年产亿支ml水针剂生产车间工艺设计.docx
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1、制药工程课程设计设计题目:年产2亿支2ml水针剂生产车间工艺设计专业班级:姓名:学号:小组成员:指导老师:设计时间:摘要本文是对年产2亿支2ml,200mg利巴韦林水针剂生产车间工艺设计的详细说明。一方面,根据任务要求,对工艺流程进行了说明,并绘制了工艺管道流程图,完成了物料衡算和设备选型。另一方面,按照GMP的要求,设计工艺平面布置,并绘制了平面压差分布图和洗瓶工序的管道布置图。本设计严格遵守GMP规定,符合安全、环保、技术经济等方面的要求。关键词:水针剂平面布置联动机组洁净区GMP目录一、工艺概述1(一)工艺流程框图1(二)工艺用水制备21、纯化水制备22、注射用水制备3(三)水针剂的生产
2、41、配液42、洗、烘、灌、封53、灭菌检漏54、灯检65、印字包装66、入库与贮存6二、设计思想7三、物料衡算81、基本物料衡算82、配制搅拌轴功率计算113、管道的计算12四、设备选型与说明13(一)、注射用水生产设备131、原水储罐132、多介质过滤器143、活性炭过滤器164、保安过滤器175、高压泵196、反渗透装置207、紫外线杀菌器218、微孔过滤器229、多效蒸馏水机2210、注射用水储罐24(二)、水针剂生产设备251、磁力搅拌配液罐252粗滤钛棒过滤器263、精滤WTL型微孔膜筒过滤器274、安瓿瓶洗、烘、灌、封生产联动线285、水浴式安瓿检漏灭菌柜316、安瓿自动灯检机3
3、27、安瓿印字包装联动机33(三)、辅助设备351、ZKW型组合卧式空调机组35(四)、主要设备一览表36五、车间工艺平面设计说明37六、水针剂车间一般性技术要求38七、安全、环保、技术经济分析38(一)安全分析391、防火防爆392、防雷防静电39(二)环保分析401、废水处理402、废气处理40(三)技术经济分析411、投资估算412、成本估算423、销售收入、税金与利润估算434、财务评价43八、设备详细综述441、多效蒸馏水机的主要结构组成442、工作原理453、本设计所选多效蒸馏水机与传统技术比较464、国内外发展状况及研究趋势50九、总结511、全组总结:512、个人总结:52一、
4、工艺概述水针剂的生产步骤主要包括原辅料的准备、配制、灌封、灭菌、质检、包装等环节。本设计的原料是药用利巴韦林(2ml,200mg),辅料是注射用水。选择中性玻璃安瓿作为注射液的容器。水针剂的洁净区划分:注射用水的制备、理瓶、检漏灭菌、灯检、印字包装在一般生产区;原料的配制、粗滤、安瓿的粗洗、精洗在C级洁净区;原料液的精滤、安瓿干燥灭菌、冷却、灌装、封口位于B级洁净区。(一)工艺流程框图1.1工艺流程框图(二)工艺用水制备水针剂生产需要大量的纯化水及注射用水。本工艺中以自来水为原水,首先进行预处理,包括机械过滤、活性碳过滤、保安过滤,然后经过二级渗透处理得到纯化水,纯化水再经紫外线杀菌、微孔过滤
5、后至用水点。纯化水经过多效蒸馏操作得到蒸馏水,蒸馏水保温循环贮存,蒸馏水经过0.45m微孔膜过滤即可送至注射用水的用水点。1、纯化水制备目前在制药企业生产中,纯化水的制备一般有以下四种工艺流程:1) 原水预处理阳离子交换阴离子交换混床纯化水2) 原水预处理电渗析阳离子交换阴离子交换混床纯化水3) 原水预处理一级高压泵一级反渗透二级高压泵二级反渗透纯化水4) 原水预处理高压泵反渗透一级混床二级混床纯化水其中全离子交换用于符合饮用水标准的原水,常用于原水含盐量500mg/L,使用电渗析,可减少树脂频繁再生,减少离子交换负担,使树脂制水周期延长,减少再生时酸、碱用量和排污量;反渗透+离子交换以反渗透
6、直接作为二级混床的前处理,此时为了减轻混床再生时碱液用量,需在混床前设置脱气塔以脱去CO2。本设计采用的方法是二级反渗透工艺,其优点是可以省去树脂再生时带来的酸、碱污染,反渗透脱盐率高,具有除菌、去热原、降低COD作用。缺点是投资和运行费用较高。其工艺流程如下:原水机械过滤器活性碳过滤器保安过滤器一级反渗透装置精密过滤器二级反渗透装置纯化水紫外线杀菌器精密过滤器蒸馏水机注射用水反渗透法是指靠外界压力使原水中的水透过半透膜,而杂质被膜阻挡下来,从而得到纯净水的方法。其原理图如下:图1.2反渗透原理图反渗透作为高效的脱盐工艺技术,可将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得高质
7、量的纯净水。反渗透可除去原水中96%以上的溶解性固体,99%以上的有机物及胶体,以及几乎100%的细菌,所以制得纯水的质量比较高。此外,反渗透法制纯水时没有相变,故能耗较低。根据各种物料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透方法达到分离、提取、纯化和浓缩等目的。被广泛应用于苦咸水淡化,高氟地区饮用水制备,高硬水硬度去除,发电厂、电子、制药、金属加工用纯水,食品、饮料、罐装纯净水用水,医院、实验室特殊用水的制备等领域。2、注射用水制备本设计以纯化水为进料用水,用蒸馏法制备蒸馏水作为注射用水,这是国内外最常用的注射用水制备方法。其流程如下:纯化水蒸馏水机蒸馏水贮存微孔滤膜用水点蒸馏法能有效地除
8、去水中细菌、热原和其他绝大部分有机物质。本设计选择的是多效蒸馏水机,相对于塔式单效蒸馏水机而言,它大大地降低了蒸汽和冷却水耗量,制得的蒸馏水电阻率10M?cm,方法简单、易行、可靠,质量符合GMP要求。(三)水针剂的生产1、配液原辅料的称量在称量室完成,称量室为C级控制区,并有捕尘和防止交叉污染的措施。配液是保证药品质量的首要环节。配液工序应在相应洁净级别内进行,保证空气净化条件,防止外界空气污染。水针剂是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,配制过程经过配制、粗滤、精滤三个环节。用具的处理要特别注意,避免热原污染,特别是管道、阀门的安装,不得有死角。配好的液体都要
9、经过过滤处理,注射剂车间常用的滤器有钛滤器和微孔滤膜过滤器,根据不同的工艺要求选择相应滤器。每日生产结束后要对配液罐及配液管道、过滤器进行清洗及灭菌处理,清洗要求及操作应符合相关规定。1)配制注射用的原料药,必须符合中国药典所规定的的各项杂质检查与含量限度,活性炭要使用针剂用炭。配制时,如原料含有结晶水应注意换算,在计算处方时应将附加剂的用量一起算出,然后分别准确称量。称量应两人核对。准确称取36kg注射用利巴韦林溶于360L注射用水中,打开磁力搅拌装置搅拌,配制好其溶液。配液工序应具备C级净化条件,防止外界空气污染。2)粗滤和精滤为了得到合格的输液制品,要将溶液进行粗滤和精滤。粗滤选用钛滤棒
10、。预虑时,滤棒上应先吸附一层活性炭,滤过开始时,反复进行循环回滤,直至滤液澄明合格为止。滤过过程中,不可随便中断,以免冲动滤层,影响滤过质量。精滤采用微孔滤膜过滤器。滤膜孔径选择0.22m,使用前先用注射用水漂洗至无异物脱落,再在使用前后做气泡点试验。微孔滤膜过滤是使注射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。2、洗、烘、灌、封本设计采用安瓿洗、烘、灌、封联动机组,即洗瓶、灌装、封口在同一联动线中,自动化程度高,运行稳定精确。首先将待洗的瓶子放入立式超声波清洗机供瓶网带上,经网带运行带动瓶子进入水槽,采用自来水或离子水经超声波粗洗,瓶子经超声波“空化”作用后,使附着在瓶子上的异物脱
11、落。然后瓶子经不等距螺杆协同提升机构自动上瓶,机械手夹瓶翻转180度,瓶口向下,进行瓶外壁的冲洗,使瓶外壁的异物不进入瓶内,然后进入内壁冲洗工位。针头自动插入瓶子内部,进行水、气压力精洗、吹干,最后由出瓶轮机构将清洗后的瓶子送出立式超声波清洗机,完成瓶子清洗工作。热风循环灭菌烘箱由预热段、高温段、冷却段、网带传动机构、出口输送带、电器控制柜等组成,风速采用变频调速。预热、高温、冷却段全部风流均通过100级耐高温过滤器净化送入网带上西林瓶,确保灭菌质量。热风循环灭菌烘箱配有网带超声波回转清洗装置,对网带进行清洗,并留有验证口及清洁口。对由立式超声波清洗机送来的安瓿瓶进行灭菌、烘干。接着由自动安瓿
12、灌封机对洁净的安瓿瓶进行灌装和封口,至此完成了安瓿瓶的洗、烘、灌、封的全部工序。3、灭菌检漏为确保针剂的内在质量,对灌封后的安瓿必须进行高温灭菌,可以杀死可能混入药液或附在安瓿瓶内壁的细菌,确保药品的无菌。灭菌程序要进行验证,不得更改,并定期进行再验证。灭菌时应按配液批号进行灭菌,每次灭菌后应认真清除柜内遗留产品,防止混批或混药。灌装结束至灭菌的存放时间不宜超过6h。将灌装好的安瓿送入检漏灭菌柜(115.0,30分钟)。同时利用湿热法的蒸汽高温灭菌未冷却降温之前,立即向密闭容器注入色水,将安瓿全部浸没后,安瓿内的气体与药水遇冷成负压,此时如遇有封口不严密的安瓿将出现色水渗入安瓿的现象,实现检漏
13、的工序。继而将安瓿瓶上的色水冲去,进入下一工序。4、灯检注射剂的澄明度检查是保证注射剂质量的关键。因为注射剂生产过程中难免会带入一些异物,如未滤去的不溶物、容器或滤器的剥落物以及空气中的尘埃等,这些异物在体内会引起肉芽肿、微血管阻塞及肿块等不同的损害。这些带有异物的注射剂通过澄明度检查必须剔除。经灭菌检漏后的安瓿通过一定照度的光线照射,用人工或光电设备可进一步判别是否存在破裂、漏气、装量过满或不足等问题。空瓶、焦头、泡头或有色点、浑浊、结晶、沉淀以及其他异物等不合格的安瓿可等到剔除。由于日产量较大,本设计采用安瓿异物光电自动检查仪进行灯检。检出的不合格产品应及时分类记录,标明品名、规格、代号、
14、批号,置于盛器内移交专人处理。5、印字包装安瓿印字包装是水针制剂生产的最后工序,整个过程包括安瓿印字、装盒、加说明书。本设计采用安瓿印字包装联动机,对进入印字包装环节的安瓿一次进行印字包装,工作效率高。将检查、检验合格的水针剂,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。贴签结束后进行包装、装箱,过程中应核对半成品的名称、规格、代号、批号、数量与领用的包装材料、标签是否相符。并应随时检查品名、规格、批号是否正确,内外包装是否相符,包装结束后包装品及时交待验库,检验合格后入库。6、入库与贮存入库的水针剂,其品种、数量应交接清楚,交接
15、双方在入库单上签字,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。二、设计思想制药行业关系到人们的人身安全、社会的安定。药品的质量、疗效必须放在的一位。同时企业的生产安全关系到员工的切身利益,企业的长远发展也当时我们需要考虑的重点问题。再来一个企业需要有其自身的生命力,充满活力的企业文化正是其源源不断的生命力的源泉,我们将其核心精神定为人文关怀。据此,我们设计的指导思想确定为:安全第一、质量
16、保证、人文关怀安全问题是一个企业得以存在的最根本保障,而对于制药这一极具特殊性的行业更是如此。为了保证职工的安全、生产的安全、产品的安全。我们从以下几方面加强了我们设计的安全性、人性化:1) 配液使用磁力搅拌配液罐,以此减少反应釜对于料液的污染,保证产品质量。2) 通道布置简单、减少拐弯以及房间与房间的距离尽可能短;同时在较近的距离内设置了足够数量的安全门(?)保证职工遇到危险能够及时逃生。3) 危险物品隔离,在安瓿洗、烘、灌、封联动机组用到了煤气以及氧气,考虑到煤气有爆炸的可能性,且经常更换煤气罐可能导致洁净区的洁净级别无法保证,因此我们将所有的气体储罐移到厂房外面,用管道运输气体进入洁净区
17、,既保证了产品的洁净又有效地保证了职工的安全。4) 人流、物流分离保证产品的质量。5) 厂房布置采用T型对称的设计,降低员工学习和熟悉各个车间的学习成本,方便企业对员工和物品的管理。6) 两条生产线每天生产两批水针剂,每批8小时,可实现批次的完全分离,方便下一批工人接手生产任务,方便企业管理(批次管理、人员管理、生产管理)。每批次的生产时间较短,可有效地保证已经配制好的药液不会被污染,保证产品质量。7) 可虑到企业的长远发展,设计两条完全独立的生产线,方便厂家对生产品种、生产工艺的改造。8) 多使用自动化设备生产,节省人力劳动,也可以避免人为因素导致的操作失误对药品造成污染。9) 房间与房间之
18、间开窗户,方便员工之间交流,以祛除工作的烦躁的情绪、疲劳的状态。三、物料衡算1、基本物料衡算年产量2亿支(2ml,200mg)利巴韦林水针剂,年工作日280天,两班制,每班工作8小时。每天生产四批水针剂,分两条生产线生产,每批8小时,辅助操作时间2小时,实际生产时间6小时。计算说明:日产量:280=714286支,由于可能存在不合格品,因此日产量定为72万支/天每批:7200004=180000,1800002=360000mL=360L;灌装损失率(包括不合格品):5%;配液损失率:3%;计算过程:1)灌装出:180000支水针剂(360L利巴韦林注射液)损失:3600.950.05=19L
19、;进:注射液3600.95=379L。2)配液出:溶液379L;损失:3790.970.03=12L;进:溶液3790.97=390L;其中每2ml中含利巴韦林0.2g,注射用水约1.8mg3)每批配液用量利巴韦林:(3900002)0.2=39000g=39kg;注射用水:(3900002)1.8=351000g=0.351t4)设备用注射用水安瓿瓶洗、烘、灌、封生产联动线:1t/h;每批生产时间:18000045000支/h=4h洗、烘、灌、封生产联动线用水量:41=4t水浴式安瓿检漏灭菌柜:0.1t/次每批生产次数:18000090000支/次=2次检漏灭菌柜用水量:20.1=0.2t总
20、量:0.2+4=4.2t5)设备用纯化水水浴式安瓿检漏灭菌柜:0.6t/次每批生产次数:18000090000支/次=2次检漏灭菌柜用水量:20.6=1.2t6)设备用煤气洗、烘、灌、封生产联动线用煤气量:4m3/h每批时间:4h总煤气用量:44=16m3/h7)设备用压缩空气洗、烘、灌、封生产联动线用压缩空气量:64m3/h每批时间:4h总压缩空气用量:644=256m3/h8)设备用氧气洗、烘、灌、封生产联动线用氧气量:4m3/h每批时间:4h总氧气用量:44=16m3/h9)每天用量利巴韦林:394=156kg;注射用水用量:(4.2+0.351)4=18.2t纯化水用量:1.24=4.
21、8t;纯化水产量:18.2+4.8=23t。煤气用量:164=64m3压缩空气用量:2564=1024m3氧气用量:164=64m310)生产能力纯化水:2312=2t/h;蒸馏水:18.212=1.5t/h;水针剂:72000044=45000瓶支/小时(联动设备按工作4小时计)。物料衡算示意图(每批):图3.1物料衡算示意图日产量及消耗量数据一览表:名称利巴韦林/kg注射用水用量/t纯化水产量/t用量(每天)15618.223名称煤气/m3压缩空气/m3氧气/m3用量(每天)64102464表3.1消耗量数据一览表2、配制搅拌轴功率计算计算参数可近似选择20水的参数,即密度=998.2kg
22、m-3,粘度=1.00510-3Pas。配液罐每批溶液总量379L,使用一个磁力搅拌配液罐。若取装料系数为0.8,则罐体积为3790.8=473.75L,所以选择容积为500L的配液罐,则填料系数为379500=0.758。当搅拌低粘度液体时,叶轮转速较高时,易发生打旋现象,严重的还会发生分层或分离现象。打旋会使搅拌液体的表观密度和搅拌效率下降,还会引起功率波动,加剧搅拌器震动。为抑制打旋现象的发生,本设计在配液罐内装置挡板。设置挡板数为4,挡板宽度为配液罐径的1/10。此时,认为符合全挡板条件。由于药液是低粘度均相液体,故选择三叶推进式(s=2d)搅拌桨,选择叶轮直径d=0.4m,转速n=1
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