制药工程年产3亿粒胶囊生产车间工艺设计.docx
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制药工程年产3亿粒胶囊生产车间工艺设计
制药工程年产3亿粒胶囊生产车间工艺设计
设计题目：
年产3亿粒胶囊生产车间工艺设计
院（系）：
化工与能源学院
专业班级：
制药工程一班
指导教师：
胡国勤、常春、徐敏强、刘冰
******20100370106
李白杨20100370107
李大鹏20100370108
李亚苹20100370109
李迎新20100370110
设计时刻：
2013.9.26---2013.10.25
年产3亿粒速克胶囊生产车间工艺设计
摘要：
本设计遵照课程设计和GMP有关药厂设计的有关规定，选取速克胶囊为要紧产品，完成了年产3亿粒胶囊生产车间工艺设计。
本设计要紧内容包括：
制备方法、工艺流程、物料衡算、设备选型、厂房布局，工艺管道流程设计以及“三废”的处理。
在本设计中采纳的仍是传统的制备方法，其要紧包括制粒、干燥、整粒、灌装、抛光等工序。
物料衡算按照设计任务年产量逆推，分不运罢了每年、每天、每批以及每小时的任务量及相应待处理物料质量。
设备选型则要紧是按照物料衡算所运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，幸免交叉污染的原则，同时兼顾方便生产，完成了车间布局设计。
工艺管道流程图按照工艺流程图的要求，以工艺介质为主线，考虑满足正常生产操作、开停工，安全、环境爱护和事故处理的要求，并考虑修理需要和操作灵活的原则进行设计的。
在“三废”的处理上面本设计要紧突出了环保、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此次设计，该设计的完成极大地提升了我们综合运用各种知识的能力，极大地丰富了对胶囊剂车间的有关认识。
关键词：
速克感冒胶囊车间工艺设计胶囊剂
名目
1.前言
1.1设计任务书：
制药工程专业课程设计任务书（第二、八组）
成员：
专业___________班级___________姓名___________
设计题目二：
年产3亿粒胶囊生产车间工艺设计
设计时刻：
指导老师：
设计内容和要求：
1、确定工艺流程及净化区域划分；
2、每人详细叙述一个胶囊生产工艺设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前沿。
3、物料衡算、设备选型（按单班考虑、片重按0.5g计；要求有湿法制粒、卧式沸腾干燥、铝塑包装）；
4、按GMP规范要求设计车间工艺平面图；
5、卧式沸腾干燥机的安装图（平、立、剖面图1：
50）；
6、编写设计讲明书。
设计成果：
1、设计讲明书一份，包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分讲明、物料衡算、工艺设备选型讲明、工艺要紧设备一览表、车间工艺平面布置讲明、车间技术要求；每位学生的设备详细综述。
2、工艺平面布置图一套（1：
100）；
3、卧式沸腾干燥安装图（平、立、剖面图1：
50）；
4、工艺管道流程图。
1.2研究背景和意义：
在本设计中，速克感冒胶囊剂型选择为胶囊剂。
胶囊剂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。
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进展，已成为口服固体制剂最要紧的剂型之一。
20多年来，全球批准的新药中，硬胶囊剂型呈上升趋势。
随着药业的进展，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。
2.工艺流程设计
本品属于中成药，为胶囊剂，规格为0.5g/粒（每粒含乙酰水杨酸150mg、马来酸氯苯那敏2.5mg、维生素C62.5mg）。
本品为胶囊剂，内容物为棕褐色的粉末；味苦。
要紧成分有忍冬藤、野菊花、射干、乙酰水杨酸、马来酸氯苯那敏、维生素C[1]。
要紧通过了干浸糕制备、粉碎制粒、干燥、整粒、灌装、抛光等工序。
工艺路线选择的原则是：
工艺成熟，技术先进。
按照GMP设备实施的要紧内容，实现制剂的自动化、连续化、密闭化生产，以防止交叉污染、人为污染。
具体流程方框图见图1。
（1）粉碎、过筛要注意排尘除尘。
（2）配料注意称量时的扬尘咨询题。
（3）制粒注意制粒是必须按规定将原辅料混合平均。
（4）干燥注意排气的交叉污染，排气要通过除尘过滤。
（5）整粒、总混有除尘装置。
（6）胶囊填充注意颗粒扩散和除尘装置，局部要保持相对负压。
（7）胶囊抛光经胶囊抛光机去除胶囊外壁粘连的药粉。
（8）包装注意包装间的排热咨询题。
（9）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]。
2.1生产工艺流程示意图[3]
图1.生产工艺流程示意图
忍冬藤2400g野菊花1200g射干400g乙酰水杨酸150g马来酸氯苯那敏2.5g维生素C62.5g（制粒1000粒）。
以上六味，除乙酰水杨酸、马来酸氯苯那敏、维生素C外，其余忍冬藤等三味,加水煎煮二次，每次0.5小时，合并煎液，滤过，滤液浓缩成稠膏，加乙醇使含醇量为60%，静置，滤过，回收乙醇并浓缩至稠膏，加淀粉适量，制成颗粒，干燥，与上述乙酰水杨酸、马来酸氯苯那敏、维生素C混匀，装入胶囊，制成1000粒，每粒装量0.5g即得。
按照以上材料可知乙酰水杨酸含量30%，马来酸氯苯那敏含量0.5%，维生素C含量12.5%[4]。
3.物料衡算
3.1药物颗粒质量运算
每年制粒量：
=
kg
每日制粒量：
=500kg
每批制粒量：
kg
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（以每班产量为基准）如下：
成品所含药物颗粒质量：
500kg
假设外包过程不缺失，则内包时物料质量：
kg
设灌装缺失1%，则灌装时质量：
505.05÷0.99＝510.15kg
整粒总混时质量：
510.15÷0.99=515.3kg
干燥后总质量：
515.3÷0.99=520.5kg
胶囊剂干燥后含水量应小于9%，在此假设干燥后物料的含水量为5%，
则绝干物料质量：
kg
制粒时，要得到比较平均的颗粒，物料的含水量一样要高于60%，假设含水量为70%，则：
湿法制粒时的质量：
kg
每小时湿法制粒时的质量：
kg
以乙酰水杨酸为例，运算原料的年消耗量，每班消耗量，每小时消耗量：
制粒时每班所需物料质量为：
kg
每班所需乙酰水杨酸质量为：
kg
每年所需乙酰水杨酸质量为：
kg
每小时所需乙酰水杨酸质量为：
kg
每一千粒消耗忍冬藤2400g，野菊花1200g，射干400g。
则：
每班制粒：
粒
每小时制粒：
粒
以忍冬藤为例，每年消耗量：
kg
每班消耗量：
kg
每小时消耗量：
kg
通过以上运算，各原料的消耗情形见下表：
表1.原料消耗一览表
名称
每年消耗量/kg
每班消耗量/kg
每小时消耗量/kg
乙酰水杨酸
44952
149.84
18.87
马来酸氯苯那敏
749.1
2.497
0.312
维生素C
18729
62.43
7.80
干浸膏
74919
249.73
31.22
合计
139349
464.50
58.2
表2.中药消耗一览表
名称
每年消耗量/kg
每班消耗量/kg
每小时消耗量/kg
忍冬藤
300
野菊花
150
射干
50
合计
500
3.2包装材料运算
每小时所需胶囊板数量为：
每小时制粒数量/12=
板
每班所需胶囊板数量为：
板
每年所需胶囊板数量为：
板
每小时所需包装盒为：
个
每班所需包装盒为：
个
每年所需包装盒为：
个
每小时所需外包装盒为：
个
每班所需外包装盒为：
个
每年所需外包装盒为：
个
通过上述运算，包装材料消耗情形见下表：
表3.包装材料消耗一览表
名称
每年消耗量
每班消耗量
每小时消耗量
胶囊板
25008000板
83336板
10417板
包装盒
12501600个
41672个
5209个
外包装箱
31254.00个
104.18个
13.02个
4.设备的选型
按照胶囊剂的生产要求，生产速克感冒胶囊剂所需的设备：
粉碎设备、筛分设备、制粒设备、干燥设备、整粒设备、胶囊填充设备、抛光设备；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有关设备。
4.1粉碎设备
由物料恒算知，整个车间每小时至少处理物料58.2kg。
从生产能力考虑，可选一台型号为WFJ-15的微粉碎机[5]，生产厂商为江苏省范群干燥设备厂。
该粉碎机由主机、辅机、电控三部分组成。
具有风选式结构，无筛无网。
机内装有分级机构。
负压使粉碎作业时产生的热量持续排出，适应热敏性物料的粉碎。
能满足生产要求，而且有较大的弹性。
要紧技术参数见表所示：
表4.WFJ-15微粉碎机技术参数
名称
参数规格
生产能力（kg/h）
粉碎细度（目）
进料粒度（mm）
主轴转速（r/min）
外形尺寸（mm）
10～200
80～320
≤10
4500
5410×1660×2500
4.2筛分设备
按照固体制剂的需要，固体制剂过筛的要紧目的是将物料颗粒大小筛匀，在本设计中粒径取0.8mm[6]，在24目（0.7mm）～20（0.83mm）目之间。
每小时需要筛分物料为58.2kg。
从经济性考虑可选取一台ZS-365型振荡筛。
该机采纳专门振动电机,其上下安装偏心块,使筛体产生水平、垂直、倾斜三种运动达到筛分目的。
按照被筛分物料的比重,可将偏心块调至各种相位,以求得理想的筛分成效。
完全符合GMP要求。
要紧技术参数见表所示：
表5.ZS-365型振荡筛技术参数
名称
参数规格
生产能力（kg/h）
过筛目数（目）
电机转速（r/min）
配套电机（kW）
外形尺寸（mm）
重量（kg）
60～500
12～200
1380
0.55
540×540×1060
100
4.3制粒设备
由物料衡算得出每小时湿法制粒时的质量为208.11kg，颗粒直径选择0.8mm，能够选择一台SL-50型高效湿法制粒器[5]。
原料经搅拌桨搅拌，使其混合平均。
加入粘合剂，在搅拌桨和切刀同时作用下，形成平均的湿颗粒。
该型号造粒机要紧参数见表所示：
表6.SL-50型高效湿法制粒器技术参数
名称
参数规格
容积（l）
生产能力（kg/批）
制粒时刻（min/批）
搅拌速度（r/min）
切刀速度（r/min）
配套电机（kw）
尺寸（mm）
重量（kg）
50
25
5～7
200/400
1500/3300
7.3
1250×700×1400
400
4.4干燥设备
制粒完成后，颗粒总质量=208.11÷1.01=206.05kg，其中水分质量为：
206.05×70%=144.235kg。
每小时需要蒸发水分质量要求生产能力大于144.235kg，同时从经济性考虑也不可过大，可选两台型号为XF50型卧式沸腾干燥器[5]，其要紧技术参数见表所示：
表7.XF50型卧式沸腾干燥器技术参数
名称
参数规格
干燥能力（kg/h）
床层面积（m）
功率（kw）
风量（m/h）
进风温度（℃）
占地面积（m）
50～80
2
30
7000
60～140
6×6×8.5
4.5整粒设备
按照物料衡算，每小时整粒质量为515.3÷8=64.4125kg，需要一台生产能力至少为64.4125kg/h的整粒机，可选用一台型号为KZL100快速整粒机[5]，其要紧技术参数见表所示：
表8.KZL100快速整粒机技术参数
名称
参数规格
功率（kw）
定子直径（mm）
生产能力（kg/h）
0.75
100
20～150
4.6胶囊填充设备
按照胶囊数量的运算，每小时需要填充12.5万粒0号胶囊，从生产能力及适用范畴考虑，可选用NJP-3500型全自动胶囊充填机。
NJP-3500型全自动胶囊充填机是在NJP-1200型全自动胶囊充填机的基础上经改进的新型药物充填设备,是为满足大批量生产的需要而设计。
要紧技术参数见下表：
表9.NJP-3500全自动胶囊填充机技术参数
名称
参数规格
产量（粒/min）
适用胶囊
总功率（kw）
机器体积（mm）
机重视量（kg）
3500
00#～4#
10.5
1170×1560×2000
2200
4.7抛光机
按照胶囊数量的运算，每小时需要抛光12.5万粒0号胶囊。
能够选择一台型号为PG-7000型胶囊抛光机[5]。
其要紧技术参数见下表：
表10.PG-7000型胶囊抛光机技术参数
名称
参数规格
生产速度（粒/min）
外形尺寸（mm）
功率（kw）
5000
1150×1250×400
1.2
4.8包装机
由物料衡算可知每小时需包装12.5万粒（10417板），要紧从生产能力方面考虑可选一台DPH—250型全自动铝塑包装机[5]，该机适用于胶囊、片剂、针剂及异形物品的铝塑/纸塑复合密封包装。
该设备要紧技术参数见表所示：
表11.DPH—250型全自动铝塑包装机技术参数
名称
参数规格
生产能力（万粒/h）
包装材料最大宽度版块尺寸系列（mm）
重量（kg）
9.6～34
250mm
81.6×（56-116）×39
800
4.9工艺要紧设备一览表
表12.工艺要紧设备一览表
位号
设备名称
型号
外型尺寸（mm）
单机电量
生产能力
要紧特点参数
1
微粉碎机
WFJ-15
5410×1660×2500
15Kw
10~200Kg/h
粉碎细度（目）：
80~320
2
振荡筛
ZS-365
540×540×1060
0.55Kw
60~500Kg/h
过筛目数（目）：
12~200
3
高效湿法制粒器
SL-50
1250×700×1400
7.3KW
25Kg/批
制粒时刻（min/批）:
5~7
4
卧式沸腾干燥器
XF50
占地面积（m）6×6×8.5
30
50~80Kg/h
风量（m/h）：
7000
5
快速整粒机
KZL100
0.75KW
20~150Kg/h
定子直径（mm）100
6
全自动胶囊充填机
NJP-3500
1170×1560×2000
10.5KW
3500粒/min
适用胶囊：
00#~4#
7
胶囊抛光机
PG-7000
1150×1250×400
1.2Kw
5000粒/min
8
全自动铝塑包装机
DPH—250
81.6×（56-116）×39
12KW
9.6~34万粒/h
包装材料最大宽度（mm）：
250
5.设备详述
WFJ-15微粉碎机[5]
5.1.1结构组成：
WFJ-15微粉碎机由主机、辅机、电控箱三个部分组成，具有风选式、无筛、无网、粒度大小平均等多种性能，生产过程连续进行。
该机达到国际先进水平，广泛适用于制药、化工、食品等工业的物料粉碎。
图2.WFJ-15微粉碎机设备图
5.1.2工作原理
该机经进料口螺旋送料器，将物料送入机体与导流圈之间的粉碎室，在粉碎室内高速旋转的刀片冲击下，使物料甩向固定在机体上的齿圈，造成撞击、剪切，以及物料与物料，物料与刀片、齿圈间的相互碰撞、摩擦、剪切进行交替粉碎。
粉碎后的物料，在负碰压气流的拉力作用下，小粉粒克服自重，随气流越过导流圈，进入分级室。
分级叶轮由叶片组成，高速旋转的叶片产生与负压相反的离心力，深入叶道内的粉粒同时受到负压气流的向心力和粉粒自重及叶轮产生的离心力的作用，粉粒中大于临界直径（分级粒径）的颗粒因质量大，被甩回粉碎室连续粉碎，小于临界直径的颗粒经排粉管进入旋风收集器经排料阀排出。
分级叶轮的旋转速度越高，分级的粉粒越细，调查正分级叶轮的旋转是操纵粉粒大小的决定因素。
5.1.3.国内外现状及研究前沿
微粉碎是一种通过机械外力将粒子压缩、剪切、冲击。
从而将物料粉碎到几十微米或记微米的技术。
微粉碎涉及到机械、力学、物理、化学、生物，在国民经济中日益受到重视，其研究、开发、应用方兴未艾。
近几十年来，为了满足实际生产的需要，粉碎技术差不多取得专门大的进展。
细胞微粉碎在中药制剂中得到了广泛的应用，细胞微粉碎是以打破动、植物类药物细胞为目的物体作业。
超微粉碎是近20迅速进展起来的一项高新技术，能把原材料加工成微米甚至纳米级的微粉，差不多在各行各业得到了广泛的应用。
鉴于粉碎是中药生产及应用中的差不多加工技术，超微粉碎已愈来愈引起人们的关注，尽管该项技术起步较晚，开发研制的品种相对较少，但已显露出特有的优势和宽敞的应用前景。
5.2ZS-365型振荡筛
5.2.1.用途
ZS型高效振荡筛是按照国外资料，克服以往筛粉用量不足而自行研制而成的大容量筛粉机，凡原料和筛子的接触部分，外封面均用不锈钢制造，适用于医药、食品、化工等行业的物料过筛之用。
图3.ZS-365型振荡筛设备图
5.2.2.结构原理
原理：
ZS型高效振荡筛。
它由立式振动电机整机一体组成一个振荡系统、电机主轴上下两端均有偏心激振重块。
上端偏心激振重块与电机主轴固定不动、下端偏心激振重块可调整不同的相位角（0~90°）从而达到选择不同原料的特性。
现在：
物料不但受到专门大水平的离心作用力，而且，还受到专门大垂直方向的作用力，从物料形成复合运动，产生高效筛粉的成效。
结构：
ZS型高效振荡筛多层密闭式筛粉机（可按照用户要求定做层数），用于连续去掉大颗粒的物料选择。
ZS型高效振荡筛由筛箱，传动激振装置，机座，底座四部分组成，本机可用单层或多层分级使用、结构紧凑，操作修理方便，运转平稳噪音低，处理物料量大，细度小，适应范畴广。
B传动激振装置：
由立式振动电机整体通过上下的偏心重块调剂振动幅度，从而达到筛粉的成效。
C机座：
机座由机身、筒座、固定圈三部分组成，机座下装有橡胶碗，防止垂直，水平的振动，使整机平稳。
D底座：
它由机座和连接架组成，且装有电器按钮，开有检查门调剂偏心块。
5.2.3.国内外现状及研究前沿[8]
振动筛是振动机械中进展最快、行业需求量较大、结构较为复杂的 机械设备。
国内振动筛分机械的进展现状
由于工业基础差。
研究能力和制造水平落后，在近５０年，我国筛分
机械走过从无到有，从小到大。
从落后到先进的进展过程。
总体上可分 为四个时期。
进口设备时期。
使用小型的直线振动筛。
仿制时期。
测绘仿制了前苏联的 ｒ ｙｎ系列圆振动筛、Ｂ Ｋ Ｔ系列摇动筛。
波兰的ｗＫ一１５圆振动筛、 ＣＪＭ一２ｌ型摇动筛和ＷＰｌ、ＷＰ２型吊式直线振动筛阿。
研制出国产ｓｚｚ 系列的自定中心筛、Ｓｚ系列的惯性筛和ＳＳｚ系列的直线筛。
这些筛分 机械仿制成功以后的进展初步奠定了基础，并培养了我国第一批技术 人员。
引进提升时期。
在吸取成功研制了 ＹＡ系列圆振动筛、ＺＫＸ系列直线振动筛、ｚＫ系歹ｑ振动筛。
完成振动概 率筛系列、旋转概率筛系列，完成了箱式激振器等厚筛系列、重型冷热 矿筛系列、驰张筛，粉料直线振动筛、琴弦筛、旋流振动筛、立式圆筒筛 的研制也取得成功。
自行研制时期。
我国制定了第一个煤用单、双轴振动筛系列型谱，自主进行了ＺＤＭ （ＤＤＭ）系列单轴振动筛和ＺｓＭＯ）ＳＭ）系列双轴振动筛的产品设计工作。
相继开发了２ＺＫＢ２１６３直线振动筛，ＹＫｌ５４５和２ＹＫ２１４５ 圆振动筛、ＹＨｌ８３６重型振动筛、ｒＱｌ２２４复合振动筛等４种基型新系列 振动筛。
又相继开发ＹＫ和ＺＫＢ自同步直线振动筛系列、香蕉筛系列、 重型冷热矿筛系列、博厚筛、高频振动筛系列。
这些设备成功研制，标志 着我国筛分机械走上了独立进展的道路。
综合国内外筛分机械状况，筛分机械在以后将朝大型化、高可靠性、动态设计方法、先进的制造工艺、新型筛网的方向研发。
5.3SL-50型高效湿法制粒器[5]
图4.SL-50型高效湿法制粒器设备图
5.3.1SL系列高效湿法制粒机 要紧用途：
要紧适用医药、食品、化工等行业粉体注入粘结剂湿颗粒制粒。
5.3.2高效湿法制粒机 工作原理：
粉体物料与粘合剂在圆筒（锥形）容器中由底部混合桨充分混合成湿软物料然后由侧置的高速粉碎桨切割成平均的湿颗粒。
5.4XF50型卧式沸腾干燥器[5]
图5.XF50型卧式沸腾干燥器设备图
5.4.1结构组成
沸腾干燥，又称流化床，它是由空气过滤器、加热器、沸腾床主机、旋风 分离器、布袋除尘器、高压离心风机、操作台组成，由于干燥物料的性质 不同，配套除尘设备时，可按需要考虑，可同时选择旋风分离器，布袋除 尘器，也可选择其中一种，一样来讲比重较大的如冲剂及颗粒物料干燥只 需选择旋风分离器，比重较轻的小颗粒状和粉状物料需配套布袋除尘器， 并备有气力送料装置及皮带输送机供选择。
5.4.2工作原理
散料状固体物料由加料器加入流化床干燥器中，过滤后的洁净空气加热 后由鼓风机送入流化床底部经分布板与固体物料接触，形成流态化达到气固的热质交换。
物料干燥后由排料口排出，废气由沸腾床顶部排出经旋风除尘器组和布袋除尘器回收固体粉料后排空。
蒸气、电、热风炉均可配用（按用户要求配套）
5.4.3产品特点.
可实现自动化生产，是连续式干燥设备。
干燥速度快，干燥温度低，能保证产品质量，符合药品生产ＧＭＰ要求。
5.5NJP-3500全自动胶囊填充机[5]
图6.NJP-3500全自动胶囊填充机
5.5.1产品特点
1、体积小，能耗低，更换模具快，操作方便，容易清洗；采纳福格森传动，振动小，高速运行工作噪声低于75dB,剂量差异操纵在3%内；
2、国产机制胶囊上机率99%
3、回转部位全封闭，具备良好润滑条件，工作台面无油污，幸免了与药物的交叉污染；
4、剂量盘周边设有拦板，专门有效地把剂量盘下平面甩出拉斯维加斯粉通过另一管路回收再利用，同时减少了工作台面的粉尘；
5、NJP-3500A/C型全自动胶囊充填机采纳德国西门子的人机界面，PLC可编程操纵器，液晶显示每分钟产量，累计产量，动态空胶囊和药粉状态，缺胶囊报警提示及药粉不够时自动停机，故障诊断提示等。
注：
真空上料为选配装置
5.5.2国内外现状：
国外有德国BOSCH的GKF,意大利MG2公司的MG系列及IMA公司的Zannasi系列等。
国产有ZJT-20型全自动胶囊填充机等。
其要紧技术性能已接近或达到国外同类机的水平。
6.厂房布局
6.1车间布置的要紧依据和要求[7]
在设计中，每一个设备都考虑一定地位，包括设备本身所占地位，操作地位，设备地位，设备检修拆装地位以及设备与设备、设备与建筑物的安全距离。
设备布置应考虑为操作工人治理多台设备或多种设备制造条件，不宜过紧或过松，应尽量对称紧凑，排列整齐，充分利用空间。
设备的
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