复方氨基酸注射液车间工艺设计大学论文Word下载.docx
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生命与蛋白质依依相关、不可分割。
蛋白质作为“生命的载体”、第一要素，是生命产生、生存和消亡不可缺失的重要物质。
蛋白质的基本组成单位是氨基酸[1]。
生命的过程不可以缺少任何一种，如果缺少任何一种就可导致生理功能的异常，影响正常的机体代谢进行，最终导致各种问题出现。
人体尤其如此，比如：
缺乏胱氨酸和精氨酸，在创伤后非常急需的氨基酸物质，如果摄入过少，即使热能充足仍不能顺利合成蛋白质。
精氨酸和瓜氨酸是形成尿素的重要条件；
胱氨酸的缺少会引起胰岛素分泌的减少，从而导致血糖的升高。
总而言之，氨基酸在人体内通过代谢可以发挥非常重要、不可替代的作用：
首先是合成组织蛋白质、组成生命物质；
也可以组成类蛋白质功能的含氮体，比如酸、激素、抗体、肌酸等；
还可以转变、重组为碳水化合物和脂肪，提供生理功能；
最后氧化成二氧化碳和水及尿素，产生能量。
氨基酸根据其是否能在体内自主合成分为必需氨基酸和非必需氨基酸。
必需氨基酸包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸[2]。
这些氨基酸一般在植物、微生物、其它动物和微生物中可以大量存在。
对婴儿来说，组氨酸是无法自身合成的，也必须通过外界的摄入，所以组氨酸对其来说也是必需氨基酸。
非必需氨基酸可在体内自主合成，作为生命组成的重要物质不需要从外界补充。
由于每个生命体能合成的氨基酸都不一样，每个物种都有自己独有的非必需氨基酸集合。
对人来说，非必需氨基酸有甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、谷氨酸（及其胺）、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、酪氨酸、胱氨酸。
这些氨基酸由碳水化合物的代谢物或由必需氨基酸合成碳链，进一步由氨基转移反应引入氨基生成氨基酸。
有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。
氨基酸根据其结构又分为：
芳香族氨基酸、杂环氨基酸和脂肪族氨基酸。
其中支链氨基酸包括L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸。
芳香族氨基酸：
苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸。
氨基酸的去路都包括以下三个方面。
一是：
合成各种组织蛋白及酶和激素等；
二是：
脱氨基作用的转换形成含氮部分和不含氮部分，含氮部分最终在肝脏部位形成尿素，不含氮部分一部分氧化分解形成最终代谢产物二氧化碳和水并释放能量，另一部分合成糖类和脂肪；
三是：
都可进行转氨基作用形成新的氨基酸。
复方氨基酸是本课题的重点，本次设计采用标准注射液18AA[3]，其分类是按照不同疾病对氨基酸的需求而设立的：
如创伤状态下谷氨酰胺的需要量明显增加，肝病则应增加支链氨基酸，肾功能不良则以提供必需氨基酸为主。
复方氨基酸注射液根据其作用及用途分为营养型与治疗型，治疗型复方氨基酸根据其特殊纽方及临床用途又分为肝病用氨基酸、肾病用氨基酸、创伤用氨基酸制剂。
1工艺设计
1.1药物简介
1.1.1药物名称
中文名称：
复方氨基酸注射液（18AA）
英文名称：
CompoundAminoAcidInjection（l8AA）
1.1.2药物成份
本品为复方制剂，主要成分为18种氨基酸、山梨醇、亚硫酸氢钠与灭菌水。
为无色或几乎无色的澄明液体，遇冷可能出现结晶[4]。
本品系盐酸盐，大量输入可能导致酸碱失衡。
大量应用或并用电解质输液时，应注意电解质与酸碱平衡。
1.1.3药理作用
本注射液在能量供给充足的情况下，可进入组织细胞，参与蛋白质的合成代谢，获得正氮平衡，并生成酶类、激素、抗体、结构蛋白，促进组织愈合，恢复正常生理功能。
常用于蛋白质摄入不足、吸收障碍等氨基酸不能满足机体代谢需要的患者。
亦用于改善手术后病人的营养状况。
1.1.4制剂特点
输液剂，也称为大容量注射剂。
由静脉以及胃肠道以外的其他途径滴注入体内的大剂量注射剂，本品为规格为500ml、25g的瓶装注射剂，其特点是能够补充营养、热量和水分，纠正体内电解质代谢絮乱；
维持血容量以防止休克；
调节体液酸碱平衡；
解毒，用以稀释毒素，促使毒物排泄；
抗生素、强心药、升压药灯多种注射液加入输液剂中筋脉滴注，起效迅速，疗效好，且可避免高浓度药业静脉推注对血管的刺激。
由于注射量大，对无菌、无热源及澄明度的要求更为苛刻[5]。
同时含量、色泽、pH值等均应符合要求。
pH尽量与血浆的pH相近；
渗透压应该为等渗透或适当偏高；
输入体内不应该引起血象的任何异常变化，不损害肾脏、肝脏等；
输液中不得添加任何抑菌剂；
某些输液还要求不能有产生过敏反应的异性蛋白及降压物质。
1.2设计内容
1.2.1设计简介
设计生产品种：
复方氨基酸注射液。
设计生产能力：
年产6000万瓶。
设计工作制：
采用单班制生产模式，则日有效工作时间每班8小时。
全年生产小时数：
250×
8×
2=4000小时。
设计包装形式：
玻璃输液瓶装、药用卤化丁基橡胶塞。
箱装，经过检验后，装箱单、合格证，最后封箱入库。
1.2.2设计原则
（1）在设计中严格遵照《药品生产质量管理规范》（GMP）和《医药工业洁净厂房设计规范》（GB50073—2001）、《医药工程设计文件质量特性和质量评定实施细则》、《医药设计技术规定》以及我国和行业管理部分关于建筑、能源、环保、消防等方面的规范标准等进行设计[6]。
（2）车间内的工艺布局应合理，避免人流、物流有交叉或者返流现象。
（3）对于医药设备的选择，要考虑其是否能够完成生产任务，且应该具有节能高效，经济环保，实用可行等优点。
（4）为保证控制区的洁净度要求，应当采用全封闭的空调系统。
（5）贯彻现行有关消防，环保，卫生，安全，劳动保护等规范制度，采取切实可行的防范措施。
（6）严格质量管理制度，推行质量责任制，严格工艺设计质量。
1.2.3复方氨基酸处方
每1000ml含[7]：
L-脯氨酸（C5H9NO2）1.00g
L-丝氨酸（C3H7NO3）1.00g
L-丙氨酸（C3H7NO2）2.00g
L-异亮氨酸（C6H13NO2）3.52g
L-亮氨酸（C6H13NO2）4.90g
L-门冬氨酸（C4H7NO4）2.50g
L-酪氨酸（C9H11NO3）0.25g
L-谷氨酸（C5H9NO4）0.75g
L-苯丙氨酸（C9H11NO2）5.33g
L-精氨酸盐酸盐（C6H14N4O2·
HCl）5.00g
L-赖氨酸盐酸盐（C6H14N2O2·
HCl）4.30g
L-缬氨酸（C5H11NO2）3.60g
L-苏氨酸（C4H9NO3）2.50g
L-组氨酸盐酸盐（C6H9N3O2·
HCl·
H2O）2.50g
L-色氨酸（C11H12N2O2）0.90g
L-甲硫氨酸（C5H11NO2S）2.25g
L-胱氨酸（C6H12N2O4S2）0.10g
甘氨酸（C2H5NO2）7.60g
山梨醇（C6H14O6）50.00g
亚硫酸氢钠（NaHSO3）0.5g
1.2.4制药用水制备
本工艺制备复方氨基酸输液500ml，需要大量的注射用水，本工艺中以饮用水为原水，首先通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换，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。
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：
阳离子交换树脂：
R-H+Na+=R-Na+H+
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。
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。
在本工艺中采取高温蒸馏后再回流的方式进行制备。
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[8]。
1.3工艺流程
1.3.1工艺流程概述
1.3.2浓配
称取将80%的注射用水60975.61L煮沸且充满氮气，待冷却至90—95摄氏度时，加入山梨醇搅拌溶解，加入1/3的亚硫酸氢钠10.17kg，再逐一投入16种氨基酸搅拌溶解，接着加入0.05%的活性炭30.5kg，在50—55摄氏度下保温30分钟后投入L-胱氨酸和L-络氨酸，最后调节pH值盗5.8-6.3。
1.3.3稀配
将过滤好的浓复方氨基酸液进行稀配，加入余下20%的注射用水15244L控制温度再45—50摄氏度之间，回流20分钟[9]，中间体检测无超标后，加入余下2/3的亚硫酸氢钠20.3kg，搅拌溶解，测pH值。
1.3.4粗滤和精滤
首先过滤脱炭粗滤，再采取砂滤棒二滤，最后采用微孔滤膜和滤器组成的过滤器进行三滤。
1.3.5输液瓶的清洗
采购单的输液瓶应由无色、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。
采购的输液瓶需要彻底清洗以保证GMP要求：
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。
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。
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。
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。
1.3.6灌装与密封
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，才进行灌装。
灌装需要在洁净度为A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。
1.3.7灭菌与质检
在生产中染菌，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摄氏度、30分钟，灭菌设备常用热压灭菌器。
凡是灭菌注射剂都要经过检验合格后，方可使用于临床。
主要包括检查和检验。
检查：
微粒检查；
澄明度检查；
漏气检查。
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。
1.3.8产品的包装
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。
再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。
1.3.9入库与贮存
包装好的产品及时入库，其数量、批次应交接清楚，交接双方在入库单上签字，以备存查。
库房环境应适应药品的温、湿度要求。
严格根据药品标示的贮藏条件，阴凉库（20摄氏度以下）内，库房的相对湿度均应保持在45%—75%之间。
2物料衡算
2.1物质的质量守恒定律
∑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
2.2原辅料的物料衡算
本设计为年产量6000万瓶复方氨基酸注射液的车间初步设计，以一年250个工作日（除去法定节假日及机器保修时间）、每个工作日2班计算。
班产量：
6000万瓶÷
250天÷
2班=12万瓶/每班。
成品规格：
500ml/瓶，过滤操作损耗0.5%，灌封操作损耗0.6%，灭菌操作损耗0.3%，灯检不合格率为0.2%。
2.3投料量计算
2.3.1年实际投料量的计算
年理论产量为6000万瓶，生产工艺流程中损耗量为0.5%+0.6%+0.3%+0.2%=1.6%，
故实际投料量为：
6000万÷
（1-1.6%）=60975609.76瓶。
2.3.2班产量计算
理论班产量为：
2班=12万瓶/班。
实际投料量为：
60975609.76瓶÷
2班=121951.2195瓶/班。
2.3.3班投料量的计算
L-脯氨酸（C5H9NO2）的投料量计算：
1000mL复方氨基酸注射液中含L-脯氨酸（C5H9NO2）1.00g实际投料量为121951.2195瓶，共计6.097560975×
1010mL。
故L-脯氨酸（C5H9NO2）的投料量为：
6.097560975×
1010mL÷
1000ml×
1.00g÷
1kg=60.98kg
依次类推，可制出下表：
表2-1复方氨基酸注射液每班次投料量
项目
1L复方氨基酸输液中含量
每班的投料量
L-脯氨酸（C5H9NO2）
1.00g
60.98kg
L-丝氨酸（C3H7NO3）
L-丙氨酸（C3H7NO2）
2.00g
121.95kg
L-异亮氨酸（C6H13NO2）
3.52g
214.63kg
L-亮氨酸（C6H13NO2）
4.90g
298.78kg
L-门冬氨酸（C4H7NO4）
2.50g
152.44kg
L-酪氨酸（C9H11NO3）
0.25g
15.24kg
L-谷氨酸（C5H9NO4）
0.75g
45.73kg
L-苯丙氨酸（C9H11NO2）
5.33g
325.00kg
L-精氨酸盐酸盐（C6H14N4O2·
HCl）
5.00g
304.88kg
L-赖氨酸盐酸盐（C6H14N2O2·
4.30g
262.20kg
L-缬氨酸（C5H11NO2）
3.60g
219.51kg
L-苏氨酸（C4H9NO3）
L-组氨酸盐酸盐（C6H9N3O2·
H2O）
L-色氨酸（C11H12N2O2）
0.90g
54.88kg
L-甲硫氨酸（C5H11NO2S）
2.25g
137.20kg
L-胱氨酸（C6H12N2O4S2）
0.10g
6.10kg
甘氨酸（C2H5NO2）
7.60g
463.41kg
山梨醇（C6H14O6）
50.00g
3048.78kg
亚硫酸氢钠（NaHSO3）
0.5g
30.49kg
3设备选型
3.1BSY50/500型玻璃瓶大输液生产线概述
图3-1BSY50/500型玻璃瓶大输液生产线
表3-1BSY50/500型玻璃瓶大输液生产线主要技术参数
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
200毫升/瓶
注射水用量
250毫升/瓶
用电量
19.7kw380v50Hz
21.7kw380v50Hz
26.8kw380v50Hz
31.5kw380v50Hz
蒸汽用量
180千克/小时
200千克/小时
长×
宽×
高
21170×
3600×
2000
28000×
4200×
28500×
4500×
29500×
4800×
机器净重
9800千克
12800千克
15000千克
17800千克
适用规格
50ml、100ml、250ml、500ml
A型瓶、B型瓶及小口瓶
本生产线适用于50ml、100ml、250ml、500ml玻璃瓶瓶装输液生产[10]。
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。
其性能特点有以下几点：
（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。
（6）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。
（7）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。
（8）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。
（9）通用性强，更换规格十分方便。
（10）生产线可根据场地情况拐弯布置。
3.2BW-600kg计重台秤
图3-2BW-600kg计重台秤
表3-2BW-600kg计重台秤主要技术参数
主要技术参数
机型
BW台秤
显示
52mm数字LCD显示,附白色LED背光
量程
30kg～600kg
键盘
7键（机械按键）
结构
ABS塑料显示器
分度值
3,000e;
15,000d
传感器激励电压
5V/150mA
ADC
Σ-△
刷新速率
≤1/10
秒
操作环境温度
-10℃～+40℃
电源
12V/500mA可充电电池（6V/4Ah）
选择理由：
山梨醇（C6H14O6）3048.78kg，由于每桶为260kg，故称取为11桶又188.78kg，其余物料均为600kg以下，该型号可靠耐用，普及率高，故选之。
3.3QG180型启盖机
图3-3QG180型启盖机
表3-3QG180型启盖机主要技术参数
生产能力
60-200瓶/分
功率
1.5Kw
380v
50Hz
外形尺寸
1010×
660×
1200（长×
高）
800kg
专供50ml、100ml、250ml、500mlA型和B型玻璃输液瓶在进行洗瓶前将塑料外盖启掉，以便于洗瓶机清洗瓶内。
其工作原理是瓶子经过输瓶机进入搓瓶带内，在揉性凸轮的作用下，利用凸轮与瓶盖的摩擦力，从而将盖启掉，启掉的盖经回收斗回收，启完盖的瓶再经输瓶机输送给洗瓶机，进入下一道工序。
选择它主要考虑以下几点性能特点：
（1）结构紧凑，占地面积小。
（3）适应范围广，更换规格方便。
设备台数计算：
为了使启盖机充分发挥生产能力且不致过大负荷，则设定其生产能力为：
150瓶/分，工作时间1班为8h即班产量为72000瓶。
每班固定生产量为1.2×
105瓶，则所需的灌封机的台数为：
1.2×
105÷
72000=1.67台
则上述启盖机应选2台。
3.4QJW6型外洗机
图3-4QJW6型外洗机
表3-4QJW6型外洗机主要技术参数
30-200瓶/分
电机功率
2.2Kw
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