年產(chǎn)1億支新冠肺炎口服液生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)

年產(chǎn)1億支新冠肺炎口服液生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)摘要：2020年新型冠狀病毒在全球蔓延，至今形勢依然嚴(yán)峻，在新冠肺炎的治療方面中藥制劑發(fā)揮了重大的作用。本設(shè)計(jì)順應(yīng)中國制造的新趨勢，對中藥口服液的自動化生產(chǎn)作了初步嘗試。設(shè)計(jì)的車間主要由兩部分組成，即中藥的提取純化車間和口服液生產(chǎn)車間。涉及乙醇的生產(chǎn)車間采取相應(yīng)的防爆與泄爆措施，最大程度保證生產(chǎn)安全。車間整體劃分合理，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量安全。車間長48m、寬48m、總高22.5m，總占地面積2304m2，潔凈車間總面積為575m2。本設(shè)計(jì)選用自動化程度較高的制藥設(shè)備，主要包括：密閉板式過濾機(jī)、洗烘灌軋一體機(jī)、隧道隧道式微波滅菌機(jī)、自動化包裝聯(lián)動線等，并確定相應(yīng)的控制點(diǎn)及控制策略，基本滿足初步的自動化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：中藥口服液；生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)；自動化

1緒論1.1設(shè)計(jì)背景2019年12月，我國武漢相繼出現(xiàn)了新冠肺炎病例，截至目前，全球現(xiàn)有累計(jì)確診超1.5億，累積死亡超370萬，且病例數(shù)仍在不斷增加。目前暫無治療新冠肺炎的特效藥，世界急需看到新的方案。中藥或許能有更大的應(yīng)用前景。中醫(yī)藥學(xué)是中華傳統(tǒng)文化的瑰寶，為中華民族的健康做出了巨大貢獻(xiàn)。近些年來，世界對中國傳統(tǒng)醫(yī)藥產(chǎn)生了極大的興趣[1]，中藥制藥行業(yè)不斷發(fā)展，各種劑型層出不窮，如：湯劑、滴丸劑、顆粒劑、注射劑等[2]。中藥制藥行業(yè)雖已成規(guī)模,但從其本質(zhì)來看，局面仍然混亂。我國的中藥產(chǎn)品與國外的相比，在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制方面仍有較大的差距，其主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品成分復(fù)雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、質(zhì)量控制技術(shù)落后、低水平重復(fù)嚴(yán)重、生產(chǎn)裝備落后、技術(shù)集成度差等多個方面[3]。1.1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外的植物藥制劑與中藥雖有很大的區(qū)別，但就生產(chǎn)制造方面國外在植物藥制劑的生產(chǎn)發(fā)展仍對我國的中藥制劑的生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。德國植物藥的劑型主要以膠囊劑和片劑為主，處方相對單一。德國植物藥制劑的生產(chǎn)中已廣泛采用了現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備、前沿的分析檢測手段和先進(jìn)的檢測設(shè)備，且大多以“標(biāo)準(zhǔn)浸膏”作為投料，保證了成藥指紋圖譜的穩(wěn)定性。漢方藥是日本化的中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)。日本漢方制劑的生產(chǎn)自動化和機(jī)械化的程度高，并發(fā)展了與其生產(chǎn)相適應(yīng)的管理體系，這使得漢方藥制劑生產(chǎn)處于世界藥品生產(chǎn)的第一梯隊(duì)。我國的中藥產(chǎn)業(yè)整體還相對落后，在自動化、質(zhì)量控制以及管理體系方面都與國外還有較大差距。為此，國務(wù)院正式出臺了首個國家中醫(yī)藥發(fā)展規(guī)劃[5]，著力提升中藥品質(zhì)，以提升國際市場競爭力。1.1.2質(zhì)量控制的發(fā)展程躍[6]提出質(zhì)量控制的問題存在于三個方面：生產(chǎn)質(zhì)量控制手段單一多采用人工觀察和離線檢測的方法,部分質(zhì)量指標(biāo)和關(guān)鍵過程參數(shù)沒有實(shí)現(xiàn)在線測量；在控制策略上，多采用簡單的通斷控制和常規(guī)控制，部分工段采取人工操作，缺乏先進(jìn)的控制策略；控制網(wǎng)絡(luò)以單機(jī)自動化為主，沒有結(jié)合中藥生產(chǎn)作為一個整體的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化及控制。對于在線測量的問題，軟測量技術(shù)能有效應(yīng)對。早在1978年，過程控制專家McAvoy提出軟測量技術(shù)具有十分廣闊的實(shí)際應(yīng)用場景[7]。隨后，Rivera提出了基于數(shù)學(xué)模型結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)的軟測量模型[8]。Desai、Badhe等利用支持向量機(jī)對制藥設(shè)備分批進(jìn)料的問題進(jìn)行了軟測量建模[9]。國內(nèi)江洪[10]通過對竹葉、葛根中黃酮類物質(zhì)常規(guī)浸取的研究，建立了植物有效成分常規(guī)浸取的軟測量模型，該模型可較好地描述植物有效成分常規(guī)的浸取過程。YuLuo等[11]建立了黨參醇沉上清液中多指標(biāo)的快速近紅外光譜分析法，實(shí)現(xiàn)黨參醇沉中間體的實(shí)時放行檢測。在控制策略上，丁洪濤[12]等提出的具有人工智能的模糊自適應(yīng)PID控制，通過分析實(shí)施的設(shè)備運(yùn)行情況，基于模糊控制規(guī)則對PID調(diào)節(jié)的各個參數(shù)實(shí)現(xiàn)在線修正，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。在控制網(wǎng)絡(luò)方面，程躍針對大多數(shù)中藥制藥企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備狀況，對設(shè)備集成方案進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了自動化控制系統(tǒng)。1.2產(chǎn)品簡介（1）功能主治和解少陽，化濕解毒。用于新型冠狀病毒感染肺炎疑似、臨床診斷病例及確診病例治療，在換潔發(fā)熱、乏力、干咳、腹瀉癥狀方面效果明顯。（2）處方柴胡100g，黃芪50g，法半夏50g，黨參75g，瓜蔞50g，檳榔50g，草果75g，厚樸75g，知母50g，白芍50g，甘草50g，陳皮50g，虎杖50g。上述處方量藥材經(jīng)提取、固液分離、濃縮、醇沉、濃縮，可配制1000mL藥液。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容完成年產(chǎn)1億支新冠肺炎口服液生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)，要求繪制制劑車間帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，符合GMP的車間平面布置圖，撰寫工藝設(shè)計(jì)說明書。生產(chǎn)制度：年工作日：250天；生產(chǎn)班次：兩班、8小時/班；生產(chǎn)方式：間歇式生產(chǎn)。1.4設(shè)計(jì)規(guī)模及原則1.4.1設(shè)計(jì)規(guī)模表1.1產(chǎn)品名稱及規(guī)模產(chǎn)品名稱設(shè)計(jì)規(guī)模規(guī)格產(chǎn)品質(zhì)量新冠肺炎口服液1億支/年10mL/支符合現(xiàn)行《中國藥典》及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.4.2設(shè)計(jì)原則(1)嚴(yán)格執(zhí)行防火、防爆、防塵、防腐、防雷、防靜電、安全、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等國家頒布的規(guī)范法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，對于本次設(shè)計(jì)要著重考慮使用乙醇時防爆區(qū)域的布置以及防火分區(qū)的劃分。(2)生產(chǎn)中提取車間管路錯綜復(fù)雜，使用的罐體較多，因此在布置時功能區(qū)模塊化不僅使車間內(nèi)部更齊整美觀，也便于車間內(nèi)部的管理及維修。(3)遵循EHS管理體系，人性化安全生產(chǎn)。安全衛(wèi)生方面，三廢集中安全排放。做到對環(huán)境影響最小，對人類健康影響最小，安全系數(shù)最大。(4)為了更好地實(shí)施管理，創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，滿足本項(xiàng)目的使用功能、防火衛(wèi)生等要求，本次設(shè)計(jì)要求車間建筑總高度小于24m。(5)工藝設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)健康、安全、環(huán)保和節(jié)能的理念，應(yīng)盡可能縮小潔凈區(qū)面積，降低運(yùn)行成本。車間運(yùn)作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，工藝設(shè)備和物料運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備應(yīng)具有良好的人機(jī)工程設(shè)計(jì)，可有效降低工人勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)。(6)車間主要功能區(qū)主要包括生產(chǎn)、設(shè)備動力(只需進(jìn)行布局，留出與設(shè)計(jì)規(guī)模相匹配的空調(diào)機(jī)房、循環(huán)水泵房、車間配電室等功能間)、生產(chǎn)輔助設(shè)施及車間辦公、更衣等。通過分區(qū)域布置，使功能區(qū)分工明確、人物流路線合理，滿足GMP規(guī)范要求。車間布置應(yīng)考慮管理的便利性，避免不必要的潔凈區(qū)進(jìn)入。(7)原輔料、食用酒精有廠區(qū)倉儲設(shè)施集中提供，廠區(qū)動力中心提供0.8MPa蒸汽和10kV電纜進(jìn)線，容量能滿本車間的需求，壓縮空氣、真空系統(tǒng)在車間內(nèi)配套。(8)本次設(shè)計(jì)范圍為提取車間、口服液車間。前處理車間、乙醇回收車間、動力中心、辦公質(zhì)檢樓及總體工程不在本次涉及范圍。2工藝說明2.1生產(chǎn)方法中藥飲片從四層投至三層的提取罐中，加入足量的飲用水提取兩次，混合兩次的提取液，過濾除去大顆粒雜質(zhì)后，將濾液通至醇沉罐，加入定量的乙醇，攪拌后靜置23小時。固液分離后，將液相濃縮至10%后，加入定量的輔料，攪拌，過濾后即得口服液。經(jīng)灌裝、軋蓋、滅菌、檢漏、燈檢、貼標(biāo)、裝盒、外包后即制得口服液成品，轉(zhuǎn)入庫房待檢。具體的工藝流程圖如圖2.1：圖2.1工藝流程圖2.2工藝流程2.2.1提取工序按比例稱取的1571.11kg中藥飲片從四樓的投料口加料到提取罐R0101中，罐內(nèi)加入15711.11kg的飲用水，打開蒸汽閥門，控制蒸汽流量使得提取罐中的藥液保持微沸2.5h，完成第一此提取后，將提取液引入到密閉板式過濾機(jī)M0104中過濾，濾液經(jīng)離心泵P0105進(jìn)入儲罐V0106暫存。過濾完成后再向提取罐加入12568.89kg的飲用水，微沸狀態(tài)再次提取2h。提取完成后提取液經(jīng)過同樣過濾設(shè)備處理后暫存與儲罐V0106中待下一工序使用。提取罐中的藥渣和濾渣經(jīng)過全自動運(yùn)渣車X0107壓縮后運(yùn)至出渣口將藥渣轉(zhuǎn)移至運(yùn)渣車L0108送至市政中心處理。啟動在線清理程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行清理，清理完成后待下一批次使用。2.2.2第一次濃縮工序?qū)轛0106中的濾液分次加入到雙效濃縮器X0202中，待濃縮器中的濾液到達(dá)設(shè)定的液位時，關(guān)閉儲罐出口閥XV202。打開真空泵將一效、二效蒸發(fā)器的真空度分別抽至0.09Mpa、0.03Mpa，打開蒸汽入口閥XV207，通入0.3Mpa的水蒸氣對濃縮器進(jìn)行加熱，一效蒸發(fā)器中的汽化的液態(tài)水作為二效蒸發(fā)器的熱源，濃縮過程中的水蒸氣經(jīng)冷凝之后由雙效濃縮器的冷凝器底部排出。將所有濾液濃縮至進(jìn)液量體積的10%，即完成一次濃縮。啟動離心泵將濾液抽至儲罐X0203待下一工序備用。2.2.3醇沉工序?qū)饪s液通入到醇沉罐R0302中，根據(jù)回收乙醇的濃度調(diào)節(jié)新鮮乙醇與回收乙醇的出液閥XV303、XV302的開度，使得醇沉罐中混合液的乙醇濃度的為60%。啟動電機(jī)攪拌15分鐘、靜置23小時后，醇沉液經(jīng)離心泵P0303，至于儲罐V0306中暫存，根據(jù)實(shí)時監(jiān)控的上清液的渾濁情況調(diào)節(jié)醇沉出液管調(diào)節(jié)閥，待出液渾濁之時關(guān)閉出液閥XV304。啟動醇沉罐的攪拌機(jī)，將沉淀松散，打開醇沉罐的出渣閥XV305，啟動離心泵，將渾濁液抽至密閉板式過濾機(jī)中進(jìn)行過濾操作。待過濾操作結(jié)束時，啟動清洗程序，完成醇沉罐的清洗。2.2.4第二次濃縮工序具體的操作步驟與之前的濃縮工序相同，但是濃縮的終點(diǎn)不同。此工序的濃縮終點(diǎn)是濃縮液密度未1.12g/cm3。(5)配液工序分別稱取清理過外包裝的輔料，即單糖漿101.36kg和山梨酸2.03kg，轉(zhuǎn)運(yùn)至配液區(qū)，啟動攪拌機(jī)，將輔料加入到配液罐X0502中。混合均勻后，將配好的藥液經(jīng)離心泵P0503暫存與儲罐V0504中。將閥門調(diào)整至初始的位置，啟動清潔程序。2.2.5微濾工序儲罐V0504中的藥液依次經(jīng)過微濾設(shè)備X0602、微濾設(shè)備X0603進(jìn)行0.45微米的粗濾和0.1微米的精濾，完成藥液最后的過濾工序，濾液經(jīng)離心泵P0604轉(zhuǎn)運(yùn)到儲罐V0606暫存。2.2.6洗烘灌軋工序?qū)⑦M(jìn)行過物料清潔的內(nèi)包材運(yùn)至洗烘灌軋區(qū)，口服液玻璃瓶經(jīng)過理瓶后，由傳送帶將其送入洗烘灌軋一體機(jī)X0701中，打開儲罐V0606的出液閥，并將灌裝的液位維持在設(shè)定位置。一批次灌裝完成后即進(jìn)行復(fù)位以及清理程序。2.2.7滅菌工序?qū)④埳w好的口服液瓶子運(yùn)用傳送帶運(yùn)輸?shù)轿⒉ㄋ淼罍缇鷻C(jī)X0801進(jìn)行3分鐘的微波滅菌經(jīng)冷卻后進(jìn)入下一工序。2.2.8燈檢檢漏與包裝工序冷卻的口服液經(jīng)檢漏燈檢一體機(jī)X0901檢驗(yàn)后，經(jīng)貼標(biāo)機(jī)X1001、包裝聯(lián)動線X1002、裝箱機(jī)X1003以及封箱機(jī)X1004的處理后即可得到待檢成品。2.3工藝及質(zhì)量控制2.3.1主要工藝控制（1）提取工序的控制方案：①生產(chǎn)前檢查：檢查生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)時候符合生產(chǎn)；確定各個設(shè)備的閥門都處于正確的初始狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)有不符合初始狀態(tài)的閥門或設(shè)備，暫停生產(chǎn)，當(dāng)即通知相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場排查，調(diào)整無誤后方可進(jìn)行生產(chǎn)輸入設(shè)定參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)。②投料：打開提取罐R0101的進(jìn)料口，啟動投料筒使其自動對齊進(jìn)料口，確認(rèn)對其之后，將定量的中藥飲片從四層一次性投下。啟動投料筒的自動收縮程序，關(guān)閉進(jìn)料口。打開飲用水入口閥XV102，通入設(shè)定量的飲用水后自動關(guān)閉飲用水入口閥XV102。③通入蒸汽：打開冷卻水調(diào)節(jié)閥XV104，自動調(diào)節(jié)流量至設(shè)定值。打開蒸汽閥XV101，當(dāng)提取罐內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度之時調(diào)節(jié)蒸汽閥XV101保持提取罐內(nèi)液體保持微沸，并開始計(jì)時。在開始通入蒸汽的時候由于加熱夾套的壁面溫度與蒸汽溫度相差較大，加熱層內(nèi)容易產(chǎn)生大量的冷凝液，此時應(yīng)打開蒸汽疏水閥門XV108，排出過多的冷凝液。當(dāng)兩個溫度計(jì)的值相差2℃時候，啟動提取罐內(nèi)的循環(huán)泵P0105，控制溫度差在1℃之內(nèi)。④出液：提取2.5h后，關(guān)閉蒸汽入口閥XV101，停止通入蒸汽。打開出液閥XV109排空提取罐內(nèi)的提取液，若出液口出現(xiàn)堵塞，則關(guān)閉儲罐進(jìn)口閥XV113，打開壓縮空氣入口閥XV115，對提取罐的出液口進(jìn)行反向沖洗，沖洗5s后，關(guān)閉壓縮空氣入口閥，打開儲罐V106入口閥，繼續(xù)進(jìn)行出液操作，待出液管道中的目鏡中無液體時，關(guān)閉儲罐入口閥。⑤第二次提?。褐貜?fù)提取工序的操作。⑥出渣：第二次提取完成后，關(guān)閉出液閥XV109，調(diào)動出渣小車到出渣口，打開壓縮空氣入口閥XV106通壓縮空氣，打開提取罐的出渣口，清空提取罐中的藥渣。卸渣完成后，關(guān)閉出渣口，關(guān)閉冷卻水入口閥XV104。⑦清洗：打開清洗液入口閥XV103，通入適量的清洗液，對提取罐內(nèi)部進(jìn)行徹底沖洗。沖洗完成后，打開出液閥XV111，將清洗液排空。完成清理操作。（2）濃縮工序：①生產(chǎn)前檢查：與提取工序的檢查內(nèi)容和方法一致。②進(jìn)料：系統(tǒng)自檢通過之后，系統(tǒng)自動開啟真空閥XV201，開啟提取液儲罐出液閥XV202、提取液進(jìn)料總閥XV104及一效進(jìn)料閥XV205、二效進(jìn)料閥XV206，開始進(jìn)料，藥液到達(dá)設(shè)定液位LRS201、LRS201時，停止進(jìn)料。在濃縮過程中，蒸發(fā)室液位升至設(shè)定的高液位處時，停止進(jìn)料。在濃縮過程中，蒸發(fā)室液位降至設(shè)定的低液位處時，自動開始進(jìn)料到高液位處，如此重復(fù)進(jìn)液，直至提取液儲罐無液體提取液儲罐的液位計(jì)LRS102檢測不到液體，則判定進(jìn)液完畢。關(guān)閉進(jìn)料閥門XV102、XV104、XV105、XV106和泵P0201。③真空控制：通過壓力指示PRC201、PRC202控制真空調(diào)節(jié)閥XV201自動調(diào)節(jié)閥門開度，使一效蒸發(fā)室壓力為0.02MPa，二效蒸發(fā)室真空度為0.009MPa，控制真空度穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，防止真空度波動較大，致使藥液出現(xiàn)爆沸、跑料現(xiàn)象。④溫度控制：進(jìn)料完畢且真空度穩(wěn)定在設(shè)定值后,打開蒸汽進(jìn)口閥XV201，通入0.3MPa的蒸汽進(jìn)行加熱，加熱過程中蒸汽調(diào)節(jié)閥XCV201自動調(diào)節(jié)加熱蒸汽閥門開度，對濃縮液升溫至66℃，開始蒸發(fā)濃縮。升溫前期需適當(dāng)開啟疏水旁通閥XV208排放蒸汽冷凝水。濃縮過程中，通過控制加熱蒸汽閥門開度，保證濃縮過程中溫度的穩(wěn)定。⑤蒸發(fā)濃縮：真空度達(dá)到設(shè)定要求和溫度達(dá)到設(shè)定值時，蒸發(fā)室內(nèi)藥液呈噴霧狀態(tài)，開始蒸發(fā)濃縮。在濃縮過程中，對真空度PRC201、PRC202和溫度TIC201、TIC202均進(jìn)行穩(wěn)定控制，使藥液處在最佳蒸發(fā)狀態(tài)。當(dāng)蒸發(fā)室內(nèi)藥液蒸發(fā)到最低液位時，自動進(jìn)行補(bǔ)料。濃縮過程中，當(dāng)溫度、真空度及液位控制超出設(shè)定范圍值時，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。⑥集液器出液：蒸發(fā)過程中，打開冷凝器的冷卻水進(jìn)閥XV211，對蒸發(fā)出來的水蒸氣進(jìn)行冷卻回收。集液器配有液位計(jì)LRS203，當(dāng)液位到達(dá)設(shè)定高液位時，關(guān)閉集液器內(nèi)上下隔斷閥，開啟集液器底閥XV212排放冷凝液。集液器液位降至設(shè)定低液位時，關(guān)閉集液器底閥，繼續(xù)進(jìn)行集液。此過程收集得到冷凝水，經(jīng)處理后可做飲用水重復(fù)提取使用。⑦消泡：濃縮過程中，系統(tǒng)通過泡沫點(diǎn)IIT201、IIT201檢測罐內(nèi)藥液泡沫。當(dāng)泡沫上升至設(shè)定高度時，開啟排空閥XV209、XV210，降低蒸發(fā)室內(nèi)的真空度，進(jìn)行消泡。⑧濃縮終點(diǎn)控制：進(jìn)料結(jié)束后密度檢測器DI201、DI202對實(shí)時對藥液密度進(jìn)行檢測，當(dāng)藥液濃縮至設(shè)定密度范圍值時，關(guān)閉真空閥XV201和蒸汽入口閥XV207，開啟排空閥XV203，停止?jié)饪s。⑨濃縮液出液：關(guān)閉蒸汽進(jìn)閥，停止加熱；關(guān)閉真空閥，開啟排空閥，當(dāng)真空度降為0之后，開啟位于加熱室底部的濃縮器底閥XV205、XV206，開始濃縮液出液，將濃縮液轉(zhuǎn)移至儲罐V0204暫存。⑩清洗：出液結(jié)束后，打開清洗水進(jìn)閥XV216、XV216、XV216,一效底閥XV205、二效底閥XV206和改變排污閥XV203流向。清洗水從蒸發(fā)室頂部的管道進(jìn)入對儀器進(jìn)行清洗，清洗計(jì)時到設(shè)定參數(shù)，自動閉清洗水進(jìn)閥，排凈廢水后，關(guān)閉排污閥。再開啟飲用水閥，加至設(shè)定水位，開始抽真空、升溫至設(shè)定范圍，進(jìn)行設(shè)備動態(tài)運(yùn)行清洗一定時間后排污。清洗3次，濃縮器的清洗程序結(jié)束。具體工藝流程及控制點(diǎn)見帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（附錄一）。2.3.2質(zhì)量控制實(shí)際的控制模型的確定是要以實(shí)際的生產(chǎn)工序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的，即模型基于數(shù)據(jù)。對于此次車間設(shè)計(jì)，并不能在開始生產(chǎn)的階段就運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)對提取、濃縮、醇沉過程進(jìn)行建模。故前期的生產(chǎn)質(zhì)量控制方法還是以遵守生產(chǎn)原則的操作為主，隨著生產(chǎn)真實(shí)數(shù)據(jù)的積累，可以通過中藥制藥CIPS對整個車間進(jìn)行系統(tǒng)控制。3生產(chǎn)制度3.1基本依據(jù)（1）年工作日：250日。（2）生產(chǎn)班次：醇沉崗位3班/天，其他崗位2班/天。（3）生產(chǎn)方式：間歇生產(chǎn)。3.2生產(chǎn)計(jì)劃本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)任務(wù)是年產(chǎn)1億支新冠肺炎口服液，每支10mL，生產(chǎn)250日。每天的生產(chǎn)1×109/250=4×106mL。每天兩批，每批則生產(chǎn)4×106/2=2×106mL。根據(jù)任務(wù)書的工藝要求與生產(chǎn)量的要求，本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)的排班計(jì)劃如下表：表3.1排班計(jì)劃表工藝時間(小時/批）人數(shù)(人/批)提取71過濾2.51濃縮51醇沉241過濾0.51濃縮31配液11過濾71洗烘灌軋72檢漏燈檢71滅菌71貼標(biāo)71裝盒70外包72具體生產(chǎn)車工藝排班見甘特圖（附錄二）。4物料衡算4.1物料衡算基準(zhǔn)此次生產(chǎn)屬于間歇生產(chǎn)，物料衡算以批為單位進(jìn)行計(jì)算。4.2計(jì)算過程4.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)1億支新冠肺炎口服液，年工作日250天。每天生產(chǎn)兩批，每批生產(chǎn)1×109/250/2=2×106mL。各個工序的損耗率如下表：

表4.1各工序損耗表工藝損耗率(%)提取0過濾0濃縮0醇沉0濃縮0配液0過濾0.4洗烘灌軋0.6滅菌檢漏0.1燈檢0.1貼標(biāo)0.1外包0.05根據(jù)處方775g中藥飲片可配制1000mL藥液，為滿足每批的生產(chǎn)需要則需將中藥飲片量放大2×106/(1000×(1-0.4)×(1-0.6)×(1-0.1)×(1-0.1)×(1-0.1)×(1-0.05))=2027.24倍進(jìn)行計(jì)算。物性參數(shù)：單糖漿密度為：1.30g/mL，山梨酸的密度為：1.204g/cm3。4.2.2具體過程（1）提取工序①進(jìn)料：中藥飲片：775×2027.24=1571.11kg第一次提取用水：1571.11×10=15711.11kg第二次提取用水：1571.11×2=12568.89kg總計(jì)：1571.11+15711.11+12568.89=29851.11kg②消耗：干藥渣：1571.11×0.8=1256.89kg藥渣含水量：1571.11×2=3142.22kg總計(jì)：1256.89+3142.22=4399.11kg③出料：提取液：29851.11-4399.11=25452.00kg（2）濃縮工序①進(jìn)料：提取液：25452.00×1.00=25452.00L進(jìn)料總量：25452.00L②消耗：水：25452.00×(1-0.1)=22906.80L損耗總量：22906.80L③出料：濃縮液：25452.00×0.1=2545.20L出料總量：2545.20L（3）醇沉工序①進(jìn)料：濃縮液：2545.20L95%乙醇：0.6×2545.20/(0.95-0.6)=4363.20L進(jìn)料總量：2545.20+4363.20=6908.40L②消耗：固體析出物：1571.11×0.2×0.075=23.57kg析出物中價夾帶的藥液：23.57×7/3=54.99kg損耗總量：23.57+54.99=78.56kg③出料：醇沉液：6908.40-54.99/1=6853.41L出料總量：6853.41L（4）濃縮工序①進(jìn)料：醇沉液：6853.41L進(jìn)料總量：6853.41L②消耗：蒸發(fā)量：6853.41L-1571.11L=5282.30L損耗總量：5282.30L③出料：濃縮液：1571.11L出料總量：1571.11L（5）配液工序①進(jìn)料：濃縮液：1571.11L山梨酸：2027.24×0.001=2.03kg單糖漿：2027.24×0.05=101.36kg水：2027.24-1571.11-2.03/1.204-101.36/1.3=376.47L進(jìn)料總量：2027.24L②損耗：0mL③出料：口服液：2027.24L（6）過濾工序①進(jìn)料：口服液：2027.24L②損耗：口服液：2027.24×0.004=8.11L③出料：口服液：2027.24×(1-0.004)=2019.13L（7）灌裝軋蓋①進(jìn)料：口服液：2019.13L②損耗：口服液：2019.13×0.006=12.11L③出料：2019.13×(1-0.006)=2007.02L（8）滅菌工序①進(jìn)料：口服液：2007.02L②損耗：口服液：2007.02×0.001=2.01L③出料：口服液：2007.02×(1-0.001)=2005.01L（9）檢漏燈檢①進(jìn)料：口服液：2005.01L②損耗：口服液：2005.01×0.001=2.01L③出料：口服液：2005.01×(1-0.001)=2003.00L（10）貼簽工序①進(jìn)料：口服液：2003.00L②損耗：口服液：2003.00×0.001=2.00L③出料：口服液：2003.00×(1-0.001)=2001.00L（11）外包工序①進(jìn)料：口服液：2001.00L②損耗：口服液：2001.00×0.0005=1L③出料：口服液：2001.00×(1-0.0005)=2000.00L4.2計(jì)算結(jié)果物料衡算的最終結(jié)果以物料衡算框圖的形式體現(xiàn)（見附錄三）。5能量衡算5.1能量衡算目的本次設(shè)計(jì)能量衡算的主要目的是為了確定生產(chǎn)過程的熱負(fù)荷，同時計(jì)算蒸汽和冷卻水的用量，為合理利用能源提供依據(jù)。5.2能量衡算依據(jù)當(dāng)內(nèi)能、動能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時，根據(jù)能量衡算定律可得出熱量平衡方程式：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中，Q1為物料帶入設(shè)備的熱量，kJ；Q2為加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量，kJ；Q3為過程熱效應(yīng)(放熱為正；吸熱為負(fù))，kJ；Q4為物料離開設(shè)備所帶走的熱量，kJ;Q5為加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量，kJ；Q6為設(shè)備向環(huán)境散失的熱量，kJ。熱量衡算的目的是計(jì)算出Q2，從而確定加熱劑或冷卻劑的量。5.3能量衡算過程（1）提取物料帶入設(shè)備的熱量：Q1=M水Cp水T1+M中藥飲片Cp中藥飲片T1=28279.98×4.2×25+1571.11×1.72×25=3036955.63kJ/批過程熱效應(yīng)：升溫段無近似看作無過程熱效應(yīng)則Q3=0。物料離開設(shè)備所帶走的熱量：Q4=M水Cp水T2+M中藥量Cp中藥量T2=28279.98×4.2×100+3145.37×1.72×100=12418595.24kJ/批加熱設(shè)備所消耗的熱量Q5、設(shè)備損失的熱量Q6根據(jù)經(jīng)驗(yàn)Q5+Q6一般為Q4+Q5+Q6的10%，即Q5+Q6=Q4則Q5+Q6=19=1379843.92kJ/批需要的加熱量：Q2=Q4+(Q5+Q6)-Q1-Q3=12418595.24+1379843.92-3036955.63-0=10761483.53kJ/批保溫段加熱量Q2’：保溫過程中高壓蒸汽的放熱量用于提取罐內(nèi)的汽化過程，假定會流量為溶劑體積的25%，則Q2’=0.25M水△Hm水=0.25×28279.98×2258.4=15966876.71kJ/批飽和蒸汽消耗量：W=(Q2+Q2’)/((H-Cptw)η)=(10761483.53+15966876.7)/((2168–4.25×(134-100))×0.95)=13904.18kg/批換熱器冷卻水用量：冷凝水帶走的熱量等于提取液蒸發(fā)所吸收的熱量即：W冷凝水1=M回流蒸汽r/(Cp(t2-t1))=(2/7)×28279.98×2258.4/(4.174×(45-25))=218589.59kg/批（2）提取濃縮假定濃縮液的溫度為25℃，第二效的加熱源頭來自于第一效的蒸汽，假定兩效的處理量相同。雙效濃縮第一效的真空度為0.07Mpa，這里忽略溶質(zhì)對提取液的沸點(diǎn)影響。第二效的真空度為0.09Mpa物料帶入設(shè)備的熱量：Q1=M水Cp水T2+M中藥提取物Cp中藥提取物T2=25137.78×4.2×25+314.22×1.72×20=2640547.82kJ/批過程熱效應(yīng)：Q3=-M水△HM水=-(22906.8×0.997)×2335.3=-53333767.29kJ/批物料離開設(shè)備所帶走的熱量：這里假定密度為988.03g/cm3Q4=M水Cp水T2+M中藥Cp中藥T2=((25137.78-22906.08)×0.988)×4.2×70+314.22×1.72×70=648716.82kJ/批加熱設(shè)備所消耗的熱量Q5、設(shè)備損失的熱量Q6，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)Q5+Q6一般為Q4+Q5+Q6的10%，即Q5+Q6=Q4則Q5+Q6=×648716.82=72079.65kJ/批需要的加熱量：Q2=(Q4+(Q5+Q6)-Q1-Q3)/2=648716.82+72079.65-2640547.82+53333767.29=25707007.97kJ/批飽和蒸汽消耗量：W=Q2/((H-Cptw)η)=25707007.97/((2738.5–4.18×(134-100))×0.94)=10533.1kg/批換熱器冷卻水用量：冷凝水帶走的熱量等于提取液蒸發(fā)所吸收的熱量即：W冷凝水=M回流蒸汽r/(Cp(t2-t1))=(2/7)×22906.8×2335.30/(4.174×(45-25))=183086.63kg/批（3）醇沉濃縮物料帶入設(shè)備的熱量：Q1=ρ乙醇V乙醇Cp乙醇T2+ρ水V水Cp水T2+M中藥提取物Cp中藥提取物T2=0.79×4112.05×2.42×25+1×2596.04×4.2×25+290.66×1.72×25=481618.01kJ/批過程熱效應(yīng)：Q3=-ρ水V水△HM水-ρ乙醇V乙醇△HM乙醇=-1×1170.25×2357.50-0.79×4112.05×859.32=-5550382.15kJ/批物料離開設(shè)備所帶走的熱量：Q4=ρ水V水Cp水T2+M中藥提取物Cp中藥提取物T2=1×1425.78×4.2×60+290.66×1.72×60=389292.67kJ/批加熱設(shè)備所消耗的熱量Q5、設(shè)備損失的熱量Q6，Q5+Q6=19=19=43254.74kJ/批第二次提取過程所需加熱量Q2=(Q4+(Q5+Q6)-Q1-Q3)/2=389292.67+43254.74-481618.01+5550382.15=2750655.78kJ/批飽和蒸汽消耗量：W=Q2/((H-Cptw)η)=2750655.78/((2738.5–4.18×(134-60))×0.94)=1204.62kg/批換熱器冷卻水用量：冷凝水帶走的熱量等于提取液蒸發(fā)所吸收的熱量即：W冷凝水=(M冷凝水r水+M冷凝乙醇r乙醇)/(Cp(t2-t1))= ×(1×1170.25×2357.50+0.79×4112.05×859.32)/(4.174×(45-25))=18996.45kg/批6設(shè)備選型6.1概述6.1.1工藝設(shè)備選型的目的工藝流程設(shè)計(jì)是制劑車間設(shè)計(jì)的核心，而工藝設(shè)備選型與設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的主體之一。先進(jìn)工藝流程能否實(shí)現(xiàn)，取決于所設(shè)計(jì)的設(shè)備是否與工藝相適應(yīng)。6.1.2工藝設(shè)備選型的任務(wù)設(shè)備工藝設(shè)計(jì)選型是在工藝計(jì)算基礎(chǔ)上，確定車間內(nèi)所有工藝設(shè)備的臺數(shù)、型式和主要尺寸。據(jù)此編制工藝設(shè)備一覽表（見附錄四），并為下一步車間布局設(shè)計(jì)以及其他非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供足夠的相關(guān)條件，為設(shè)備的訂購、安裝等提供必要資料。6.1.3工藝設(shè)備選型的原則本設(shè)計(jì)的任務(wù)是經(jīng)可能從多種中藥飲片中保留更多的有效成分制備能抗擊新館肺炎的口服液。設(shè)備不同，其生產(chǎn)能力、操作可靠性、產(chǎn)品成本和藥品質(zhì)量也會不同。因此，在選擇設(shè)備時，應(yīng)貫徹先進(jìn)可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理、系統(tǒng)最優(yōu)等基本原則：(1)滿足GMP要求：設(shè)備設(shè)計(jì)、選型、安裝、改造和維護(hù)等都應(yīng)嚴(yán)格遵循GMP的需求；盡可能的減少交叉污染、混淆和差錯等風(fēng)險(xiǎn)，便于操作維護(hù)，方便清潔、消毒和滅菌。(2)滿足工藝要求：選擇的設(shè)備應(yīng)具有適宜的生產(chǎn)能力；經(jīng)過該設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合要求；設(shè)備的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠；此外，還應(yīng)具有在線檢測產(chǎn)品質(zhì)量的功能，能夠及時得到所得產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，從而及時改善工藝。在本設(shè)計(jì)中，選用的設(shè)備能夠滿足任務(wù)書所規(guī)定的生產(chǎn)需求。(3)滿足設(shè)備結(jié)構(gòu)要求：強(qiáng)度合理；剛度足夠；耐腐蝕性良好；密封性可靠；操作維修性良好。(4)滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求：生產(chǎn)強(qiáng)度適當(dāng)；消耗系數(shù)小；設(shè)備價格合理。6.2選型過程6.2.1主要依據(jù)設(shè)備的選型主要依據(jù)各個工序的批處理量的大小，具體每一工序的儲量見下表：表6.1每批次各工序的最大處理量工序每批最大進(jìn)料量提取17.28t過濾17.28t濃縮25452.00L醇沉6908.40L過濾235.68kg濃縮6853.41L配液2027.24L微濾2027.24L洗烘灌軋2019.13L滅菌2007.02L檢漏燈檢2005.01L貼簽2003L外包2001L6.2.2主要過程（1）提取罐選型①確定設(shè)備類型：提取是中藥提取車間的核心之一，現(xiàn)在生產(chǎn)中提取裝置常采用多功能提取罐，其特點(diǎn)是全密閉的循環(huán)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)提油、蒸制、回收溶劑等溶劑使用后直接冷凝回收、循環(huán)使用，可節(jié)省10%以上的溶劑用量。本次設(shè)計(jì)采用直筒式，主要優(yōu)點(diǎn)是出料阻力小，出渣順暢，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。②粗選設(shè)備：由物料衡算的結(jié)果可知，最大的處理量為17.28t，其中水的體即為15.71m3，設(shè)中藥飲片的密度為0.6g/cm3則中藥飲片的體積為：1571.11/0.6=2618.57L=2.62m3，將裝填系數(shù)設(shè)定為0.65，則所需提取罐的總?cè)莘e必須大于(15.71+2.62)/0.65=26.2m3。本次選擇了溫州雨潤機(jī)械科技有限公司生產(chǎn)的直筒型多功能提取罐，具體參數(shù)入下表。表6.2提取罐參數(shù)表名稱型號容積(L)數(shù)量(臺)加熱面積(m2)直筒式多功能提取罐TQ6.06000511③設(shè)備校核容積校核：暫定選擇5臺此型號提取罐，每臺體積裝填體積為：18.33/5=3.67m3，對應(yīng)的裝填系數(shù)為3.67/6=0.61<0.65，符合要求。換熱能力校核：提取液從25℃加熱到100℃，加熱蒸汽由134℃冷卻至100℃，平均傳熱溫度為：((134-100)+(100-25))/2=54.5℃。由能量衡算結(jié)果可知提取過程中每批的物料所需的加熱量為26728360.23kJ，每臺設(shè)備運(yùn)行4.5h，則提取罐的傳熱功率為：Q=26728360.23×1000/(5×4.5×3600)=329979.76W。傳熱系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值700W/(K×m2)，則提取工序每臺設(shè)備所需的傳熱面積：A=329979.76/(700×54.5)=8.65m2。每臺設(shè)備的傳熱面積均為11m2>8.65m2，故選用的提取罐可以符合生產(chǎn)要求。（2）濃縮罐①選擇設(shè)備類型蒸發(fā)濃縮器的常用設(shè)備為單效濃縮器和雙效濃縮器。雙效濃縮器采用負(fù)壓外加熱自然型循環(huán)式的蒸發(fā)方式，兩效同時蒸發(fā)，二次蒸汽得到使用，耗能總量與單效濃縮器相比降低。此次濃縮器的選擇的是杭州惠合機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DH-Ⅱ型雙效濃縮器。②粗選設(shè)備提取液的濃縮過程：每批處理量為：25452L即25.5m3。每批蒸發(fā)量為：22906.80L。選用DH-Ⅱ2000型雙效濃縮器，蒸發(fā)量為1500kg/h，故需要22906.80/4.5/1500=3.4故選用4臺以滿足生產(chǎn)需要。醇沉之后的濃縮過程：乙醇的蒸發(fā)速度比水快。這里假定醇沉之后的濃縮速度為2000kg/h每批處理量：16853.41L，蒸發(fā)量為5282.30L，故需要5282.30/3/2000=0.88故選用1臺DH-Ⅱ2000型雙效濃縮器才能滿足醇沉之后的濃縮操作。表6.3濃縮設(shè)備參數(shù)表濃縮罐型號DH-Ⅱ2000數(shù)量5蒸發(fā)處理量1500kg/h循環(huán)耗水量18t/h二效真空度0.05~0.06Mpa一效真空度0.02~0.04MPa尺寸(mm×mm×mm)6500×1700×重量1000kg（3）醇沉罐①選擇設(shè)備類型醇沉罐的類型主要按照攪拌方式區(qū)分有氣動攪拌和槳葉攪拌。前者使用大量的空氣，空氣排放時帶出乙醇?xì)?，使乙醇損失較大。從安全以及環(huán)保的角度選擇潔科不銹鋼設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JC型醇沉罐。②設(shè)備數(shù)量每批處理量為：6908.40L，選用JC-6000型醇沉罐，最大容積為6000L，裝填系數(shù)為0.65即實(shí)際裝填3900L。則需要6908.40/3900=1.77臺，故選用2臺即可滿足一批的生產(chǎn)需要，一日兩批，所需的醇沉設(shè)備總數(shù)量為4臺。表6.4醇沉設(shè)備參數(shù)表醇沉罐型號JC-6000最大容積6000L攪拌功率5.5kW工作溫度-15-25℃高度4500mm外殼直徑1200mm夾套工作壓力<0.25MPa內(nèi)膽工作壓力<0.1MPa換熱面積12m2數(shù)量4（4）過濾器①選擇設(shè)備類型常用的過濾設(shè)備都可以滿足過濾要求，但考慮到大多數(shù)過濾設(shè)備都不具備自動出渣功能，勞動量大，所以此次過濾設(shè)備選擇石家莊本通過濾設(shè)備有效公司生產(chǎn)的立式密閉板式過濾機(jī)，在滿足過濾需求的同時，具有自動排渣的功能，適合自動化生產(chǎn)，減少勞動量。②設(shè)備數(shù)量未過濾的提取液中含有大量的固體顆粒，不適合暫存于儲罐中，第一次提取之后，30分鐘后就要進(jìn)行第二次提取的加水過程，故提取液的過濾需在第一次出液完成后就完成第一次過濾或即將完成第一次過濾。提取后的過濾工序每批最大處理量為17282.22kg的混合液，過濾工序處理0.5h，則選用CBT-GBL-36型密閉板式過濾機(jī)，選用2臺即可滿足提取后的過濾工序需要。醇沉后的過濾工序每批處理量設(shè)定為沉淀量的三倍即78.56×3=235.7kg，處理時間為0.5h，選用1臺CBT-GBL-4型密閉板式過濾機(jī)即可滿足醇沉后過濾的生產(chǎn)需要。具體參數(shù)如下：表6.5普通過濾設(shè)備1參數(shù)表密閉板式過濾機(jī)1型號GBL-36處理能力23~31t/h工作壓力0.1~0.4Mpa工作溫度≤150℃筒體直徑1200mm高度3250mm進(jìn)料口DN50出料口DN50溢流口DN40排渣口DN500數(shù)量2表6.6普通過濾設(shè)備2參數(shù)表密閉板式過濾機(jī)2型號GBL-4處理能力2~5t/h工作壓力0.1~0.4Mpa工作溫度≤150℃筒體直徑500mm高度2000mm進(jìn)料口DN40出料口DN40溢流口DN40排渣口DN200數(shù)量1 （5）配液罐①設(shè)備類型的選擇常用的配液設(shè)備按攪拌方式可分為兩類：磁力攪拌和機(jī)械攪拌。前者的最大優(yōu)點(diǎn)是沒有泄漏污染的可能，較機(jī)械攪拌的配液罐更安全衛(wèi)生，但其規(guī)格太小不適合大批量的生產(chǎn)。綜合考慮此次選擇安徽祥派機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的PYG型配液罐。②設(shè)備數(shù)量：配液工序每批處理量為：2027.24L，考慮到處理混合時間很短，故可安排2027.24/0.7/3000=0.96，故選用1臺PY-3000稀配罐處理時間為0.5h即可滿足生產(chǎn)需要。表6.7配液罐參數(shù)表配液罐型號PY-3000最大容積3000L功率5.5kW外殼直徑1800mm高度3550mm數(shù)量1進(jìn)出料口徑51mm（6）微濾設(shè)備①設(shè)備類型的選擇選用溫州市永康機(jī)械科技有限公司的YGLQ型微孔膜筒式過濾器及杭州伽諾過濾技術(shù)有限公司的JARO-FT68聚四氟乙烯濾芯，該濾芯介質(zhì)為聚四氟乙烯膜性能優(yōu)異，有廣泛的化學(xué)適用性、生物安全性及熱源控獨(dú)特的疏水性和親水性，能達(dá)到更好的過濾效果。②設(shè)備數(shù)量已知使用JARO-FT68聚四氟乙烯濾芯1μm進(jìn)行粗濾時過濾流量為25L/min，使用JARO-FT68聚四氟乙烯濾芯0.45μm進(jìn)行精濾時過濾流量為18L/min。每批處理量為：2027.24L，處理時間為2h，則2027.24/(18×2×60)=0.94組，即需要兩臺微孔膜筒式過濾器，一臺粗濾，一臺精濾。具體的參數(shù)如表：表6.8微濾設(shè)備參數(shù)表微濾設(shè)備型號YGLQ濾芯數(shù)量1濾芯尺寸250~1000mm使用壓力0.1~0.6Mpa數(shù)量2表6.9濾芯參數(shù)表聚四氟乙烯濾芯參數(shù)型號JARO-FT68濾芯數(shù)量2過濾精度0.45μm和1μm處理量(L/min）18和25過濾長度10mm滅菌121±2℃30min/次（7）洗烘灌軋一體機(jī)①設(shè)備類型的選擇口服液包裝設(shè)備選用上海圣灌機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SGKGZ-16型口服液洗烘灌軋生產(chǎn)聯(lián)動線。洗瓶、烘干一體機(jī)和灌裝封口一體機(jī)所組成，可自動完成口服液瓶的洗瓶、烘干、灌裝和封口等操作，減少人工操作。②設(shè)備數(shù)量：每批處理量為201913瓶，每批工作7小時，生產(chǎn)能力規(guī)定300瓶/分，則需201913/7/60/300=1.6故選用2臺即可滿足每批的生產(chǎn)需要。表6.10內(nèi)包設(shè)備參數(shù)表口服液洗烘灌封一體機(jī)型號功率SGKGZ-16生產(chǎn)能力電源300~400瓶/分80kw220V/380V50Hz尺寸(mm×mm×mm)12000×2500×2400數(shù)量2（8）滅菌設(shè)備①設(shè)備類型的選擇為減少因高溫導(dǎo)致的成分損失，采用微波滅菌設(shè)備，此次選用的是山東立威微波設(shè)備有限公司生產(chǎn)的BY-60型微波隧道滅菌設(shè)備。此設(shè)備每小時最大處理量為500L。②設(shè)備數(shù)量：滅菌工段每小時處理量為：300×2×60/100=360L<500L，則理論上需要1臺即可滿足生產(chǎn)需要，但根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[13][14]的報(bào)道，微波滅菌設(shè)備再使用過程中需每4小時停機(jī)30分鐘以保護(hù)設(shè)備，故此工段實(shí)際需要2臺微波滅菌設(shè)備。設(shè)備參數(shù)如下：表6.11滅菌設(shè)備參數(shù)表微波滅菌設(shè)備型號BY-60最大處理速度500L/h功率60kW溫度70~80℃尺寸(mm×mm×mm)13970×1555×1518數(shù)量2（9）燈檢檢漏設(shè)備①設(shè)備類型的選擇此次設(shè)計(jì)選用湖南正中制藥機(jī)械有限公司生產(chǎn)的JAYL400型燈檢檢漏一體機(jī)。該設(shè)備的工作原理為利用機(jī)器視覺原理對藥液中的可見異物進(jìn)行排查，后通過對產(chǎn)品施加高頻高壓電流，判斷是否存在微孔和裂紋。檢測完成后，不合格品被自動剔除。②設(shè)備數(shù)量的確定此工序每分鐘處理量為：300×2=600支。JAYL400型燈檢檢漏一體機(jī)檢測速度為400支/分鐘，故選擇2臺即可滿足生產(chǎn)需要。設(shè)備參數(shù)如下：表6.12燈檢設(shè)備參數(shù)表燈檢檢漏一體機(jī)型號JAYL400檢測速度400支/min功率5.1kW溫度70~80℃尺寸(mm×mm×mm)4456×1864×2067數(shù)量2（10）貼標(biāo)機(jī)①設(shè)備類型選擇此次設(shè)備選用東莞市歐尚自動化設(shè)備科技有限公司生產(chǎn)的AS-C05型貼標(biāo)機(jī)，該設(shè)備運(yùn)作簡單，具備噴碼、自動上料、收料、貼簽，有著無物不貼標(biāo)，無標(biāo)自動校準(zhǔn)和自動檢測功能。②設(shè)備數(shù)量每分鐘處理600瓶，每臺設(shè)備處理速度設(shè)定為300瓶/分，為滿足每批的生產(chǎn)需求需要2臺此設(shè)備。表6.13貼標(biāo)設(shè)備參數(shù)表貼標(biāo)機(jī)型號AS-C05處理速度60-400瓶/分功率2kW電源220V/50Hz尺寸(mm×mm×mm)2050×650×1450數(shù)量2（11）自動裝盒聯(lián)動線①設(shè)備類型選擇此次設(shè)備選用的是浙江瑞安華聯(lián)藥機(jī)科技有限公司生產(chǎn)的DPB360JV-ZHJ200口服液專用泡罩包裝及自動裝盒聯(lián)動生產(chǎn)線，自動化程度高，操作簡便，全封閉外罩使其具有較高的安全性能。②設(shè)備數(shù)量此設(shè)備的最大生產(chǎn)能力為200盒/min，實(shí)際的生產(chǎn)需求是60盒/min故一臺此設(shè)備即可滿足生產(chǎn)需要。表6.14裝盒設(shè)備參數(shù)表自動裝盒生產(chǎn)聯(lián)動線型號功率DPB360JV-ZHJ200重量7000kg200盒/min尺寸(mm×mm×mm)20kW12000×1500×1850最大處理速度數(shù)量1（12）裝箱機(jī)①設(shè)備選型此次設(shè)計(jì)選用大連佳林制造設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JTRB-120ZX型自動裝箱機(jī)，該設(shè)備自動化程度高，自動裝箱機(jī)具有自動感應(yīng)裝配終點(diǎn)功能，具有無盒不裝，錯誤報(bào)警功能。箱外具備相應(yīng)的機(jī)械固定裝置，箱內(nèi)具備紙盒裝箱導(dǎo)軌。紙盒入箱完畢后，系統(tǒng)自動將紙箱輸送至封箱段，完成定位功能。②設(shè)備數(shù)量：每批處理量為：20000盒。20000/(60×480)=0.7h，故需要一臺即可滿足生產(chǎn)需要。選用1臺ZFX5050Z即可滿足生產(chǎn)需要。具體參數(shù)如下：表6.15裝箱設(shè)備參數(shù)表裝箱機(jī)型號JTRB-120ZX重量600kg功率3.6kW處理速度480盒/min尺寸(mm×mm×mm)1020×850×1350數(shù)量1（13）封箱機(jī)此設(shè)備選擇的是浙江鼎業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的FXC5050A型封箱機(jī)。每批處理量為：2000×1000/10/5/2/10/20=100箱，故選用1臺FXC5050A即可滿足生產(chǎn)需要。具體參數(shù)如下：表6.16封箱設(shè)備參數(shù)表封箱機(jī)型號功率FXC5050A240W數(shù)量1尺寸(mm×mm×mm)1850×835×1350電源220V/50Hz6.3選型結(jié)果本設(shè)計(jì)的主要生產(chǎn)設(shè)備見設(shè)備一覽表（附錄四）7車間布置7.1布置依據(jù)(1)有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定：《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(2010版)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016—2014)《醫(yī)藥工業(yè)結(jié)凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50457—2008)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50073—2013)(2)有關(guān)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料：車間布置設(shè)計(jì)是在工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算和工藝設(shè)備選型之后進(jìn)行的，因此已具備下列設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料：①不同深度的工藝流程圖，如帶控制點(diǎn)的工藝流程圖(PID)；②物料衡算、熱量衡算的計(jì)算資料和結(jié)果；③工藝設(shè)備選擇和設(shè)計(jì)結(jié)果，如工藝設(shè)備一覽表；④其他相關(guān)資料，如車間人員組成情況，水、電、汽等公用工程情況，廠房情況等。7.2布置原則7.2.1廠址選擇及總平面布置《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定[15]：廠房應(yīng)遠(yuǎn)離廠區(qū)污染區(qū)域及相應(yīng)重要交通干道，宜布置在年最大頻率風(fēng)向下風(fēng)側(cè)；中藥提取的生產(chǎn)特點(diǎn)決定了原藥材及中藥渣的運(yùn)輸量巨大，污染較為嚴(yán)重，因此廠區(qū)應(yīng)設(shè)置專門的物流通道及物流大門;廠區(qū)內(nèi)高污染車間宜布置在年最大頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，與中藥提取車間相配套的危險(xiǎn)品庫及溶媒儲罐區(qū)應(yīng)盡量靠近提取車間。7.2.2潔凈車間方面口服液體和固體制劑、腔道用藥(含直腸用藥)、表皮外用藥品等非無菌制劑生產(chǎn)的暴露工序區(qū)域及其直接接觸藥品的包裝材料最終處理的暴露工序區(qū)域，應(yīng)當(dāng)參照D級潔凈區(qū)的要求設(shè)置[16]。潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間、不同級別潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)當(dāng)不低10帕斯卡。必要時，相同潔凈度級別的不同功能區(qū)域(操作間)之間也應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)膲翰钐荻取?.2.3提取車間方面減少藥渣在車間內(nèi)的停留時間，出渣完成后立即盛放過藥渣的設(shè)備進(jìn)行全面清理。并對藥渣進(jìn)行壓縮排出污水，減少清洗用水[17]。7.2.4防火防爆方面：防爆區(qū)域設(shè)計(jì)防爆墻和防爆緩沖措施。甲、乙類中間倉庫應(yīng)靠外墻布置，其儲量不宜超過一晝夜需求量。新鮮酒精儲罐不能設(shè)置在車間內(nèi)[18]。乙、生產(chǎn)區(qū)域的5%是提取車間的防火等級的分界點(diǎn)，小于5%則提取車間的生產(chǎn)類別屬于是丙類，大于則屬于甲類。甲類區(qū)域要設(shè)單獨(dú)的防火分區(qū)，并設(shè)置可燃?xì)怏w濃度檢測與駛?cè)肱棚L(fēng)連鎖。丙類車間和設(shè)備無防爆保護(hù)措施，甲類生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的物料輸送到丙類生產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)操作中極易誘發(fā)爆炸危害。含有乙醇的產(chǎn)物進(jìn)入丙類生產(chǎn)區(qū)域之前要處理至無有機(jī)溶媒揮發(fā)出的味道。7.2.5GMP的其他方面：生產(chǎn)區(qū)和貯存區(qū)應(yīng)當(dāng)有足夠的空間，確保有序地存放設(shè)備、物料、中間產(chǎn)品、待包裝產(chǎn)品和成品，避免不同產(chǎn)品或物料的混淆、交叉污染，避免生產(chǎn)或質(zhì)量控制操作發(fā)生遺漏或差錯。各種管道、照明設(shè)施、風(fēng)口和其他公用設(shè)施的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)不易清潔的部位，應(yīng)當(dāng)盡可能在生產(chǎn)區(qū)外部對其進(jìn)行維護(hù)。排水設(shè)施應(yīng)當(dāng)大小適宜，并安裝防止倒灌的裝置。應(yīng)當(dāng)盡可能避免明溝排水；不可避免時，明溝宜淺，以方便清潔和消毒。倉儲區(qū)應(yīng)當(dāng)有足夠的空間，確保有序存放待驗(yàn)、合格、不合格、退貨或召回的原輔料、包裝材料、中間產(chǎn)品、待包裝產(chǎn)品和成品等各類物料和產(chǎn)品。不合格、退貨或召回的物料或產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)隔離存放。7.3布置分析與說明（1）車間平面：典型的布局有“一”字形、“L”形、“U”形和長方形。此次設(shè)計(jì)采用長方形的布局，利與施工。選定的地址為廣東省河源市源城開發(fā)區(qū)，常年風(fēng)向?yàn)檎憋L(fēng)，故廠區(qū)的人員入口為朝向?yàn)闁|北，中藥飲片的入口為東南角，藥渣的出口在廠房東北角。（2）建筑尺寸：一層尺寸為48m×48m的正方形，二、三、四層的尺寸相同均為48m×30m。一層的人員入口側(cè)于上層的長邊對齊。各層層高從一層起依次為5.1m、7.2m、5.1m、5.1m，總高22.5m。總占地面積為：2304m2，潔凈車間面積575m2。（3）車間組成：生產(chǎn)區(qū)：包括提取區(qū)、過濾區(qū)、提取濃縮區(qū)、醇沉區(qū)、醇沉濃縮區(qū)、配液區(qū)、微濾區(qū)、洗烘灌扎區(qū)、滅菌區(qū)、外包區(qū)等。輔助區(qū)：包括潔具室、維修室、值班室、更衣室等。公用工程：包括空調(diào)間、循環(huán)水泵房、空壓機(jī)房、配電室等。輔助區(qū)和公用工程區(qū)都設(shè)在非潔凈區(qū)。7.4設(shè)備布置7.4.1設(shè)備布置要求對于設(shè)備布置的具體要求（1）凡是有震動的設(shè)備，其操作臺不能與建筑物的柱子墻連接在一起，以免影響建筑物的安全。（2）在布置時考慮設(shè)備的清洗，拆卸距離、小推車的通過。（3）設(shè)備的擺放位置遵守表7.1的安全距離。表7.1設(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與建筑物之間的安全距離項(xiàng)目安全距離/m往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械，其運(yùn)動部分離墻的距離≧1.5回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械與墻的距離≧0.8～1.0回轉(zhuǎn)機(jī)械相互間的距離≧0.8～1.2不常通行的地方，最小凈高≧1.9設(shè)備與墻之間有一人操作≧1.0設(shè)備與墻之間無人操作≧0.5兩設(shè)備間有兩人背對操作，有小車通過≧3.1兩設(shè)備間有一人操作，且有小車通過≧1.9兩設(shè)備有兩人背對背操作，偶然有人通過≧1.8一設(shè)備間有兩人背對背操作，且經(jīng)常有人通過≧2.47.4.2典型設(shè)備布置（1）提取區(qū)域如圖7.1所示，提取區(qū)域有5個提取罐，各個罐體相互間隔1m，罐體靠墻布置利與利用自然空氣對流排多余的熱量，降低提取間間歇期間的溫度。所有罐體一字排開利與二層的全自動運(yùn)渣車的軌道鋪設(shè)，降低工作人員的勞動強(qiáng)度。圖7.1提取車間設(shè)備布置（2）醇沉設(shè)備的布置圖7.2醇沉車間設(shè)備布置如圖7.2所示，醇沉區(qū)域的生產(chǎn)的涉及到可燃液體，所有接觸乙醇的設(shè)備均在防爆墻內(nèi)，醇沉罐間距1m，嵌入到不銹鋼工作臺中，利與出液出渣。泄爆墻朝向?yàn)閺S區(qū)無人物流的區(qū)域，最大程度減少因爆炸產(chǎn)生的二次危害。（3）配液罐的布置如圖7.3所示，配液罐及其后續(xù)的儲罐均布置在三層，在不擴(kuò)大二層廠房面積的條件下降低二層的擁擠程度，騰出足夠的區(qū)域作為消防通道，保證工作人員的生命安全。在添加輔料的過程中藥液會直接接觸空氣，為保證藥品質(zhì)量安全，稱量好的輔料需經(jīng)過前室方能進(jìn)入配液區(qū)域。圖7.3配液區(qū)設(shè)備布置7.4.3布置結(jié)果車間設(shè)備布置結(jié)果為工藝設(shè)備平面布置圖（見附錄五）。7.5人物流流向7.5.1人流流向工作人員由大廳進(jìn)入換鞋間經(jīng)一更后，經(jīng)緩沖間進(jìn)入到一般生產(chǎn)區(qū)走廊，而后到達(dá)各個工作崗位。除三層配液崗位的工作人員外，二、三、四層的工作人員經(jīng)樓梯后到達(dá)各個樓層而后進(jìn)入各自的工作崗位；一層D級潔凈區(qū)的工作人員由一般生產(chǎn)區(qū)走廊經(jīng)換鞋、脫外衣、二更、氣閘進(jìn)入D級潔凈區(qū)。配液崗位的工作人員在三層進(jìn)行與一層D級潔凈區(qū)相同的流程進(jìn)入到工作崗位。7.5.2物流流向①中藥飲片：中藥飲片由貨梯送至四層的中藥飲片暫存區(qū)存放。開始生產(chǎn)前，中藥飲片由小車運(yùn)送至稱量區(qū)域進(jìn)行稱量，之后經(jīng)投料區(qū)進(jìn)行投料。提取完成之后，藥渣經(jīng)過運(yùn)渣小車運(yùn)送至出渣口，經(jīng)壓縮后，投放在一樓運(yùn)渣車中，由運(yùn)渣車運(yùn)送到市政處理。②藥液：提取液經(jīng)離心泵P0103泵至密閉板式過濾器M0104過濾后，轉(zhuǎn)至儲罐V0106暫存。后由離心泵P0201將提取液送至雙效濃縮器X0202進(jìn)行濃縮，濃縮完成后經(jīng)離心泵P0203將濃縮液送至儲罐V-0204暫存。濃縮液由離心泵P0301送至醇沉罐R0302中進(jìn)行醇沉，醇沉完成后，經(jīng)離心泵P0303將液相和上清液送至儲罐V0306暫存，后由離心泵P0401將其送至雙效濃縮器X0402進(jìn)行二次濃縮，將乙醇去除。二次濃縮完成后，經(jīng)離心泵P0403送至儲罐V0404暫存。隨后二次濃縮液經(jīng)真空泵P0501抽至三層的配液罐X0502中，與輔料充分混合后經(jīng)離心泵P0503將其運(yùn)送至儲罐V0504暫存。配好的藥液經(jīng)重力作用流至微濾設(shè)備X0601進(jìn)行微濾后，由離心泵P0602送轉(zhuǎn)運(yùn)到儲罐V0603暫存，后經(jīng)過重力作用轉(zhuǎn)運(yùn)到灌裝工序。灌裝完成后，口服液經(jīng)滅菌、燈檢檢漏、貼標(biāo)、裝盒、外包、檢驗(yàn)后入庫。③輔料：輔料由貨梯送至三層的輔料暫存區(qū)存放。配液前經(jīng)過物凈、氣閘進(jìn)入稱量間，稱量完成后由人工將起投入到配液罐中進(jìn)行混合操作。④濾渣：提取過程和第一次濃縮過程的濾渣經(jīng)小車運(yùn)至提取區(qū)的出渣口投放到一層的出渣車中。⑤包材：內(nèi)外包材由貨梯運(yùn)至三層的存放于包材存儲區(qū)，在洗烘灌軋工序開始之前，內(nèi)包材經(jīng)貨梯運(yùn)至一層的外包裝清洗間，即傳遞窗運(yùn)送至洗烘灌軋區(qū)。外包材經(jīng)貨梯運(yùn)至一層，隨后進(jìn)入外包區(qū)進(jìn)行外包裝。8安全環(huán)保中藥制劑車間主要潛在的問題為：①藥材處理量以及溶劑量大，導(dǎo)致能耗大②藥渣多易污染③可燃物(乙醇)的用量大，存在極大的安全隱患④高溫高濕墻壁容易滋生霉菌。對于以上問題，本設(shè)計(jì)解決的方案是：①目標(biāo)產(chǎn)值確定了藥材量以及溶劑量，只能通過提高能量的利用率以減小總體能耗。此次設(shè)計(jì)在濃縮過程中采用雙效濃縮器進(jìn)行濃縮有效利用了藥液蒸汽的潛熱提高在濃縮過程的能量利用率。②藥渣從提取罐底部自動排出后，全自動運(yùn)渣車自動進(jìn)行壓縮排除污水，減少人工勞動藥渣體積。在出渣間不設(shè)計(jì)儲渣功能，藥渣卸下后立即運(yùn)走,每次出渣后立即進(jìn)行全面徹底清洗。③設(shè)計(jì)乙醇的所有設(shè)備均在防爆墻內(nèi)，并在無人物流的一層設(shè)置足夠面積的泄爆墻。本車間采用鋼筋混凝土柱、鋼柱承重的框架和排架結(jié)構(gòu)，室內(nèi)則選用不燃或難燃的裝修材料，能夠起到良好的泄爆和防爆的效果。根據(jù)《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：甲類廠房與丙類廠房相鄰時，外墻均為防火墻，聯(lián)通口處甲類廠房一側(cè)設(shè)防護(hù)門斗。故在涉及乙醇的區(qū)域均設(shè)置了防爆門斗。④考慮到提取車間高溫高濕，提取車間設(shè)置在常年風(fēng)向的垂直方向，并將提取罐考外墻布置利與排熱排濕。結(jié)論本次設(shè)計(jì)的題目為年產(chǎn)1億支新冠肺炎口服液生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)選題出發(fā)總結(jié)了國內(nèi)外中藥制劑的車間設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀，明確設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)信息以及設(shè)計(jì)原則。依據(jù)生產(chǎn)工藝確定各工序具體的工藝流程，并確定主要的控制方案，繪制帶控制點(diǎn)的設(shè)備工藝流程圖。確定生產(chǎn)計(jì)劃為：醇沉工序一天三班，其余工序一天兩班。對各個工序進(jìn)行物料衡算、能量衡算，以正確的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)備選型。計(jì)算和選型結(jié)果大體如下：每批生產(chǎn)2000L口服液，每批蒸汽消耗量為：25641.9kg。共選擇了13種主要生產(chǎn)設(shè)備其中設(shè)備類型如下：直筒式多功能提取罐、雙效濃縮器、醇沉罐、密閉板式過濾機(jī)、配液罐、微濾設(shè)備、口服液洗烘灌軋一體機(jī)、微波隧道滅菌機(jī)、燈檢檢漏一體機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、自動裝盒生產(chǎn)聯(lián)動線、裝箱機(jī)、封箱機(jī)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范按照工藝流程對所選的設(shè)備進(jìn)行了合理的布局，繪制了車間的平面布置圖，車間共四層，一層尺寸為48m×48m的正方形，二、三、四層的尺寸相同均為48m×30m。一層的人員入口側(cè)于上層的長邊對齊。各層層高從一層起依次為5.1m、7.2m、5.1m，總高22.5m?？傉嫉孛娣e為：2304m2，潔凈車間面積575m2。

參考文獻(xiàn)[1]JiangshanWang,RobvanderHeijden,ShannonSpruit,ThomasHankermeier,KelvinChan,JanvanderGreef,GuowangXu,MeiWang.QualityandsafetyofChineseherbalmedicinesguidedbyasystemsbiologyperspective[J].JournalofEthnopharmacology,2009,126(1).[2]段多喜,周思遠(yuǎn),陳穎,黃辰,李瑛.常見中藥劑型及運(yùn)用淺析[J].亞太傳統(tǒng)藥,2017,13(16):66-69.[3]梁鑫淼,豐加濤,金郁,郭志謀,徐青.中藥質(zhì)量控制技術(shù)發(fā)展展望[J].色譜,2008(02):130-135.[4]董麗麗.國外天然藥物發(fā)展概況及其對我國中藥現(xiàn)代化的借鑒意義[D].沈陽藥科學(xué),2005.[5]中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要[N].中國中醫(yī)藥報(bào),2016-02-29(003).[6]程躍.中藥制藥過程控制及集成化生產(chǎn)若干關(guān)鍵問題研究[D].西南交通大學(xué),2010.[