制药工厂设计作业

目 录 第一章 总 述11.1设计题目11.1.1 原料药多功能车间11.2设计依据11.3产品介绍21.3.1硫辛酸21.3.2依非韦伦21.3.3缬沙坦2 1.4产品的组合方案3第二章 工艺说明3.1生产方法32.1.1工艺路线32.1.2 工艺方框流程图4第三章 主要工艺设备选择83.1概述83.2设备选择8第四章 车间布置14 4.1车间布置144.1.1车间布置原则144.1.2车间布置说明15第五章 GMP专篇165.1洁净区划分和空气结晶等级说明165.1.1规定165.1.2车间洁净分区图165.1.3 空气洁净等级17第一章 总 述1.1设计题目 化学原料药多功能车间设计1.1.1 原料药多功能车间 该原料药多功能车间不同于传统的原料药车间，它可以同时或分期生产三种原料药。此三种原料药的工艺流程所用的设备多数可以通用。1.2设计依据（1）中国2010版药品生产管理规范GMP相关规定；（2）洁净厂房设计规范及医用工程设计深度规定；（3）根据国家相关环境保护、劳动保护等法规；（4）化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。1.3产品介绍1.3.1硫辛酸1.3.1.1产品名称及生产规模 产品名称：硫辛酸 英文名称：Thioctic Acid 生产规模：25t/a1.3.1.2产品规格淡黄色针状结晶体，含量99.5%。化学结构式： 分子式：C8H13O2S2分子量：206.31821.3.2依非韦伦1.3.2.1产品名称及生产规模产品名称：依非韦伦英文名称：Efavirenz生产规模：25t/a1.3.2.2产品规格白色晶体，含量99.5%。化学结构式： 分子式：C14H9ClF3NO2分子量：315.681.3.3缬沙坦1.3.3.1产品名称及生产规模产品名称：缬沙坦英文名称：Valsartan生产规模：25t/a1.3.3.2产品规格白色结晶体，含量99.5%。 化学结构式： 分子式：C24H29N5O3分子量：435.521.4.4产品的组合方案 多功能车间先生产硫辛酸，投一批硫辛酸原辅料，固定时间27.25小时，可调整时间14.440小时，共需41.690小时，圆整到45小时生产出精品，一共投料55次，共需2475小时，折合成104天。其次，生产依非韦伦，投一批依非韦伦原辅料，固定时间35.43小时，可调整时间11.020小时，共需46.450小时，圆整到50小时生产出精品，一共投料55次，共需2750小时，折合成115天。最后生产缬沙坦，投一批缬沙坦原辅料，固定时间23.44小时，可调整时间8.254小时，共需31.694小时，圆整到35小时生产出精品，一共投料55次，共需1925小时，折合成81天。 年工作日是300天，实际时间和理论时间的圆整差值时间即为设备清洗和维护以及处理意外状况的时间。第二章 工艺说明.1生产方法2.1.1工艺路线硫辛酸：本产品是以硫化钠、硫磺、6,8-二氯辛酸乙酯等为原料，生产过程包括环合工序、水解工序、精制工序、环合反应、水解酸化反应。环合工序和水解工序是原料、辅料和溶剂在反应罐内经一定反应条件后结晶、离心、干燥得到粗品。粗品进入精制工序经脱色、结晶、干燥得到精品。之后按要求粉碎，检查合格后，进行内包、外包、入库。依非韦伦：本产品是以环丙基乙炔锂、4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺为原料，生产过程包括加成工序、环合工序、精制工序、加成反应、环合反应。加成工序是原料、辅料和溶剂在反应罐内经一定反应条件后结晶、离心、干燥得到加成品。加成品进入环合工序经溶解、环合、结晶、离心、干燥得到粗品。粗品进入精制工序经脱色、结晶、干燥得到精品。之后按要求粉碎，检查合格后，进行内包、外包、入库。缬沙坦：本产品是以N-正戊酰基缬氨酸甲酯为起始原料，生产过程包括加氢还原工序、精制工序、氢化还原反应。氢化还原工序是原料、辅料和溶剂在反应罐内经一定反应条件后结晶、离心、过滤、干燥得到粗品。粗品进入精制工序经脱色、结晶、干燥得到精品。之后按要求粉碎，检查合格后，进行内包、外包、入库。2.1.2 工艺方框流程图2.1.2.1硫辛酸工艺方框流程图 硫辛酸工艺流程如图2-1所示。硫磺粉 水合硫化钠6,8-二氯辛酸乙酯乙醇、四丁基溴化铵环合反应氢氧化钠减压浓缩除去乙醇水解反应盐酸酸化萃取干燥水相预处理过滤有机相减压浓缩结晶离心淋洗干燥回收乙酸乙酯套用粗品乙酸乙酯脱色活性炭脱碳过滤结晶干燥回收乙酸乙酯套用精品包装成品图2-1 硫辛酸工艺方框图2.1.2.2 依非韦伦工艺方框流程图 依非韦伦工艺流程如图2-2所示。醇类物质生物碱丙酮丙酮溶液环丙基乙炔锂溶液I丙酮加成反应丙酮乙基锌减压浓缩溶液4-氯-2-（三氟乙酰基）苯胺乙酸乙酯淬灭反应水相预处理有机相过滤减压浓缩结晶离心淋洗干燥碳酸钠氯甲酸甲酯乙酸乙酯环合反应纯化水萃取有机相干燥过滤滤液减压浓缩结晶离心淋洗干燥乙酸乙酯脱色活性炭结晶脱碳过滤干燥回收乙酸乙酯套用精品包装成品图2-2 依非韦伦工艺方框图2.1.2.3缬沙坦工艺方框流程图 缬沙坦工艺流程如图2-3所示。钯-碳N-正戊酰基缬氨酸甲酯醋酸异丁酯氢化反应压滤回收钯-碳减压浓缩回收醋酸异丁酯水相三次提取，合并有机相水相预处理有机相减压浓缩结晶离心干燥丙酮脱色活性炭脱碳过滤结晶干燥回收丙酮套用精品包装成品图2-3 缬沙坦工艺方框图第3章 主要工艺设备选择3.1概述GMP 第七十四条：生产设备不得对药品质量产生任何不利影响。与药品直接接触的生产设备表面应平整、光洁、易清洗或消毒、耐腐蚀，不得与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质。设备的选型应根据工艺要求，从设备的技术先进性、生产适用性、经济合理性方面进行论证，并对设备的可行性、节能性、配套性、环保性、维修性、操作性及寿命同期进行综合分析和比较，确保选型正确，设备满足GMP要求。本次设计中，设备选型主要根据物料衡算所得结果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，但是不要相差过大，以免造成不必要的浪费。根据此原则，对比物料衡算结果，对设备做出以下选型。3.2设备选择3.2.1离心泵对于本项目，基本上采用离心泵，如图所示，显示了带有备用泵离心泵基本单元模式，图中表示了泵进出管上异径管、切断阀、排气阀、排净阀、管道过滤器和压力表的相对位置以及出口侧流量调节控制方案。离心泵的基本单元控制如图2-4所示。图2-4离心泵3.2.2换热器的控制方案在物料的进口位置设置流量自动调节，确保物料的供应。出口物料的温度自动调节信息来控制加热介质的流量，通过改变加热物质的流量来到达对物料加热的目的。在冷却介质的出口设置温度的传递和显示信息来了解冷却介质的温度，以防冷却介质温度过高损害冷却机组。 换热器的控制方案如图2-5所示。 图2-5 换热器3.2.3氢化加成釜在液体加料口前设置流量自动调节，来控制进入反应釜的液料量。在气体进料口位置设置压力自动调节，确保在釜体内压力达到一定值时来调节压力。在釜体内物料口设置温度自动调节信息来控制夹套内介质的流量，通过改变冷却物质的流量来达到对物质冷却的目的。在冷却介质的出口设置温度的传递和显示信息来了解冷却介质的温度，以防冷却介质温度过高损害冷却机组。在釜底下面设置温度信息传递来了解上下的温度差，同时万一上面的温度计坏掉时备用。 氢化加成釜的控制按如图2-6所示。图2-6氢化加成釜3.2.4离心萃取机在离心萃取机的液体进料口设置流量自动调节，来控制计量进入离心萃取机的液料量。在离心萃取机上设置液位的自动调节信息来调节进入离心萃取机的液体进量，通过调节液体的进量来控制萃取机的液位。离心萃取机的控制方案如图2-7所示。图2-7离心萃取机3.2.5减压浓缩釜在减压浓缩釜的液体进料口设置流量自动调节，来控制计量进入减压浓缩釜的液料量。在釜体内物料口设置温度自动调节信息来控制夹套内介质的流量，通过改变冷却物质的流量来达到对物质冷却的目的。在减压浓缩釜上设置液位的自动调节信息来调节进入减压浓缩釜的液体进料量，通过调节液体的进料量来控制减压浓缩釜内的液位。在减压浓缩釜上设置压力自动调节信息来调节鼓风机的吸出量，通过调节鼓风机吸出气体的量来调节釜内的真空度。 减压浓缩釜的控制方案如图2-8所示。图2-8 减压浓缩釜3.2.6脱色釜的控制方案在脱色釜的釜体内设置温度的自动调节信息来调节进入脱色釜夹套的介质的流量，通过控制进入脱色釜夹套的介质的流量来调节脱色釜内的物料温度。釜上安装视镜以便观察釜内液面高度。 脱色釜的控制方案如图2-9所示。图2-9 脱色釜3.2.7结晶釜的控制方案在结晶釜的釜体内设置温度的自动调节信息来调节进入结晶釜夹套的介质的流量，通过控制进入结晶釜夹套的介质的流量来调节结晶釜内的物料温度。釜上安装视镜以便观察釜内液面高度。 结晶釜的控制方案如图2-10所示。图2-10 结晶釜3.2.8环合水解釜控制方案在环合水解釜的液体进料口设置流量自动调节，来控制计量进入环合水解釜的液料量。通过控制进入环合水解釜夹套的介质的流量来调节环合水解釜内的物料温度。釜上安装视镜以便观察釜内液面高度。在釜内安装在线PH计，便于工人掌控釜内液体的PH信息来调节进入釜内液体的流量，达到控制釜内PH的目的。环合水解釜的控制方案如图2-11所示。 图2-11 环合水解釜3.2.9配料罐的控制方案通过在固体储罐下面配备的称重传感器传递来的信息来自动调节固体的流出量，通过称重传感器传递的信息来计量进入配料罐的固料量。在配料罐的液体进料口设置流量自动调节，来控制计量进入配料罐的液料量。通过控制进入配料罐的夹套的介质的流量来调节配料罐内的所配溶液的温度。 配料罐的控制方案如图2-12所示。 图2-12 配料罐第4章 车间布置4.1车间布置4.1.1车间布置原则 原料药多功能车间内的设备布置与普通原料药车间的设备布置有许多相同之处，如：设备布置要满足水平和垂直方向的连续性；要充分利用位差使物料自动流送，避免物料过多的往返于楼层之间；设备排列尽量整齐，要留有足够的操作及检修空间；需要满足GMP要求等。车间布置如表4-1所示。表4-1 车间布置功能危险性洁净度生产流程一层废液预处理行政区净化区公用工程空调机组泵房反应区仓库区原料区防爆区气体污染区常规区噪音区高温区配电区C级D级常规区配料检验内包外包入库环合氢化水解减压浓缩萃取干燥结晶离心二层行政区辅助区反应区缓冲区存储区4.1.2车间布置说明本车间为原料药车间，占地面积为1512m2，建筑长为42m，宽为36m。车间由反应区、洁净区、检验区、包装区、原料区、配料区、公用工程区、行政区、仓储区、辅助区和缓冲区等11个区域组成。车间分为两层，一层高度为7m，二层高度为7m，总高为14m，其中氢化反应釜上方屋顶应有一定斜度。二层主要为反应区，按生产流程布置反应设备如图4-2所示。氢化环合减压浓缩萃取结晶三合一离心脱碳过滤脱色图（4-2）第五章 GMP专篇5.1洁净区划分和空气结晶等级说明5.1.1规定根据药品生产质量管理规范附录一中规定：洁净区的设计必须符合相应的洁净度要求，包括得到“静态”和“动态”的标准。对非无菌药品的环境监控来说，无官方正式规定。只需对生产区的环境做到某种程度的监控即可。本厂区做了C级和D级的规范。 制造工艺与设备环境的洁净分区如表5-1所示。表5-1 制造工艺与设备环境的洁净分区洁净等级制造工艺与设备环境C药品中期生产工段：减压浓缩、结晶、离心、萃取、洗涤、过滤等D药品的初始及后续工段产品的检查、包装、临时保管、仓储、人员的净化及车间辅助等 *本车间分两层建设，一层洁净等级分为D级区，二层在D级区中嵌入C级区。C、D级洁净区具体划分如图5-1所示。D级环合氢化脱色脱碳检验包装净化辅助C级三合一走廊结晶缓冲间减压浓缩图5-1 C、D级洁净区具体划分5.1.2车间洁净分区图5.1.3 空气洁净等级5.1.3.1厂房空气的洁净度由于生产工艺等原因，需要采用空气净化系统以控制室内空气的含量或含菌浓度的厂房，称为洁净厂房。GMP将洁净厂房内的空气划分为4个洁净等级如表5-2所示。表5-2 GMP洁净厂房空气洁净等级洁净等级/级0.5m尘埃数/5m尘埃数/活微生物个数/10035000510003500002000100100003500000200005001000001050000060000/原料药的精制、烘干及分装一般选择100000级洁净厂房，100000级洁净厂房如图5-3所示。十万级区图5-3 十万级洁净厂房课程：制药工厂设计 题目：原料药多功能车间学院：化学工程学院 班级：120607班 姓名：朱灵伟 学号：120607 教师：宋晓峰