工艺设备选型与车间布置设计.ppt

工艺设备选型与车间布置设计,工艺设备选型,工艺设备的分类和来源 GB/T 15692将制药设备分为八类(1)原料药设备及机械 反应设备、分离设备、换热设备、药用灭菌设备、储存设备等。(2)制剂机械 混合机、制粒机、压片机、包衣机(3)药用粉碎机械(4)饮片机械 中药选、洗、润、切、洪、炒、煅等方法制取中药饮片(5)制药用水设备,(6)药品包装机械(7)药物检测设备(8)制药辅助设备 按照标准化的情况，将制药设备可分为标准设备和非标准设备。选择设备时，应尽量选择标准设备。标准设备可从产品目录、样本手册和网上查到其规格和牌号。,工艺设备选型的任务(1)确定单元操作所用设备的类型(2)根据工艺的要求决定所有工艺设备的材料(3)确定标准设备的型号或牌号以及台数(4)对于已有标准图纸的设备，确定标准图的图号和型号(5)对于非标准设备，通过设计与计算，确定设备的主要结构及其主要工艺尺寸，提出设备设计条件单(6)编制工艺设备一览表,设备选型的原则(1)满足工艺要求 满足最大单位产量、适应产品品种变化的要求、操作可靠、有合理的检测与控制系统(2)满足GMP中有关设备选型、选材的要求(3)设备要成熟可靠(4)要满足设备结构上的要求 强度、刚度、耐腐蚀性、易于操作与维修(5)要考虑技术经济指标,制剂设备的选型与安装,制剂设备的特殊性 目前制剂生产剂型有片剂、针剂、粉针、胶囊、冲剂、口服液、冲剂、栓剂、软膏、糖浆等多种剂型，每生产一种剂型都需要一套专用生产设备。制剂专用设备分为单机生产设备和联动生产线两种。,制剂专用设备选型主要依据(1)工艺设备选型的主要依据 符合国家、行业标准；满足药品生产的要求保证药品生产的质量；具有完整的符合标准的技术文件。(2)制药机械GMP设计通则 a.设备的设计与安装应符合药品生产及工艺的要求，安全、稳定、可靠，易于清洗、消毒或灭菌，便于生产操作和维修保养，并能防止差错和交叉污染；b.设备的材质选择应严格控制。与药品直接接触的零部件均应选用无毒、耐腐蚀，不与药品发生化学变化或吸附药品的材质；,c.与药品直接接触的设备内表面及工作零件表面应平整、光滑、无死角，易清洗与消毒；d.设备应不对装置之外环境构成污染，鉴于每类设备所产生污染的情况不同，应采取防尘、防漏、隔热、防噪声等措施；e.在易燃易爆环境中的设备，应采用防爆电器并设有消除静电及安全保险装置；,f.对注射剂的灌装设备除应处于相应的洁净室内运行外，要按GMP要求，局部采用100级层流洁净空气保护下完成各个工序；g.药液、注射用水及净化压缩空气管道的设计应避免死角、盲管。材料应无毒，耐腐蚀。内表面应经电化抛光，易清洗。h.设备清洗除采用一般方法外，最好配备在线清洗（CIP），在线灭菌（SIP）的洁净、灭菌系统；,i.设备设计应标准化、通用化、系列化和机电一体化。j.涉及压力容器，还应符合GB1501998“钢制压力容器”有关规定。,制药设备GMP要点,（一）完善功能设计 加大对制药生产设备的研制力度和设计能力，加强对生产制药设备的质量监控，使GMP的实施从设备源头抓起，完善功能设计是生产设备贯彻GMP的重要措施。,1、净化功能。对设备来讲包含两层意思，即：设备自身不对生产环境形成污染以及不对药物产生污染。2、清洗功能。GMP提倡的设备在线清洗(CIP)功能，将成为清洗技术的发展方向，以保证药品纯度和有效性。3、在线监测与控制功能。GMP要求药品的生产应是连续性的，且工序传输的时间最短，减少人与药物的接触及缩短药物暴露的时间，成为设备设计及设备改进中重要的指导思想之一。4、安全保护功能。药物有热敏、吸湿、挥发、反应等不同性质，不注意这些特性就容易造成药物品质的改变，这也是设备设计应注意的问题。,车间布置设计,车间布置是否合理，不仅与施工、安装、建设投资密切相关，而且与车间建成后的生产、管理、安全和经济效益密切相关。车间布置设计是一项复杂而细致的工作，它是以工艺专业为主导，在大量的非工艺专业如土建、设备、安装、电力照明、采暖通风、自控仪表、环保等的密切配合下，由工艺人员完成的。,制药车间布置设计的特点,药品是一种特殊商品，其质量好坏直接关系到人体健康、疗效和安全。为保证药品质量，原料药车间的成品工序(精制、烘干、包装工序)与制剂车间一样，其生产环境都有相应的洁净等级要求。,在进行车间布置设计时，设计人员应熟悉并执行有关的设计规范和规定，如建筑设计防火规范(GBJ 16-87)、石油化工企业设计防火规定(GB50160-99)、化工企业安全卫生设计标准(HG20571-95)、工业企业厂界噪声标准(GB2348-90)、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定(GB50058-92)、洁净厂房设计规范(GBJ 73-84)、药品生产质量管理规范(国家药品监督管理局，1998年修订版)、采暖通风和空气调节设计规范(GBJ 19-87)等。,车间布置设计的内容和步骤,车间布置设计是在工艺流程设计、物料衡算、能量衡算和工艺设备设计之后进行的,因此,一般已具备下列设计基础资料：不同深度的工艺流程图，如初步设计阶段带控制点的工艺流程图、施工阶段带控制点的工艺流程图。物料衡算、能量衡算的计算资料和结果，如各种原材料、中间体、副产品和产品的数量及性质；三废的数量、组成及处理方法；加热剂和冷却剂的种类、规格及用量等。,工艺设备设计结果，如设备一览表，各设备的外形尺寸、重量、支承形式、操作条件及保温情况等。厂区的总平面布置示意图，包括本车间与其它车间及生活设施的联系、厂区内的人流和物流分布情况等。其它相关资料，如车间定员及人员组成情况，水、电、汽等公用工程情况，厂房情况等。,在进行车间布置设计时，一般应考虑下列因素：本车间与其它车间及生活设施在总平面图上的位置，力求联系方便、短捷。满足生产工艺及建筑、安装和检修要求。合理利用车间的建筑面积和土地。车间内应采取的劳动保护、安全卫生及防腐蚀措施。人流物流通道应分别独立设置，尽可能避免交叉往返。对原料药车间的精制、烘干、包装工序以及制剂车间的设计，应符合药品生产质量管理规范的要求。要考虑车间发展的可能性，留有发展空间。厂址所在区域的气象、水文、地质等情况。,收集有关的基础设计资料确定车间的防火等级 设计人员根据生产过程中使用、产生和贮存物质的火灾危险性，按建筑设计防火规范和石油化工企业设计防火规定，确定车间的火灾危险性类别。确定车间的洁净等级 对于有洁净等级要求的车间，设计人员应根据药品生产质量管理规范的要求，确定相应的洁净等级。,车间布置设计通常采用两阶段设计即初步设计和施工图设计。在初步设计阶段，车间布置设计的主要成果是初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图；在施工图设计阶段，车间布置设计的主要成果是施工阶段的车间平面布置图和立面布置图。,初步设计 根据带控制点的工艺流程图、设备一览表等基础设计资料，以及物料贮存运输、辅助生产和行政生活等要求，结合有关的设计规范和规定，进行初步设计。初步设计的任务是确定生产、辅助生产及行政生活等区域的布局；确定车间场地及建(构)筑物的平面尺寸和立面尺寸；确定工艺设备的平面布置图和立面布置图；确定人流及物流通道；安排管道及电气仪表管线等；编制初步设计说明书。,施工图设计 初步设计经审查通过后，即可进行施工图设计。施工图设计是根据初步设计的审查意见，对初步设计进行修改、完善和深化，其任务是确定设备管口、操作台、支架及仪表等的空间位置；确定设备的安装方案；确定与设备安装有关的建筑和结构尺寸；确定管道及电气仪表管线的走向等。在施工图设计中，一般先由工艺专业人员绘出施工阶段车间设备的平面及立面布置图，然后提交安装专业人员完成设备安装图的设计。,车间的总体布置,厂房形式 建筑的种类很多，特点不一，可按不同的方式进行分类。建筑可分为砖木结构建筑、砖混结构建筑、钢结构建筑、钢筋混凝土结构建筑等。又如，按层数不同，可将厂房建筑分为单层厂房、多层厂房和混合层数厂房。,建筑模数协调统一标准中采用的基本模数为100mm，建筑物的有关尺寸应是基本模数的倍数。建筑物在水平方向可分别按300、600、1200、1500、3000、6000mm的尺寸进级，在垂直方向可分别按300、600mm的尺寸进级。显然，建筑物的柱距、跨度以及门、窗洞口在墙的水平或垂直方向的尺寸等均为300mm的倍数。,厂房建筑的定位尺寸可用柱距和跨度来表示。厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网。厂房建筑的柱、墙及其它构配件均以定位轴线为基准标定其位置及标志尺寸。厂房建筑的定位轴线包括纵向定位轴线和横向定位轴线，其中纵向定位轴线与厂房的长度方向平行，横向定位轴线与厂房的长度方向垂直。相邻纵向定位轴线间的距离称为跨度，横向定位轴线间的距离称为柱距。,厂房建筑的定位尺寸,厂房的平面形式主要有长方形、形、形和 形，其中长方形厂房具有结构简单、施工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点，因此是最常用的厂房平面形式,尤其适用于中小型车间。当厂房较长或受工艺、地形等条件所限，厂房的平面形式也可采用 形、形、形等特殊形式，此时应充分考虑采光、通风、交通通道、进出口等问题。在确定厂房的平面形式时，既要考虑生产工艺要求，又要考虑地形等自然条件以及土建施工的可行性、合理性和经济性。因此，工艺、土建等专业的设计人员应密切配合，对各种方案进行认真的分析和比较，以确定适宜的厂房平面形式。,根据生产工艺要求，工业厂房的层数可以是单层，也可以是多层或单层和多层相结合的形式。一般情况下，单层厂房的投资较少，利用率较高，缺点是占地面积较大。常见制药厂房的剖面形式如图所示。,(a)单层厂房(b)有天窗的单层厂房(c)多层厂房(d)有天窗多层厂房(e)有内走廊多层厂房(f)有内走廊及天 窗多层厂房,一般情况下，单层原料药厂房的宽度不宜超过30m，多层则不宜超过24m。对于采用人工照明的单层洁净厂房，其宽度可根据需要增加。厂房的常见宽度有9m、12m、15m、18m和24m。宽度较小的单层厂房内一般不设立柱，即采用单跨，跨度为厂房的宽度。宽度较大的单层厂房或多层厂房，厂房内常设有立柱，其跨度一般为6m。对有内走廊的厂房，内走廊间的跨度一般为3m(内走廊宽度)。厂房的宽度通常为23跨，柱网按6-6、6-3-6、6-6-6的形式布置，如6-3-6表示厂房有三跨，跨度分别为6m、3m和6m，中间的3m为内走廊的宽度。厂房的长度由生产规模和工艺要求决定，柱距一般为6m。常见工业厂房的柱网如图所示。,(a)方格式柱网,(b)内廊式柱网,车间一般包括生产区、辅助生产区和行政生活区三部分，各部分的组成与产品种类、生产工艺流程、洁净等级要求等情况有关。,一般化工车间的组成,制药洁净车间的组成,根据生产规模、生产特点以及厂区面积、地形、地质等条件的不同，车间布置形式可采用集中式或单体式。若将组成车间的生产区、辅助生产区和行政生活区集中布置在一栋厂房内，即为集中式布置形式；反之，若将组成车间的一部分或几部分分散布置在几栋独立的单体厂房中，即为单体式布置形式。,车间布置设计既要考虑车间内部各区域之间的协调,又要考虑车间与厂区的供水、供电、供热(蒸汽)和管理部门之间的协调,使之密切配合,成为一个有机的整体。,设备布置的基本要求,设备布置的任务主要是确定工艺设备的空间位置以及管道、电气仪表管线的走向和位置，从而为进一步确定建筑物的平面尺寸和立面尺寸提供依据。,设备排列方法 设备在厂房内的排列方法可根据厂房宽度和设备尺寸来确定。对于宽度不超过9m的车间，可将设备布置在厂房的一边，另一边作为操作位置和通道。,设备在厂房内的排列方法,对于中等宽度(1215m)的车间，厂房内可布置两排设备。两排设备可集中布置在厂房中间，而在两边留出操作位置和通道。也可将两排设备分别布置在厂房两边，而在中间留出操作位置和通道。对于宽度超过18m的车间，可在厂房中间留出3m左右的通道，两边分别布置两排设备，每排设备各留出1.52m的操作位置。,设备在厂房内的排列方法,操作间距 在布置设备时，不仅要考虑设备自身所占的位置，而且要考虑相应的操作位置和运输通道。有时还要考虑堆放一定数量的原料、半成品、成品和包装材料所需的面积和空间。,安全距离 设备与设备之间以及设备与建筑物之间还应留有一定的安全距离。安全距离的大小不仅与设备的种类和大小有关，而且与设备上连接管线的多少、管径的大小以及检修的频繁程度等因素有关。设备的安全距离目前尚无统一规定，对于中小型车间内的设备布置，设备的安全距离可参考表1中的数据选取。,凡通过楼层的设备应在楼面的适当位置设置吊装孔。当厂房较短时，吊装孔可设在厂房的一端；当厂房较长(36m)时，吊装孔应设在厂房的中央。多层楼面的吊装孔应在每一楼层相同的平面位置设置，并在底层吊装孔附近设一大门，以便需吊装的设备能够顺利进出。,图 吊装孔及设备运输通道,釜式反应器、塔器、蒸发器等可直接悬挂在楼面或操作台上，此时应在楼面或操作台的相应位置预留出设备孔。设备孔可以做成正方形，安装时可将设备直接由设备孔中吊至一定高度后再旋转450放下，使支座支承在楼面或操作台上。穿越楼面或操作台的管道可经方孔角通过，剩余处可辅上防滑钢板。设备孔也可以做成圆形，安装时设备只能由上往下放入设备孔中。空隙d的尺寸一般应比支座下部突出物(含保温层)的最大尺寸大0.10.3m。,图 吊装孔及设备运输通道,在布置设备时还要考虑设备安装、检修、拆卸以及运送物料所需的起重运输设备。若不设永久性起重运输设备，则要考虑安装临时起重设备所需的空间及预埋吊钩，以便悬挂起重葫芦。若设置永久性起重运输设备，则不仅要考虑设备本身的高度，而且要确保设备的起重运输高度能大于运输线上最高设备的高度。,图 设备的起吊高度,在布置设备时，应避开厂房的沉降缝或伸缩缝。在满足工艺要求的前提下，较高的设备可集中布置在一起。这样，当需要提高厂房高度时，可只提高厂房的局部标高而不必提高整个厂房的高度，从而可降低厂房造价。此外，还可利用天窗的空间安装较高的设备。厂房内的操作台应统一考虑，整片操作台应尽可能取同一标高，并避免平台支柱的零乱或重复。,4.满足安全、卫生和环保要求采光 为创造良好的采光条件，首先应从厂房建筑本身的结构来考虑，以最大限度地提高自然采光效果。为了提高自然采光和通风效果，建筑设计人员可设计出不同的建筑结构形式，特别是形状各异的屋顶结构。,图 厂房的屋顶结构,为便于操作人员读取仪表和有关数据，在布置设备时，应尽可能使操作人员位于设备和窗之间，即让操作人员背光操作。此外，特别高大的设备要避免靠窗布置，以免影响采光。,图 背光操作示意图,通风 通风问题是制药车间的重要课题。为创造良好的通风条件，首先应考虑如何最有效地加强自然对流通风，其次才考虑机械送风和排风。为创造良好的自然对流条件，可在厂房楼板上设置中央通风口，并在房顶上设置天窗，如图所示。中央通风孔不仅可提高自然通风效果，而且可解决厂房中央光线不足的问题。,图 有中央通风孔的厂房,厂房内每小时通风次数的多少应根据生产过程中有害物质的逸出速度，以及空气中有害物质的最高允许浓度和爆炸极根来确定。此外，对产生大量热量的车间，不仅要采取相应的降温措施，而且要适当增加通风次数。,厂房内每小时通风次数的多少应根据生产过程中有害物质的逸出速度，以及空气中有害物质的最高允许浓度和爆炸极根来确定。此外，对产生大量热量的车间，不仅要采取相应的降温措施，而且要适当增加通风次数。,防火防爆 凡属火灾危险性的甲、乙类厂房，必须采取相应的防火防爆措施。甲类厂房又称为防爆车间，其厂房应是单层的，内部不能有死角，以防爆炸性气体或粉尘的积累。当甲、乙类厂房与其它厂房相连时，中间必须设置防火墙。车间内的防火防爆区域与其它区域也必须用防火墙分隔开来。厂房的通风效果必须保证厂房中易燃易爆气体或粉尘的浓度不超过规定的限度。在防火防爆区域内，要采取措施防止各种静电放电和着火的可能性。,环境保护药品生产中通常要产生一定量的污染物，因此，在设计时要考虑相应的环保设施，以免对环境造成污染。凡产生腐蚀性介质的设备，其基础及设备附近的地面、墙、梁、柱等建(构)筑物都要采取相应的防护措施，必要时可加大设备与墙、梁、柱等建(构)筑物之间的距离。对运转时会产生剧烈震动和噪声的设备，应采取相应的减震降噪措施。,贮罐(槽),图 贮罐的立面布置示意图,图 卧式贮罐平台示意图,(a)联合平台(b)联合平台(c)独立平台,图 立式贮罐平台示意图,(a)联合平台(b)独立平台,流体输送设备,泵,风机,压缩机,换热器是药品生产中的重要设备之一。换热器的种类很多，如夹套式、套管式、蛇管式、列管式、板式和螺旋板式等，其中以列管式换热器最为常用。列管式换热器的基本型式有固定管板式、U型管式和浮头式三种。在布置换热器时，应遵循缩短管长和顺应流程的原则。,换热器,釜式反应器,(a)立面布置图,(b)平面布置图图 釜式反应器布置示意图,塔设备,塔设备是典型的气液传质设备,常用于精馏、吸收、萃取等单元操作过程。塔设备的种类很多,如板式塔、填料塔、喷淋塔等,其中以板式塔和填料塔较为常见。(1)大型塔设备一般布置在室外，用裙座直接安装于基础上。小型塔设备既可布置在室内，支承于楼板或操作台上；也可布置在室外，用框架支承。(2)多个塔设备可按工艺流程的顺序成排布置，并尽可能按塔筒中心线取齐。(3)塔附属设备的框架和接管常布置在一侧，另一侧则作为布置塔的空间。,蒸发器,过滤设备,间歇式过滤机,连续式过滤机,离心机,板框压滤机,叶滤机,干燥设备,在药品生产中，固体物料、半成品和成品以及某些稀料液中所含有的水分或其它溶剂常可通过干燥的方法予以去除。干燥设备的种类很多，如箱式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、流化床干燥器和转筒干燥器等。,图 喷雾干燥流程示意图,1-加热器；2-压力喷嘴；3-喷雾干燥器；4、5-旋风分离器；6-袋滤器；7-风机,根据生产工艺特点和设备的操作条件，结合厂址地区的气候特征，将设备布置在露天或半露天是近年来设备布置的一个趋势。将设备布置在露天或半露天不仅可以减少建筑面积和基建投资，而且有利于通风、防火、防爆和防毒。在车间布置设计中，许多设备如大型贮罐、精馏塔、吸收塔、凉水塔、喷淋式冷却器等都可考虑布置在露天或半露天。某些设备如往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备以及结晶器、釜式反应器等易受气温影响的设备不能布置在露天。,(a)方案I,图 控制室的常见布置方案,图 控制室的常见布置方案,(b)方案II,图 车间非产区布置的参考方案,一层平面,二层平面,(a)方案I,一层平面,二层平面,(b)方案II,三层平面,图 车间非产区布置的参考方案,按照洁净等级的不同，车间可分为一般生产区、控制区和洁净区。其中一般生产区对洁净等级不作要求，如化验室、药品的外包装工段等；控制区的洁净等级为10万级或低于1万级，如非无菌原料药的“精烘包”工序、片剂或胶囊生产的全过程等；洁净区的洁净等级为1万级或局部100级，如无菌原料药的“精烘包”工序、粉针剂的分装等。,洁净车间设计技术,药品生产对环境的洁净等级要求与药品的品种、剂型和生产特点有关。药品生产的典型工艺流程及对环境的洁净等级要求如所示。,尽量减少建筑面积,防止污染或交叉污染,合理布置有洁净等级要求的房间,管道尽可能暗敷,室内装修应有利于清洁,设置安全出入口,洁净室内的设备布置及安装与一般化工车间内的设备布置及安装有许多共同点，但洁净室内的设备布置及安装还有其特殊性。洁净室内仅布置必要的工艺设备以尽可能减少建筑面积。洁净车间的净高一般可控制在2.6m以下，但精制、调配等工段的设备常带有搅拌器，厂房的净高应考虑搅拌轴的安装和检修高度。对于多层洁净厂房，若电梯能满足所有设备的运送，则不设吊装孔。必须设置时，最大尺寸不应超过2.7m，其位置可布置在电梯井道旁侧，且各层吊装孔应在同一垂线上。当设备不能从门窗的留孔进入时，可考虑将间隔墙设置成可拆卸的轻质墙。对外形尺寸特大的设备可采用安装墙或安装门，并布置在车间内走廊的终端。洁净室内的设备一般不采用基础。必须采用时，宜采用可移动的砌块水磨石光洁基础块。,设备的安装位置不宜跨越洁净等级不同的房间或墙面。必须跨越时，应设置密封隔断装置，以防不同洁净等级房间之间的交叉污染。易污染或散热大的设备应尽可能布置在洁净室(区)外，必须布置在室内时，应布置在排风口附近。片剂生产过程中，粉碎、过筛、造粒、总混、压片等工序的粉尘和噪声较大，因此，车间应按工艺流程的顺序分成若干独立的小室，分别布置各工序设备，并采用消声隔音装置，以改善操作环境。有特殊要求的仪器、仪表，应布置在专门的仪器室内，并有防止静电、震动、潮湿或其它外界因素影响的设施。物料烘箱、干燥灭菌烘箱、灭菌隧道烘箱等设备宜采用跨墙布置，即将主要设备布置在非洁净区或控制区，待烘物料或器皿由此区加入，以墙为分隔线，墙的另一面为洁净区，烘干后的物料或器皿由该区取出。显然，设备的门应能双面开启，但不允许同时开启；设备既具有烘干功能，又具有传递窗功能。,图 进入非无菌产品或可灭菌产品生产区的人员净化程序(虚线框内的设施可根据需要设置),图 进入不可灭菌产品生产区的人员净化程序(虚线框内的设施可根据需要设置),门厅和换鞋处,外衣存放室,气闸室,缓冲室,空气吹淋室,净化通道和设施,盥洗室内应设洗手、烘干和消毒设备。水龙头的数量可以最大班人数按每10人设1只确定。在10000级洁净区的入口处应设置空气吹淋室，在100000级洁净区的入口处既可设置空气吹淋室，也可设置气闸室。当采用单人空气吹淋室时，空气吹淋室的台数可以最大班人数按每30人设1台确定。生活用室中的厕所和淋浴室应布置在人员净化用室的区域之外。,图 卫生通道与洁净室的分层布置,图 物料净化程序,物料净化出入口应独立设置，物料的传递路线应短捷，并避免与人员净化路线的交叉。在物料进入车间的入口处可设一外包装清洁室，其作用与人员净化程序中的净鞋、换鞋相同。在控制区前应设缓冲室，凡进入控制区的物料可先在缓冲室内刷除外表面的灰尘污染或剥除有污染的外皮，然后放入在控制区内使用的周转容器中。在洁净区前应设缓冲室，凡进入洁净区的物料可在缓冲室内刷除外表面的灰尘污染，并用消毒水擦洗消毒。然后在设有紫外灯的传递窗口内消毒，传入洁净区。,洁净区与缓冲室之间应设气闸室或传递窗，气闸室或传递窗内可用紫外灯照射消毒。生产过程中的废弃物应设置专用传递设施，其出口不应与物料进口共用一个气闸室或传递窗。多层厂房的货梯应布置在一般生产区或控制区内，而不能布置在洁净区内。若将货梯布置在控制区内，则电梯出入口处均应设置缓冲室，缓冲室应对洁净区保持负压状态。,照明,紫外灯,其他电气设备,洁净室内的照明光源宜采用萤光灯，灯具宜采用吸顶式，灯具与顶棚之间的接缝应用密封胶密封。洁净室内的照度(参见第十一章第三节)应根据生产要求确定。一般情况下,主要工作室的照度不低于300lx,辅助工作室、走廊、气闸室、人员净化室、物料净化室的照度可低于300lx。对照度有特殊要求的生产部位可设置局部照明。此外,室内还应设有应急照明设施。,有灭菌要求的洁净室，若无防爆要求，可安装紫外灯。紫外灯的数量可按每615m3的空间需12支紫外灯来确定。当室内有人操作时，应避免紫外线直接照射在人的眼睛和皮肤上，此时可安装向上照射的吊灯或侧灯。在无人室内使用的紫外灯可直接安装在顶棚上。紫外灯的常见安装方式如所示，其中以顶棚灯的杀菌效果最好。,(a)吊灯(b)侧灯(c)顶灯图 紫外灯的安装,仪表、配电板、接线盒、控制器、导线及其它原器件应尽量避免布置在洁净室内，必须布置时应隐藏在墙壁或天花板内。,洁净室内的地面可采用水磨石、塑料、耐酸磁板等不易起尘的材料，内墙常采用彩钢板装饰。彩钢板是一种夹芯复合板材，其芯板为聚苯乙烯或聚氨酯发泡板，表层为彩色热镀锌涂层钢板。洁净室的门窗造型应简单，并具有密封严密、不易积尘和清扫方便等特点。门窗不设门槛或窗台，与内墙面的连接应平整。门应由洁净等级高的方向向洁净等级低的方向开启。在空调区外墙或空调区与非空调区隔墙上设置的窗均应采要双层窗，其中至少一层为固定窗。传递窗可采用平开钢窗或玻璃拉窗。门窗材料宜采用金属或金属涂塑料板材，如窗可采用铝合金窗或塑钢窗，门可采用铝合金门或钢板门。此外，洁净室(区)内各种管道、灯具、风口以及其它公用设施的设计和安装，均应避免出现不易清洁的部位。,厂房的建筑结构在设备布置图中应表示出厂房的柱、墙、门、窗、楼梯等主要建筑结构。设备轮廓设备布置图中所涉及的设备均以相应的主、侧、俯视时的轮廓线表示。尺寸标注在设备布置图中应标注出设备、操作台、吊装孔、地坑、地沟等的定位尺寸以及柱网间距。定位尺寸的标注应便于施工安装时的测量，如布置在室内的设备，其定位尺寸可标注成设备中心线至内墙面的垂直距离，而不能标注成设备中心线至墙中心线之间的距离。,标题栏车间的设备布置图通常包括多组平面和立面布置图，因此每张图纸均应在标题栏中注明是车间设备在层或平面上的平面或立面布置图。设备一览表在设备一览表中通常应列出设备位号、名称、规格、数量、材质和重量。在设备平面图的设备一览表中，有时也将某些设备的安装标高列出，以省去设备的立面布置图。,现以磺胺脒车间布置为例介绍车间的布置设计。生产方法简介 磺胺脒属磺胺类药，用于肠道内的抗感染，如细菌性痢疾、细菌性溃疡肠炎等，也可在肠道手术前使用，以预防感染。磺胺脒可用氨苯磺胺与硝酸胍熔融缩合，经精制而得，其反应方程式为,将氨苯磺胺、硝酸胍及碳酸钠混匀，取一部分混料加入缩合釜(R1101)，搅拌加热使其熔融，然后再分次加入混料，控制釜内温度为1201300C，待全部混料加完并熔融后，升温至1521560C，在真空度14.66kPa以下反应8h。反应结束后，反应液放入盛有沸腾精制母液的溶解釜(R1102)中，搅拌溶解后，料液送入碱化釜(R1103)。向碱化釜中加入适量的液碱，然后冷却，析出磺胺脒粗晶体，经过滤器(M1101)过滤得磺胺脒粗品，滤液进入母液贮罐(V1101)供循环套用。用冷水将磺胺脒粗品洗涤至中性，然后放入溶解釜(R1104)，加水升温溶解，并加入活性炭脱色。趁热用过滤器(M1102)过滤，滤液在结晶罐(V1201)中冷却结晶，析出的晶体经离心机(M1201)甩干后得磺胺脒晶体，再经烘房(M1301)干燥后得磺胺脒精品。,车间布置设计 由磺胺脒的生产方法可知，磺胺脒车间的主要设备有缩合釜、溶解釜、碱化釜、过滤器、母液贮罐、结晶罐、离心机、干燥设备和泵等。设备可采用两层布置，缩合釜(R1101)、碱化釜(R1103)、溶解釜(R1104)可布置在上层即操作台上，其余设备均布置在底层即厂房地面或地面基础上。,车间可采用集中式布置形式。显然，应将磺胺脒生产的最后阶段精制、烘干、过筛、包装等有洁净等级要求的生产工序与一般生产区分隔开来，形成一个独立区域，并根据厂址所在区域的常年主导风向，将该区域布置在一般生产区的上风向。在布置时可将有洁净等级要求的生产区域按工序分隔成若干个室，如结晶分离室、干燥室、粉碎室、成品室等，并根据洁净等级要求认真考虑人员和物料净化室(缓冲室、更衣室)以及卫生通道的布置。,净化空调系统的空气处理,送入洁净室的空气，不但有洁净度得要求，所以除了对空气滤尘净化化外，还需加热或冷却，加湿或去湿等各种处理。这套空气处理系统称为净化空调系统。,空气过滤器 常用的空调净化用过滤器有初效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器、高效过滤器四类，其中分类如表所示。,在空气洁净技术中，通常是将几种效率不同的过滤器串联起来使用。其配置原则是：相邻二级过滤器的效率不能太接近，否则后级负荷太小；但也不能相差太大，这样会失去前级对后级的保护。从吸入新风开始，一般分为三级过滤。第一级使用初效过滤器，第二级使用中效或亚高效过滤器，第三级使用高效过滤器。,空气洁净度10万级及高于10万级得空气净化处理，应采用初效、中效、高效空气过滤器三级过滤，其中10万级空气净化处理也可以采用亚高效空气过滤器代替高效空气过滤器。洁净度30万 空气净化处理，宜采用初效、中效过滤器二级过滤，但需经过计算确定。,初效过滤器 初阻力3 mm水柱，计数效率(对0.3微米的尘埃)20%。初效过滤器主要作用是对新风及大颗粒尘埃的控制，靠尘粒的惯性沉积，滤速可达，主要对象是10微米的尘埃。其优点：无味道、容量大、阻力小、滤材均匀、便于清洗，不像泡沫塑料那样易老化，成本也下降。当滤材积尘到一定程度，由过滤器的自控系统自动更新，用过的滤材可以水洗再生，重复使用。,中效过滤器 初阻力10 mm水柱，计数效率(对0.3微米的尘埃)达到20-90%，滤速可取。高中效过滤器主要用作末级过滤器的预过滤和保护，延长其使用寿命，主要对象是1-10微米的尘埃。一般发在高效过滤器前，风机之后。滤材一般采用中细泡沫塑料，WZ-CP-Z涤纶无纺布、玻璃纤维等。,亚高效过滤器 初阻力15 mm水柱，计数效率(对0.3微米的尘埃)在90-99.9%。亚高效过滤器用作终端过滤器或作为高效过滤器的预过滤，主要对象是5微米以下尘埃，滤材一般为玻璃纤维滤纸、棉短绒纤维滤纸等制品。,高效过滤器 初阻力25 mm水柱，计数效率(对0.3微米的尘埃)99.97%。高效过滤器作为送风及排风处理的终端过滤，主要过滤小于1微米的尘埃。滤材用超细玻璃纤维或超细石棉纤维滤纸，其特点是效率高，阻力大，不能再生。它对细菌的穿透率为0.0001%，对病毒的穿透率为0.0036%，所以高效过滤器对细菌的过滤效率基本上是100%，即通过高效过滤器的空气可视为无菌。,除尘排风系统 1.常规风循环系统,2.全新风系统 有毒、有害、有味生产工艺的设计全部采用室外空气的系统，其能量消耗最大。,空气消毒系统(1)紫外灯杀菌 在洁净层流罩、传递窗、风淋室、洁净工作台或者整个洁净室内安装紫外灯，利用车间生产间隙、洁净室内无人时，开启紫外灯灭菌。该方法的使用效果有限，不作为最终灭菌的方法。(2)消毒液气体熏蒸 对洁净室空调净化系统等采用消毒气体熏蒸的方式进行消毒。使用较普遍的消毒液有甲醛、戊二醛等。,(3)臭氧消毒 将臭氧发生器安装在空调机组内或送回风管道上，或将臭氧发生器置于洁净室内消毒。消毒操作中辅助以约30分钟的空调净化系统的闭式循环运行，车间生产前对洁净室进行空吹，这完全可以达到消毒效果。,洁净区气流组织 为了特定目的而在室内造成一定的空气流动状态与分布，通常叫做气流组织。一般来说，空气自送风口进入房间后首先形成射入气流，流向房间回风口得是回流气流，在房间内局部空间回旋的则是涡流气流。气流组织原则：减少涡流；使射入气流经过最短流程覆盖工作区，气流方向与尘埃重力沉降方向一致；回流气流有效的将室内灰尘排出室外。主要有以下两种形式：,1.层流洁净室，按气流方向又可分为垂直层流、水平层流和局部层流(1)垂直层流多用于灌封点的局部保护和层流工作台。垂直层流室高效过滤器 满布布置在天棚上，由 侧墙或整个格栅地板回 风，空气经过工作区时 带走污染物。,(2)水平层流多用于洁净室的全面洁净控制 水平层流高效过滤器满布布置在一面墙上，作为送风墙，对面墙上满布回风格栅作为回风墙。,(3)局部层流装置在局部区域内提供层流空气，如洁净工作台、层流罩及带有层流装置的设备，如针剂联合灌装机等。局部层流可放在1万级、10万级环境内使用，使之达到稳定的洁净效果，并能延长高效过滤器的使用寿命。,2.乱流洁净室，按空气组织又可分为顶送与侧送 乱流洁净室的气流组织方式和一般空调没有多大区别，即在部分天棚或侧墙上装高效过滤器，作为送风气流方向是变动的，存在涡流区，故较层流洁净度低，它可达到1万级。乱流洁净室气流组织形式主要有：全孔板顶送，局部孔板顶送，流线型散流器顶送，带扩散板或不带扩散板顶送，侧送等形式。,3.局部净化 为了降低造价和运转费，在满足工艺条件下，应尽量采用局部净化。局部净化是指室内工作区域特定的局部空间的空气含尘浓度达到所需求的洁净度级别的净化方式。,洁净隧道：以两条层流工艺区和中间的乱流操作区组成的隧道形式洁净环境的净化处理方式称为洁净隧道。,药厂空气洁净技术的应用,随着我国加入WTO，医药行业将面临国际激烈的竞争中，我国医药企业面临挑战与机遇。如何在源头控制药品的质量，帮助我国医药企业有效地参与国际竞争，药厂空气生产净化技术显得尤为重要。,典型药品车间 1.片剂车间 该产品属于非无菌制剂，洁净度级别为30万级。为实现上述目标，除要满足厂房的洁净和温湿度要求，并在车间的工艺布局、工艺设备选型、厂房、操作和管理上采取一系列措施外，对空气净化系统要做到：在产尘点和产尘去设隔离罩和除尘设备；控制室内压力，产生粉尘的房间应保持相对负压；合理的气流组织；对多品换批生产的片剂车间，产生粉尘的房间不采用循环风。控制粉尘装置可用：沉流式除尘器、环境控制室、逆层流称量工作台等。重要的一条就是要对生产区的粉尘进行有效控制，防止粉尘通过空气系统发生混药或交叉污染。,2.针剂生产（1）水针剂生产 水针生产不能在最后容器中灭菌的无菌产品和能灭菌的产品，其主要生产工序对洁净度有着不同的要求。前者的灌封及瓶处理要求100级，后者为1万级；大针和小针（50ml）对级别的要求亦不同，能热压灭菌大针的过滤，灌封亦需处于100级环境中。一般规定：水针100级、1万级区：温度2023oC，相对湿度5560%；10万级辅助生产区：温度2426oC，相对湿度5565%。,净化系统可使用水针洗、灌、封联动机的空气净化装置或选用U型布置的水针流水线。作为针剂的共同点，都应属于无菌药品。共同点一在灌封口都要求局部百级的措施。实现局部百级有五种方式：大系统敞开式，小系统敞开式，层流罩敞开式，阻漏层等送风末端和小室封闭式。,（2）粉针剂生产 粉针生产的最终成品不作灭菌处理，主要工序需处于高级别洁净室中。主要生产工序温度为2022oC，相对湿度4550%。在粉针流水线上，可采用灭菌隧道、分装机、加盖机的空气净化装置，也可应用粉针生产层流带技术。粉针剂的分装、压塞、无菌内包装材料最终处理的暴露环境为100级。称量、精洗瓶工序、无菌衣准备、轧盖工序的环境洁净度要求最低为100000级。配液、无菌更衣室、无菌缓冲走廊的空气洁净度级别为10000级。灌装压塞和灭菌瓶贮存的洁净度级别为100级或10000级背景下局部100级。,3、输液生产 大输液的稀配、过滤、内包装材料（如胶塞、涤纶膜、容器）的最终处理环境为10000级。灌装操作环境为100级。浓配或采用密闭系统的稀配、轧盖的环境为100000级。大输液生产洁净区域划分及工艺流程方框图，见图,原料药“精、烘、包”工序和制剂车间布置设计,原料药“精、烘、包”工序设计“精、烘、包”包括：粗品溶解、脱色过滤、重结晶、过滤、干燥、粉碎、筛分、包装或浓缩液无菌过滤、喷雾(或冷冻)干燥、筛分、包装等步骤。,1.总体设计“精、烘、包”生产区应布置在主导风向的上风侧，原料药生产区应布置在下风侧。“精、烘、包”周围的道路采用不易起尘的材料构筑。2.原料药“精、烘、包”环境洁净度等级 GMP规定，口服原料药成品的结晶、干燥、过滤、包装的洁净度等级为30万至10万级，采用初、中效二级过滤的洁净空气；无菌原料药的结晶、干燥、过筛、包装采用100级的洁净空气。,3.工艺布局及土建要求 避免原料药、中间体及半成品等与成品的交叉污染和混染；“精、烘、包”工序一般分为重结晶、分离室、干燥室、包装室、留验室和合格品储存室，以及人员和物料净化室及通道。4.人员、物料净化和安全 进入洁净区的人员必须按相关程序进行净化，物料在进入洁净区前均需在缓冲室内进行处理。,5.室内装修 6.设备和管道 7.空调系统 口服原料药“精、烘、包”工序洁净等级为30万至10万级。防爆系统不采取回风，以防易暴物质聚积。洁净室内应保持不低于4.90510-6 MPa的压力。无菌原料药的结晶、干燥、洁净度等级为1万级甚至局部达到100级。青霉素类药物排风口应安装高效过滤器，激素及对人有严重危害的药物，循环送风系统必须经过初、中、高三级过滤。,8.电气设计 9.防爆设计 10.一般原料药车间的布置示例,制剂车间布置 1.制剂车间的厂房形式 制剂车间以建造单层大框架大面积的厂房最为合算；同时可