胶囊生产车间实用工艺设计

目 录

目 录 ................................................................. 1 第1章 胶囊剂工艺设计概述 ................................................ 3

1.1 项目概述 ................................................................... 3 1.2 设计依据 ................................................................... 3 1.3 设计内容 ................................................................... 4 1.4 设计指导思想和设计原则 ..................................................... 4

第2章 工艺流程及净化区域划分 ............................................ 5

2.1生产方案、建设规模及包装方式 ................................................ 5 2.1.1 生产方案 ............................................................... 5 2.1.2 生产制度 ............................................................... 5 2.1.3 生产规模 ............................................................... 5 2.1.4 胶囊剂的包装 ........................................................... 5 2.2生产工艺流程 ............................................................... 6 2.2.1生产工艺流程制定的原则 .................................................. 6 2.2.2硬胶囊剂的常见生产工艺 .................................................. 6 2.2.3工艺简介 ............................................................... 7 2.2.4工艺流程 ............................................................... 9 2.3胶囊剂洁净区域划分 ........................................................ 10 2.3.1厂房的洁净级别的划分以及洁净厂房的要求 ................................. 10 2.3.2洁净室（区）空气洁净度级别表 ........................................... 11 2.3.3胶囊剂洁净区域划分 .................................................... 11

第3章 物料衡算 ........................................................ 12

3.1物料质量衡算 .............................................................. 12 3.2胶囊数量计算 .............................................................. 12

第4章 工艺机械设备选择与说明 ........................................... 14

4.1工艺设备选型的步骤 ........................................................ 14 4.1.1工艺设备选型依据 ...................................................... 14 4.1.2制药设备GMP设计通则的具体内容 ......................................... 14 4.1.3设备选型说明 .......................................................... 14 4.2设备简介 .................................................................. 15

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4.3设备的选型 ................................................................ 20 4.3.1粉碎设备 .............................................................. 20 4.3.2筛分设备 .............................................................. 20 4.3.3一步制粒设备 .......................................................... 20 4.3.4混合设备 .............................................................. 21 4.3.5整粒设备 .............................................................. 21 4.3.6全自动胶囊填充机 ...................................................... 21 4.3.7抛光机 ................................................................ 22 4.3.8铝塑包装机 ............................................................ 22

第5章 工艺主要原材料及公用系统消耗 ..................................... 23

5.1原料的技术规格 ............................................................ 23 5.2主要原材料消耗 ............................................................ 23 5.3 公用系统消耗 ............................................................. 23

第6章 车间（设备）布置 ................................................. 25

6.1车间设计原则 .............................................................. 25 6.2车间平面布置 .............................................................. 25 6.2.1车间布置平面图 ........................................................ 25 6.2.2车间产尘的处理 ........................................................ 26 6.2.3车减排热、排湿及臭未处理 ............................................... 26 6.2.4参观走廊的设置 ........................................................ 26 6.2.5安全门的设置 .......................................................... 27 6.3设备的安装 .............................................................. 27 6.4车间定员 .................................................................. 29

第7章 采暖通风与空调公用工程 ........................................... 30

7.1设计要求 .................................................................. 30 7.2设计参数 .................................................................. 30 7.3洁净室换气次数 ............................................................ 30 7.4洁净室压力 ................................................................ 31 7.5噪声 ...................................................................... 31 7.6通气量 .................................................................... 31

第8章 结束语 .......................................................... 32 参考文献 ................................................................ 33 附录 .................................................................... 34

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第1章 胶囊剂工艺设计概述

1.1 项目概述

胶囊剂（capsules）系指将药物填装于空心硬质胶囊中或密封于弹性软质胶囊中而制成的固剂；是目前临床应用最广泛的剂型之一。上述硬质胶囊壳或软质胶囊壳的材料（以下简称囊材）都由明胶、甘油、水以及其他的药用材料组成，但各成分的比例不尽相同，制备方法也不同。

硬胶囊剂（hard capsules） 将一定量的药物及适当的辅料（也可不加辅料）制成均匀的粉末或颗粒，填装于空心硬胶囊中而制成。

根据硬胶囊灌装生产工序，硬胶囊生产操作可分为手工操作、半自动、全自动间歇操作和全自动连续操作。

硬胶囊填充机是生产硬胶囊剂的专用设备，对于品种单一、生产量较大的硬胶囊剂多采用全自动胶囊填充机。 1.2 设计依据 （1）、设计任务书

（2）、 设计规范和标准，如《工矿企业总平面设计规范》、《化工企业总图运输设计规范》、《厂矿道路设计规范》、《建筑设计防火规范》、《化工企业供电设计技术规定》、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定》、《化工管道设计规范》、《洁净厂房设计规范》、《采暖通风和空气调节设计规范》、《化工企业安全卫生设计标准》、《国家污水综合排放标准》、《工业“三废”排放试行标准》等。

（3）、有关的设计基础资料,如设计规模、产品方案、生产工艺流程、车间组成、运输要求、劳动定员等生产工艺资料,以及厂址的地形、地势、地质、水文、

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气象、面积等自然条件资料。 1.3 设计内容 1.设计工艺路线的选择

通过文献的调研对设计产品或单元反应的路线进行评价，提出拟采用路线的依据及合理性，巩固文献检索知识，培养科学决策能力。 2．工艺设计计算

通过单元反应的物料衡算、热量衡算对所需设备进行初步选型，进而根据特定工艺条件的要求对设备进行有关计算并进行结构设计，巩固化工原理及物理化学等相关知识，掌握工程设计的“三算”概念。 3. 车间平立面设计

通过“三算”已完成设备选型，在此基础上对车间的平立面布局提出合理安排，满足实际生产要求。 4. 工艺管道布置图

对工艺管道的布置提出合理安排，为生产管道的安装提供依据。 5. 带控制点的工艺流程图

用带控制点的工艺流程图展示该设计的工艺过程及相关工艺控制参数，为仪表的安装及生产管理提供帮助。 6. 编写设计说明书 1.4 设计指导思想和设计原则

①车间平面布置在满足GMP 安全、防火等方面的有关标准和规范条件下尽可能做到人、物流分开，不返流。并注意布局的合理性，运输的方便、路径短捷。 ②选用国内外先进的生产工艺和设备，提高产品质量和生产效率。

③净化空调和舒适性空调系统能有效控制温度湿度；制水工艺先进，水质符合要求。严格遵守现行安全法规，采取各种切实可靠、行之有效的事故防范和处理措

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施。

第2章 工艺流程及净化区域划分

2.1生产方案、建设规模及包装方式

2.1.1 生产方案

进行方案比较的首先明确判断依据：药物、制剂产品的质量，产品收率，原辅料即包装材料的消耗，能量消耗，产品成本，工程投资，环境保护，安全等。 进行方案比较的前提是保持工艺过程的原始信息保持不变。例如，制剂工艺过程的操作参数，如单位生产能力、工艺操作温度、压力、生产环境（洁净级别、湿度）等原始信息。 2.1.2 生产制度 250天；

一天一班：每班8h； 生产方式：间歇式生产；

间歇操作是我国制剂工业目前采用的主要操作方式。这主要是制剂产品的产量小，国产化连续操作设备尚未成熟，原辅料质量不稳定，技术工艺条件及产品质量要求严格等。 2.1.3 生产规模 胶囊剂：2.5 亿粒/年 2.1.4 胶囊剂的包装 A、多剂量包装

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容器多为玻璃瓶和塑料瓶，也有用纸塑复合膜、金属箔复合膜等制成的药袋。 B、单计量包装

主要分为泡罩式（亦称水泡眼）包装和 窄条式包装两种形式，均将片剂单个包装，使每个药片均处于密封状态，提高对产品的保护作用，也可杜绝交叉感染。 2.2生产工艺流程

2.2.1生产工艺流程制定的原则 a、 选择先进、可靠的工艺技术路线。

b、 进行工艺流程方案比较，制定合理的工艺流程方案。

c、 选取合适的工艺设备，通过工艺单元操作的设计来达到装置要求的设计能力和产品质量。

d、 还要考虑工艺方案优化，以降低原材料消耗和能量消耗。

e、 对废物进行综合利用或进行必要的处理，尽可能减少三废的排放量，实现文明清洁生产，使对环境的影响降到最低程度。 2.2.2硬胶囊剂的常见生产工艺

A、湿法制粒工艺：将湿法制粒的颗粒经干燥后灌装的工艺，是在医药工业中应用最为广泛的方法，其工艺流程图如下：

主药 粉碎 过筛 混合 粘合剂 造粒 干燥 整粒 混合 灌装 抛光 辅料 图2-1 胶囊剂粒工艺流程图 精彩文档

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B、干法制粒法：将干法制粒的颗粒进行灌装的方法，常用于热敏性物料、遇水易分解的药物，工艺流程图如下：

主药 粉碎 辅料 过筛 混合 干法 制备 整粒 混合 灌装 抛光 图2-2 胶囊剂粒工艺流程图 2.2.3工艺简介

（1）粉碎 粉碎是利用机械力将大块固体药物制成适宜粒度的碎块或细粉的操作过程，它是药物生产中的基本单元操作之一。降低固体药物的粒径、增大表面积→加快药物的溶出速度，提高药物的利用率；粉碎后，单位重量微粒数增多，便于混合均匀→增加主药分散均匀性和其他辅料成分的分散性。注意粉碎过程带来的不良作用，如晶形的转变、热分解、粘附于团聚的增大、堆积密度的减少、在粉末表面吸附的空气对润湿性的影响、粉尘飞扬、爆炸等。

（2）筛分 筛分即是用筛将粉末按规定的粒度要求分离开来的操作过程，是药品生产中的基本单元操作之一，其目的是获得粒度比较均匀的物料。医药工业中常用筛分要点是将欲分离的物料 放在筛网上，采用几种方法使粒子运动，并与筛网面接触，小于筛孔的粒子漏到筛下，振动筛是常用的筛。

（3）配料混合 混合是指用机械方法使两种或两种以上的固体颗粒相互分散而达到均匀状态的操作过程，是片剂、冲剂、散剂、胶囊剂、丸剂等固剂生产中的一个基本单元操作。大批生产时多采用搅拌或容器旋转方式，以产生物料的整体和局部的移动而实现均匀混合的目的。另外，还要注意称量时的扬尘问题。 （4）制粒 制粒是把粉末、熔融液、水溶液等状态的物料经加工制成具有一定

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形状与大小粒状物的操作。可除去粉末间空隙中存在的空气；可避免某些细粉流动性差的缺点；可避免原辅料粉末由密度差而导致的分层现象；能避免细粉飞扬及黏冲现象。制粒操作室颗粒具有某种相应的目的性，以保证产品质量和生产的顺利进行，在胶囊剂中颗粒是中间体，不仅要改善流动性以减少胶囊剂的重量差异，而且要保证颗粒的压缩成型性。制得的颗粒应具有良好的流动性和可压缩性，并具有适宜的机械强度，能经受住装卸与混合操作的破坏，但在冲模内受压时，颗粒应破碎。注意制粒时必须按照规定将原辅料混合均匀，制粒可以改善药物流动性，减少粉尘飞扬；要注意不同药物制粒时的湿度选择；流化床制粒时要注意防爆。要注意整粒机必须有除尘装置；特殊品种如激素类药物的操作人员要有隔离防护措施。

（5）干燥 干燥时温度的升高不会引起药物的降解或发生氧化反应等；在干燥过程中保证异物不得进入药品中；加热空气干燥时，热空气中可能携带灰尘与微生物等；再者是干燥设备中不能积存物料或其他杂质；采用流化床干燥时注意排气的交叉污染，排气要经过除尘过滤。

由于药物生产对批号及整批均一性的要求，对连续操作或分盘干燥的一整批物料，就需要整机混合使这批物料质量均一，所以在可能的情况下优先考虑采用分批干燥的方式。为了在干燥器中不积存物料，除了内壁光洁以外在结构上要防止锐角，避免丝网或多孔结构，以利清晰彻底。

干燥的温度一般在40-60°C，个别对热稳定的药物可适当放宽至70-80°C，甚至可提高到80-100°C。干燥程度根据药物的稳定性不同有不同要求，一般为3%左右。

（6）混合 混合是指用机械方法使两种或两种以上的固体颗粒相互分散而达到均匀状态的操作过程，是片剂、冲剂、散剂、胶囊剂、丸剂等固剂生产中的一个基本单元操作。一般采用过筛的方法进行整粒，所用的筛孔比制粒时的筛孔稍小一些。

（7）充填 将混合后颗粒装填进入硬胶囊的过程。根据灌装机械化程度的不同

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分为：全自动胶囊灌装机，半自动胶囊灌装机，小型胶囊灌装机，手动胶囊填充板。

（8）抛光 胶囊抛光机作为辅助设备主要起净化胶囊的作用，由于胶囊剂制成品后周围会有许多药物粉，需要清除囊壳外的药粉并对胶囊进行抛光处理，这样可以使胶囊光洁美观。

（9）包装与贮存 胶囊剂的包装与贮存应当做到密封、防潮以及使用方便等，以保证制剂到达患者手中时，依然保持着药物的稳定性与药物的活性。另外还要考虑片剂久贮后，硬度变大，以致影响崩解度和溶出度。由于受热、光照、受潮、发霉等原因，仍可能使某些胶囊剂发生有效成分的降解，以致影响胶囊剂的实际含量。 注意包装间的排热问题。

（10）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。 2.2.4工艺流程

从仓库来的原辅料、内包材料运至脱外包室，脱去外包装或将外包装清洁后经气闸进入洁净区，原辅料进入贮料室、内包材料进入内包材间贮存。须粉碎的原辅料在粉碎室内经高效粉碎机(M101)粉碎，旋涡振动筛(M102)过筛，按处方量称取各种原辅料，加入到湿法混合制粒机(M105), 同时加入经制浆锅(R104)制得的粘合剂制成湿颗粒，湿颗粒经颗粒机（M106）整粒后置沸腾制粒干燥机(D108)或药物干燥烘箱(D107)干燥得颗粒，经快速整粒机(M109)整粒，颗粒投入多向运动混合机(M110)，加润滑剂总混，然后存入中间站。

颗粒检验合格后送全自动胶囊填充机(M111)灌装；然后将装好的胶囊剂进行抛光处理。在胶囊剂瓶装线（M120）上包装，传送至外包室，人工装盒，装箱，打包完成外包，胶囊剂生产即完成，成品送至仓库待检区。

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原材料 粉碎 筛分 干燥 混合制粒 称量备料 整粒、总混 胶囊填充、抛光 内包待检 瓶包装 铝塑包装 外包 检验 入库

图2-3 固剂流程方框图

10万级洁净区

2.3胶囊剂洁净区域划分

2.3.1厂房的洁净级别的划分以及洁净厂房的要求

1. 厂房必须按生产工艺和产品质量的要求划分洁净级别。 2．洁净室（区）的要求：

①建筑布局：内表面、窗户、天花板、管线等

②气压：洁净室与级别不同的相邻厂房间应保持＞5帕的静压差，与室外大气静压差应＞10帕；并有指示压差的装置；

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③温度、湿度：洁净厂房的温度和相对湿度应与其生产及工艺要求相适应；温度：１８－２6°Ｃ；相对湿度：４５－６５％。

④照度：应根据生产要求提供足够的照明；主要工作室的照度宜为300勒克斯；可设局部照明；应有应急照明设施。 2.3.2洁净室（区）空气洁净度级别表

表2-1 洁净室（区）空气洁净度级别表

洁净级别 100级 10000级 100000级 300000级

尘粒最大允许书/m ≥0.5μm ≧5μm 3,500 350,000 3,500,000 10,000,000

0 2,000 2,000 60,000

3

微生物最大允许值 浮游菌/m3 沉降菌 5 100 500 -

1 3 10 15

2.3.3胶囊剂洁净区域划分

易安装、易移动，有组合的可能片剂生产工艺流程中粉碎、配料、混合、制粒、压片、包衣、分装等工序为洁净生产区域，其他工序为一般生产区域，洁净区洁净度要求30万级。其工艺流程框图及环境区域划分如图2-3所示。

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第3章 物料衡算

3.1物料质量衡算

1、物料计算基准: 年产胶囊剂2.5亿粒，单粒重0.5g/粒；年工作日250天，单班生产。

2、年制粒量为： 2.5×错误!未找到引用源。×0.5×错误!未找到引用源。=1.25×错误!未找到引用源。kg/y

3、日制粒量为： 1.25×错误!未找到引用源。÷250=500kg/d

4、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（以日产量为基准）如下： 5、入库量：500kg。

6、假设外包过程不损失，则内包时物料质量：500*（1+1%）=505kg。 7、设灌装及抛光总损失1%，则灌装时质量：505*1.01=510kg。 8、整粒总混时：m=510*1.01=515.2kg 9、干燥后总质量：m=515.2*1.01=520.3kg。

10、假设干燥后物料的含水量为3%，则绝干物料质量：m=520.3*0.97=504.7kg。 11、湿法制粒时，要得到比较均匀的颗粒，物料的含水量一般要高于60%，假设含水量为62%。则湿法制粒时的质量：m=504.7*1.01/0.38=1341.4kg。 12、故造粒时需要的水以及粘合剂的总质量为：m=831.7kg 13、需要原辅料的总质量为：504.7*1.01*1.01=515.0kg。 计算结果（以日产量为准）见图3-1：

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3.2胶囊数量计算

年产胶囊2.5亿粒，年工作日250天，8小时/班，单班制。 每天制粒数量为：2.5*108/250=1*106 粒/天；

每时制粒数量为：1*106/8=12.5*104 =12.5万粒/小时。

515 510 505 500

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原料160

辅料370 湿法制粒 消耗20 水831 1341 消耗10 烘干 水汽816

整粒、总混 消耗5

灌装、抛光 消耗5

内包 消耗5

外包

成品500

表3-1 物料质量衡算示意图

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第4章 工艺机械设备选择与说明

4.1工艺设备选型的步骤

4.1.1工艺设备选型依据

A、该设备符合国家有关，可满足药品生产的要求，保证药品生产的质量，安全可靠，易操作、维修及清洁。

B、该设备的性能参数符合国家、行业或企业标准，与国际先进制药设备相比具有可比性，与国内同类产品相比具有明显的技术优势。 C、具有完整的、符合标准的技术文件。 4.1.2制药设备GMP设计通则的具体内容

A、设备的设计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、设备的材质应该严格控制。与药品接触的零件均应选用无毒、耐腐蚀，不与药品发生化学反应，不释放出微粒或吸附药品的材质。

C、与药品直接接触的设备内表面及工作零件表面，尽可能不设计有台、沟及外露的螺栓连接。表面应平整、光滑、无死角，易于清洗和消毒。 D、设备应不对装置之外的环境构成污染。

F、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。 G、设备设计应标准化、通用化、系列化和机电一体化。 4.1.3设备选型说明

在设备选型方面必须满足《药品生产管理规范》的要求，考虑先进、可靠、

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节能、便于操作、清洁和维修等因素，以选用国内先进设备为主。固剂的生产过程中有许多发尘量大的工序，因而在这些工序中选用的设备都具有很好的防尘能力，多为密闭式或半密闭式。如高速混合制粒机等是产量高、质量好、且均为密闭式，有利于保证产品质量，减少粉尘的飞扬。

考虑产品品种比较多，片剂、胶囊产量小且批产量较小，颗粒剂产量大批产量也大，整粒、干燥、整粒总混设备选用一大一小二套生产设备。 4.2设备简介 4.2.1粉碎机

1、粉碎机选用原则

⑴ 掌握物料性质和对粉碎的要求（物料的形状、大小、硬度、韧脆性、可磨性和腐蚀性等）。

⑵ 合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械（粉碎级数、开式或闭式、干法或湿法等）。

⑶ 周密的系统设计（给料、计量、分级、粉尘及产品收集、计量包装和消声措施等）。

2、粉碎机的分类介绍 A、辊式粉碎机式

光面辊子表面不易磨损，可用于坚硬及腐蚀性物料的粉碎。带齿辊子的粉碎效果较好，但抗磨损能力较差，不适用于腐蚀性物料的粉碎。此外，光面辊子也适用于软质物料的粉碎，粉碎比通常为 6~8，且粒度较小。带齿辊子可用于大颗粒粘性物料的粉碎，粉碎比通常为10~15。

辊式粉碎机式的特点：辊式粉碎机具有运行平稳、振动较轻、过粉碎较少等优点，可用于固体药物的粗碎、中碎、细碎和粗磨。 B、锤式粉碎机（i=10~50)

从锤式粉碎机中能得到粒径为4~325目细度的粉碎物料。 锤式粉碎机的特点：

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1、 锤式粉碎机的优点是结构紧凑，操作安全，维修方便，粉碎能耗小，生产能力大，且产品粒度比较均匀。

2、缺点是锤头易磨损，筛孔易堵塞，过度粉碎的粉尘较多。

3、锤式粉碎机常用于脆性药物的中碎或细碎，但不适用于粘性固体药物的粉碎。 C、球磨机

常用的细碎设备，制药工业中应用广泛。球磨机结构简单，运行可靠，无需特别管理，且可密闭操作，因而操作粉尘少，劳动条件好。球磨机常用于结晶性或脆性药物的粉碎。密闭操作时，可用于毒性药、贵重药以及吸湿性、易氧化性和刺激性药物的粉碎。

球磨机的缺点是体积庞大，笨重；运行时有强烈的振动和噪声，需有牢固的基础；工作效率低，能耗大；研磨介质与筒体衬板的损耗较大。 D、振动磨 特点：

1、由于振动磨采用较小直径的研磨介质，因而比球磨机的研磨表面积增大了许多倍。此外，振动磨的研磨介质填充率可达 60~70%，所以研磨介质对物料的冲击频率比球磨机高出数万倍。

2、与球磨机相比，振动磨的粉碎比较高，粉碎速度较快，可使物料混合均匀，并能进行超细粉碎。缺点是机械部件的强度和加工要求较高，运行时振动和噪声较大。

E、气流粉碎机：（重要的超细碎设备） 特点：

1、气流粉碎机结构简单、紧凑；粉碎成品粒度细，可获得5~1mm 以下的超微粉；经无菌处理后，可达到无菌粉碎的要求；由于压缩气体膨胀时的冷却作用，粉碎过程中的温度几乎不升高，故特别适用于热敏性药物，如抗生素、酶等的粉碎。 2、 缺点是能耗高，噪声大，运行时会产生振动。 4.2.2筛分设备

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1、筛分机的选择

筛分操作的目的主要为筛出粗粒、筛出细粒和整粒，所以筛分机的选择应考虑的因素为：

⑴筛分设备所用的筛网规格应按物料粒径选取。 ⑵筛面要耐磨损、抗腐蚀，可靠性要好。 ⑶单位处理能力要高，维修时间短，噪声低。 2、筛分机的分类介绍 ① 双曲柄摇动筛

特点：所需功率较小，但 维修费用较高，生产能力较低,常用于小规模生产。 ②悬挂式偏重筛

特点：悬挂式偏重筛具有结构简单、体积小、造价低、粉尘少、效率高等优点。缺点是间歇操作，生产能力较小 ③ 旋转式振动筛

特点：旋转式振动筛的优点是占地面积小，重量轻，维修费用低，分离效率高，且可连续操作，故生产能力较大。

4.2.3混合设备

1、混合设备的分类：

按照结构和运行特点的差异，混合设备大致可分为三类，即固定型、回转型和复合型。

2、各类型的混合设备的比较

类型 容器回转型 槽形混合机 锥形混合机

4.2.4制粒设备

目前国内应用最广泛的有摇摆式制粒机和高效混合制粒机。 A、摇摆式颗粒机

特点：摇摆式颗粒机具有结构简单，生产能力大，安装、拆卸、清理均比较方便

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特点

结构简单，可根据生产规模设计，较为经济。

结构简单，操作维修方便

不同进料容积能得到一致的混合效果，操作封闭。

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等优点。此外，摇摆式颗粒机所得颗粒的粒径分布比较均匀，这对湿粒的均匀干燥较为有利。 B、高效混合制粒机 优点：

（1）混合制粒时间短、颗粒大小均匀，细粉少，流动性好； （2）压成片剂后硬度好，崩解，溶出性能较好； （3）所消耗的粘合剂少

（4）易操作，设备密封性好，不会产生粉尘，清洗方便。 C、沸腾制粒机（一步制粒机）

特点：沸腾制粒机制得的颗粒粒度多为30~80 目，颗粒外形比较圆整，压片时的流动性也较好，这些优点对提高片剂的质量非常有利。由于沸腾制粒机可完成多种操作，简化了工序和设备，因而生产效率高，生产能力大，并容易实现自动化，适用于含湿或热敏性物料的造粒。缺点是动力消耗较大。此外，物料密度不能相差太大，否则将难以流化造粒。 4.2.5灌装设备 1、硬胶囊生产的分类：

根据硬胶囊灌装生产工序，硬胶囊生产操作可分为手工操作、半自动、全自动间歇操作和全自动连续操作。

按照主工作盘的运动方式，全自动胶囊填充机可分为间歇回转和连续回转两种类型。 2、设备选择

对于品种单一、生产量较大的硬胶囊剂多采用全自动胶囊填充机。 4.2.6抛光设备

胶囊剂制成成品后，周围会有许多药粉粒，大生产中一般需用胶囊抛光机清除药粉并对胶囊进行抛光处理。 4.2.7制药用水设备

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A、蒸馏法 （1）塔式蒸馏水器

特点：结构简单，但效率低，只用于小规模生产中。 （2）气压式蒸馏水器

优点：运转费用低，仅是多效蒸馏水机的15％。

气压式蒸馏水器适合供应蒸汽压力较低，工业用水较短缺的厂家使用，虽然一次投资较多，但蒸馏水生产成本较低，经济效益较好。 （3）多效蒸馏水器

特点：由于各效的二次蒸汽都用于后一效的加热，所以蒸汽的利用率提高。如果不计损失，理论上可以认为蒸汽耗量与蒸发量之比是效数的倒数。实际上当然会存在温度差的损失及设备热损失，经验认为三效蒸馏时，其单位蒸汽耗量是单级蒸馏的 0.4倍，四效时可达0.3倍。 B、离子交换法 C、电渗透法

由于蒸馏法耗能太高，而离子交换法需要化学再生，消耗大量的酸和碱。所以当处理含盐量为500~3000mg/L的水时，电渗析技术要比离子交换法或蒸馏法都经济。如果在离子交换法之前先经过电渗析预脱盐处理可大大降低离子交换的再生次数，并可节省大量的酸和碱。 4.2.8包装设备

包装工序是针剂生产的最后工序，该工序通常要完成安瓿印字、装盒、加说明书、贴标签等多项操作。目前，我国的针剂生产多采用机器与人工相配合的半机械化安瓿印包生产线，该生产线通常由开盒机、印字机、装盒关盖机、贴签机等单机联动而成。 4.2.9干燥设备

沸腾干燥、喷雾干燥由于采用了；流化床技术，且先将气液本身进行干燥或预热，使空间相对湿度降低、温度升高，故干燥效率显著提高。

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4.3设备的选型 4.3.1粉碎设备

由物料恒算知，整个车间每天处理原辅料515kg，再按生产班制可计算出每小时至少处理物料.4kg.可选一台型号为FL-300的万能粉碎机，基单机生不能力为150kg/h，能满足生产要求，而且有较大的弹性。 名称 参数

生产能力/(kg/h) 150 配套电机/kW 5.5

外形尺寸/mm 1100*600*1480

名称 参数 重量/kg 300 主要材质 不锈钢 数量/台 1

4.3.2筛分设备

根据固剂的需要，固剂过筛的主要目的是将物料颗粒大小筛匀，可选区一台型号为ZS-350型的振动筛，其单机生产能力为60-360kg/h，可满足生产要求。

名称 参数 生产能力/(kg/h) 60－360 配套电机/kW 0.55

外形尺寸/mm 880*880*1350

4.3.3一步制粒设备

根据工艺要求，选用一台型号为FL－300的沸腾制粒干燥机，其干燥能力为300kg/h。容器容积为1000L。蒸汽（0.4MPa）耗量336kg/h，压缩空气耗量0.9 m3/min，干燥温度20－120C，物料收得率可达99%。 名称 参数

生产能力/(kg/h) 300 配套电机/kW 30

外形尺寸/mm 2400*2100*3200

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名称 参数 重量/kg 100 主要材质 不锈钢 数量/台 1

名称 参数 重量/kg 1800 主要材质 不锈钢 数量/台 1

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4.3.4混合设备

制粒过程中应用到水，每天处理的原辅料和水分达到825kg，按每小时计算至少处理物料103kg，可选一台型号为CH-200和物料混合机，其每次能装150kg的物料，工作容积200L。 名称 参数

生产能力/(kg/h) 150 配套电机/kW 4

外形尺寸/mm 1790*660*1190

名称 参数 重量/kg 630 主要材质 不锈钢 数量/台 1

4.3.5整粒设备

根据物料恒算，需要一台生产能力至少为kg/h的整粒机，可选用一台型号为GKZ－200的快速整粒机，其生产能力为200kg/h，成粒范围在6－80目。 名称 参数

生产能力/(kg/h) 200 配套电机/kW 2.2

外形尺寸/mm 1000*980*1300 4.3.6全自动胶囊填充机

根据胶囊数量的计算，每小时需要填充12.5万粒胶囊。市场上销售的大型全自动胶囊填充机最大产量12万粒，因此一台不能满足生产要求。可以选用两台中型的使用，经过筛选，可以选用2台型号NJP-1200全自动胶囊填充机，最大产量：7.2万粒/h，能够满足生产需求。 名称 参数 生产能力/(万粒/h) 7.2 配套电机/kW 3.5

外形尺寸/mm 970*800*1870

名称 参数 重量/kg 850 适用胶囊 00#~5# 数量/台 2 名称 参数 重量/kg 125 主要材质 不锈钢 数量/台 1

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4.3.7抛光机

根据胶囊数量的计算，每小时需要填充12.5万粒胶囊。可以选择一台型号为JMJ-1型抛光机，生产效率为18万粒/h，可以满足生产需求。 名称 参数

生产能力/(万粒/h) 18 配套电机/W 185

外形尺寸/mm 1100*405*1000 4.3.8铝塑包装机

铝塑包装是片剂常用的包装形式，通常有平板式和滚筒式。按生产方式有板式正压成型的，有真空吸成型的，还有压缩空气吹塑成型的。一般都是集成型、装药、封口、冲裁为一体的。根据生产需要可选三台型号为DPP－250B的平板式泡罩包装机，其冲切频率为20－40次/min，冲切板块每次4板，包装频率5000—8000板/h，标准板块58mm*90mm，压缩空气压力为为0.4－0.6Mpa。 名称 参数 生产能力/(板/h) 5000－8000 配套电机/kW 4*3

外形尺寸/mm 4000*800*1900

名称 参数 重量/kg 1500 主要材质 不锈钢 数量/台 3 名称 参数 重量/kg 45

附属设备 吸尘器一件 数量/台 1

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第5章 工艺主要原材料及公用系统消耗

5.1原料的技术规格

原料的技术规格见表5-1

表5-1 原料规格和标准

序号 1 2 3 4

名称 原料 蔗糖 其它辅料 包装材料

规格 药用 药用 药用 药用

质量标准 中国药典 中国药典 中国药典 内控标准

备注 省内采购 省内采购 省内采购 省内采购

5.2主要原材料消耗

主要原材料消耗见表5-2。

表5-2 主要原材料消耗量表

序号 1 2 3 4 5 6 7

名称 原料 蔗糖 辅料 塑瓶 纸盒（小） 纸盒（中） 纸箱

单位

每天

kg t kg 个 个 个 个

160kg 0.5t 355kg 0.8万个 6万个 1.6万个 1250个

消耗量

每年 400t 125t 100t 200万个 1500万个 400万个 31.5万个

备注

5.3 公用系统消耗 a) 公用系统的规格

1） 饮用水

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温度: 常温； 压力: 0.2MPa；

水质: 符合国家饮用水标准。 2) 电

电源: 380V、220V，50Hz 交流电。 3) 饱和蒸汽 压力: 0.6MPa；

b) 公用系统消耗（技术规格同上）

见表5-3。

表5-3 公用系统消耗量表

序

系统名称 号 1 2 3

饮用水 电 蒸汽

0.3MPa 380V,50Hz 0.6MPa

m3 kWh t

规格

单位

消耗量

备注

小时最大 小时平均

666

1.35

日 97 14

装机容量

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第6章 车间（设备）布置

6.1车间设计原则

固剂车间GMP设计原则及技术要求工艺设计在固剂车间设计中起到核心作用，直接关系到药品生产企业的GMP验证和认证。 应遵循以下设计原则和技术要求：

1、根据GMP及其《洁净厂房设计规范》 (GB 50073—2001)和国家关于建筑、消防、环保、能源等方面的规范设计。

2、固剂车间在厂区中布置应合理，应使车间人流、物流出人口尽量与厂区人流、物流道路相吻合，交通运输方便。由于固剂发尘量较大其总图位置应不影响洁净级别较高的生产车间如大输液车间等。在生产过程中产生的容易污染环境的废弃物的专用出口，避免对原辅料和内包材造成污染。

3、若无特殊要求，生产内别为丙类，耐火等级二级。洁净度300000级、温度18℃～26℃、相对湿度45℅～65℅。

4、充分利用建设单位现有的技术、装备、场地、设施。要根据生产和投资规模合理选用生产工艺设备，提高产品质量和生产效率。设备布置便于操作，辅助区布置适宜。为避免外来因素对药品产生污染，洁净生产区只设置与生产有关的设备、设施和物料存放间。空压站、除尘间、空调系统、配电等公用辅助设施，均应布置在一般生产区。

5、粉碎机、旋振筛、整粒机、压片机、混合制粒机需设置除尘装置。热风循环烘箱、高效包衣机的配液需排热排湿。各工具清洗间墙壁、地面、吊顶要求防霉且耐清洗。 6.2车间平面布置 6.2.1车间布置平面图

该车间生产类别为丙类，耐火等级为二级构形式为单层框架，层高为5，10m；洁净控制区设吊顶；吊顶高度为2．70m；车间内的人员和物料通过各自的专用通

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道进入洁净区，人流和物流无交叉。整个车间主要出入口分三处，一处是人流出人口，即人员由门厅经过更衣进入车间，再经过洗手、更洁净衣进入洁净生产区、手消毒；一处是原辅料人口，即原辅料经过脱外包由传递窗送入；另一处为成品出口。车间内部布置主要有湿法混合制粒、烘箱烘干、压片、高效包衣、铝塑内包等工序。

产生粉尘的生产岗位如粉碎筛分、制粒干燥、整粒总混、压片等布置有前室及除尘间。产热较大的设备如烘箱、沸腾干燥器、包衣机均设有机械室将辅助装置隔离，以改善洁净区环境。

片剂车间工艺布置图：（另附CAD图纸） 6.2.2车间产尘的处理

发尘量大的粉碎、过筛、制粒、干燥、整粒、总混、压片、充填等岗位，需设计必要的捕尘、除尘装置（见右图）： 产尘室内同时设置回风及排风，排风系

统均与相应的送风系统连锁，即排风系统只有在迭风系统运行后才能开启，避免不正确的操作，以保证洁净区相对室外正压（见图）。工序产尘时开除尘器，关闭回风；不产尘时开回风，关闭排风。 6.2.3车减排热、排湿及臭未处理

配浆、容器具清洗等散热、散湿量大的岗位，除设计排湿装置外，也可设置前室，避免由于散湿和散热量大而影响相邻洁净室的操作和环境空调参数。烘房是产湿、产热较大的工序，如果将烘房排气先排至操作室内再排至室外，则会影响工作室的温湿度。将烘房室排风系统与烘箱排气系统相连，并设置三通管道阀门，阀门的开关与烘箱的排湿连锁，即排湿阀开时，排风口关。此时烘房的湿热排风不会影响烘房工作室的温度和气流组织。铝塑包装机工作时产生PVC焦臭味，故应设置排风。排风口位于铝塑包装热合位置的上方。 6.2.4参观走廊的设置

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走廊 前室 工作室 除尘器 输机房 实用标准文案

参观走廊的设置不仅是人物流通道，保证了消防安全通道畅通；使洁净区与外界有一定的缓冲，保证了生产区域的洁净；作为参观走廊，使参观者不影响生产。而且洁净走廊的设置，使用暖气采暖成为可能，保护了洁净区，避免冬季内墙结露。因为洁净区靠外墙，如果不设窗，影响房间采光；若设双层窗，无论如何密闭，灰尘也要进来，窗户的清洗也成问题。 6.2.5安全门的设置

设置参观走廊和洁净走廊时就要考虑相应的安全门，它是制药工业洁净厂房所必须设置的，其功能是出现突然情况时迅速安全疏散人员，因此开启安全门必须迅速简捷。 6.3设备的安装

A、安装要求 设备应尽可能按照工艺流程的顺序进行布置，要保证水平方向和垂直方向的连续性，避免物料的交叉往返。为减少输送设备和操作费用，应充分利用厂房的垂直空间来布置设备，设备间的垂直位差应保证物料能顺利进出。一般情况下，计量罐、高位槽、回流冷凝器等设备可布置在较高层，反应设备可布置在较低层，过滤设备、贮罐等设备可布置在最底层。多层厂房内的设备布置既要保证垂直方向的连续性，又要注意减少操作人员在不同楼层间的往返次数。 B、检修要求 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。

C、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。

D、满足安装和检修要求 要根据设备的大小、结构和安装方式，留出设备安装、检修和拆卸所需的面积和空间。

要考虑设备的水平运输通道和垂直运输通道，以便设备能够顺利进出车间，并到达相应的安装位置。

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E、满足土建要求 凡属笨重设备以及运转时会产生很大震动的设备，如压缩机、真空泵、离心机、大型通风机、粉碎机等，应尽可能布置在厂房的底层，以减少厂房楼面的承重和震动。震动较大的设备因工艺要求或其它原因不能布置在底层时，应由土建专业人员在厂房结构设计上采取有效的防震措施。

有剧烈震动的设备，其操作台和基础等不得与建筑物的柱、墙连在一起，以免影响建筑物的安全。

F、满足安全、卫生和环保要求

1、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。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。 2、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通风口，并在房顶上设置天窗。通风孔不仅可提高自然通风效果，而且可解决厂房光线不足的问题。

3、防火防爆 凡属火灾危险性的甲、乙类厂房(参见第十一章)，必须采取相应的防火防爆措施。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。

4、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。

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6.4车间定员

见表6-4。

表6-4 固剂车间定员表

人数 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

岗位及职能工人 粉碎、过筛 制粒干燥 整粒总混 胶囊灌装 抛光 内包装 外包 清洗 检验 洗衣 空调动力 配电 中间站管理 车间管理 机动 合计 班制 每班 1 2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 2 2 1 1 2 3 2 4 1 6 18 1 1 1 2 1 1 5 3 52 合计 2 6 4 8 2 12 18 1 2 1 4 2 2 5 3 74 备注 精彩文档

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第7章 采暖通风与空调公用工程

7.1设计要求

空调设计目的是通过空调系统供应足够的空气，应尽量减少生产区空气中的有害或无害异物，用以除去可能污染产品的空中微尘。空调系统应考虑防止新风污物及回风微尘进入工作区，供应足够的风量以驱除工作区的空中异物，各区进气管理以适应所需的温湿度。 7.2设计参数

非无菌制剂工序中，根据产品的吸湿性和操作人员的服装以及设备的热负荷等情况经济效果，确定温湿度。一般标准是夏季22--28℃，50％--60％RH，冬季18—22℃(分装药剂要求40％--55％RH)。

制剂厂温度主要根据生产工艺要求和操作人员的舒适要求确定。夏季室内温度范围可取20～26℃，对于无菌要求低的、洁净度等级低的房间，室内温度范围可取其高值，如原料药生产的精烘包工序，片剂车间等。

对于无洁净要求的一般空调区域，室内温度的决定只需考虑操作人员的舒适要求，夏季通常取为26～28℃。

制剂厂室内相对湿度的决定主要根据工艺生产过程的要求，通常相对湿度范围可取 40％～60％。就节能角度而言，夏季相对湿度越低，能耗越大。据计算，洁净室换气次数20次/h，室温25℃，当室内相对湿度由55％提高到60％时，约可节省冷负荷15％。 7.3洁净室换气次数

我国“药品生产管理规范”推荐，一般情况下要求的换气次数，洁净度1万级的为≥25次／h，洁净度10万级的为≥15次/h。并指出换气次数的确定，尚应根据热平衡计算加以验证。一般情况，尽可能在万级或10万级环境内，用局部层流方式来达到百级的要求。

洁净室所需换气次数，应取下列各项换气量的最大值。

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(1)为控制室内空气洁净度所需换气次数； (2)根据热湿负荷计算和稀释有害气体所需送风量；

(3)按空气平衡所需送风量。 7.4洁净室压力

为使洁净室外污染的空气不进入洁净室，洁净室必须维持一定的正压。据规定，洁净室与邻室的压差≥4.9pa，洁净室与室外的压差≥9.81pa。按无菌等级的高低依次相连。彼此相连的房间，按洁净等级应依次相差4．9Pa以上压差，压差偏小，根本无法防止强风时产生缝隙渗透或开关门时产生压差变化；压差过大，开门往往比较困难，比较理想的办法是在保持合理压差的同时采用气闸室。 对于生产中产生粉尘、有毒气体、易燃易爆气体的洁净室，如片剂车间、青霉素车间、抗肿瘤药车间、使用溶剂的片剂包衣间、原料药精烘包工序等有害物，为避免有害物质逸出，应与相邻洁净室保持相对负压。 7.5噪声

当净化空调系统处于正常运行状态，而生产设备尚未投入运行时，洁净室内的噪声不得超过65分贝；当洁净室处于正常运行状态时，洁净室内的噪声不得超过70分贝。由于使用上的特殊要求或其它原因，可适当提高或降低允许值，但最高不得超过75分贝。 7.6通气量

一般情况下，若每名工作人员所占的厂房容积小于20m3，则应保证每人每小时不少于30m3的新鲜空气量；若所占容积为20~40m3，则应保证每人每小时不少于20m的新鲜空气量；若所占容积超过40m，则可由门窗缝隙送入的空气量来换气。

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第8章 结束语

经过整整3个星期的努力拼搏，终于的完成了制药工程课程设计！作为制药工程系的一名学生，做好制药工程设计是一件十分必要的事情，作为专业设计，制药工程设计体现了我们的专业水平。

这次制药工程设计包含了许多方面的内容，它是一门一药剂学、GMP、工程学以及相关的科学理论和工程技术为基础的综合研究制剂生产实践的应用性工程学科，能够极大的锻炼我们的生产实践的训练。

通过这次课程设计，我们的能力得到了很大的提高。如：收集和分析基本资料的能力；对不同的生产方案进行比较和选择；训练工艺计算；熟悉设备选型；绘制工艺流程图；采用CAD画图；车间工艺平面设计；单体设备设计；编写设计说明书的能力。这些能力的提高为我们打下了良好的基础。

这次制药工程设计我收获很多，感想很多，对很多方面的内容有了新的认识。 1. 通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

2. 我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多、平时课间的学习并不能很好的理解和运用，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多实际运用的知识，并且对于其在制药工业中的应用有了更多的认识。

3. 在画CAD时，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。

4. 此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅。

经过大家的3个星期的勤奋努力，终于完成了本科期间的最后一次课程设计。这次设计是大家共同努力的结果，是大家辛勤汗水的结晶，最后特别感谢刘艳飞老师对我们的辛勤指导，是我们的课程设计得以顺利完成。

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参考文献

1、王志祥.制药工程学，第二版. 北京：化学工业出版社，2008 2、任晓雯. 药物制剂工程技术与设备.北京：化学工业出版社，2009 3、刘红霞. 药物制剂工程及车间工艺设计. 北京：化学工业出版社，2009

4、中国石化集团公司.化工工艺设计手册，上、下册. 北京：化学工业出版社，2009 5、崔丽德.药剂学,第六版.北京：人民卫生出版社，1980 6、李志军.GMP规范.北京，中国医药科技出版社，2003 7、宋功业 .洁净厂房设计规范.北京，机械工业出版社，2009 8、徐少军.工程制图，第二版.长沙，中南大学出版社，2007

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附录

1、工艺平面布置图一套（A3图纸）。 2、工艺管道流程图。

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