、扎盖效果更好。
⑦
主要部件及机壳全部采用优质不锈钢及耐腐蚀材料制造，外形美观大方。
⑧
通用性强，更换规格十分方便。
⑨生产线可根据场地情况拐弯布置。
主要技术参数
型号
BSY50/500-120A
BSY50/500-200A
BSY50/500-300A
BSY50/500-400A
最大生产能力
7200瓶/小时
12000瓶/小时
18000瓶/小时
24000瓶/小时
洗瓶机每次进瓶数
12
16
20
24
灌装机头数
18
32
50
压塞机头数
10
30
轧盖机头数
6
15
贴签机头数
1
2
常水用量
500毫升/瓶
去离子水用量
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