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第一章绪论 课程涵义 药物制剂工程技术与设备 是一门以药剂学 GMP规范 工程学及相关科学理论和工程技术为基础来综合研究制剂生产实践的应用性工程学科 即研究制剂工程技术及GMP工程设计的原理与方法 介绍制剂生产设备的基本构造 工作原理和工程验证以及与制剂生产工艺相配套的公用工程的构成和工作原理 一 课程概述 学习目的 1 通过本课程教学 使学生树立符合GMP要求的整体工程理念 从技术上的可行性与经济上的合理性两个方面树立正确的设计思想 2 掌握制剂生产工艺技术 GMP工程设计与工程验证的基本要求和主要生产设备的构造原理 3 熟悉药厂公用工程的组成和原理 了解相关的法规 4 为正确 安全使用和合理选择制药设备 并能够为提出符合GMP要求条件的药品生产车间设计的奠定基础 学习本课程的意义 现代工业化生产中 生产出优质合格的药品 必须具备三个要素 1 人的素质 2 符合GMP的软件 如合理的剂型 处方和工艺 合格的原辅材料 严格的管理制度等 3 符合GMP的硬件 优越的生产环境与生产条件 GMP厂房 设备等 药物制剂工程技术与设备 这门课程的设置正是应对了第 2 3 种要素的需要 即确保优质药品的生产 需要什么样的生产环境与条件 包括厂房 车间和设备 需要什么样的生产和质量管理 最终也是为提高人的素质 二 制药机械设备 一 分类制药机械的分类 按GB T15692分为8类 1 原料药设备及机械 如中药 生物制药 化学制药设备等 2 制剂机械 3 药用粉碎机械 4 饮片机械 如选 洗 润 切 烘等 5 药用纯水设备 如去离子水 注射用水设备等 6 药品包装机械 铝塑包装机 瓶装机等 7 药物检测设备 崩解仪 溶出仪等 8 制药辅助设备 真空泵 空压机 空气净化设备等 其中 制剂机械 按剂型分为14大类 1 片剂机械 将中西原料药与辅料经混合 制粒 压片 包衣等工序制成各种形状片剂的机械与设备 2 水针剂机械 将灭菌或无菌药液灌封于安瓿等容器内 制成注射针剂的机械与设备 3 西林瓶粉 水针剂机械 4 大输液剂机械 5 硬胶囊剂机械 6 软胶囊剂机械 7 丸剂机械 8 软膏剂机械 9 栓剂机械 10 口服液机械 11 药膜剂机械 12 气雾剂机械 13 滴眼剂机械 14 糖浆剂机械 二 制药机械国家 行业标准分类见教材表1 1 P4 6 制药机械国家和行业标准分类目录 第三层为制药机械的大类 如原料药设备及机械 10 制剂机械 13 药用粉碎机械 16 饮片机械 19 等 三 制药机械的代码与型号1 制药机械产品代码 第四层为区分各剂型机械的代码 如片剂机械 01 水针剂机械 05 大输液剂机械 13 硬胶囊剂机械 17 等 第五层为按功能分类的代码 如片剂机械中压片机 05 第六层按型式 结构分类 如压片机中单冲 01 高速旋转 09 如高速旋转压片机代码 656413010509 按 全国工农业产品 商品 物资 分类与代码 GB7635 87划分制药机械代码共六层 前二层6564 即机械产品 65 制药机械 64 2 制药机械产品的型号 主型号 制药机械分类名称 产品型式 功能及特征型号 辅助型号 主要参数 改进设计顺序号 制药机械分类名称代号 产品功能及特征代号 主要参数 改进设计顺序号 产品型式 主型号 辅助型号 例1 LQTZ3型提取罐 参数 表示罐体公称容积3m3 功能及特征 表示正锥式提取罐 型式 表示萃取设备 制药机械分类 表示原料药机械及设备 制药机械分类名称及产品型式代号查阅 制药机械产品型号编制方法 例2 BGCB4A型四泵直线式灌装机 表示药用包装机械 名称代号 表示灌装机 功能代号表示常压 特征代号 表示泵 表示灌装头数 表示第一次改进设计 作业练习 YQW200往复式切药机ZBGB150高效包衣机ZLY160摇摆式颗粒机 需说明的几点 1 我国的标准化工作比较迟缓 许多企业的产品型号的编号随意 混乱 2 因为有的编号较繁琐 一般省去前一或二位代号 如 ZLY160 Y160ZBGB150 BGB150ZNZJT 20A ZJT 20A 四 制剂设备发展动态 长期以来 我国的制剂品种难以打入国际市场 这与制剂技术落后 制剂机械技术水平低 达不到GMP要求有关 近几年来 通过科研开发 技术引进 消化吸收 制药设备产品的品种系列已基本满足医药企业的装备需要 总计有3000多个制药机械产品品种规格 其中具有20世纪90年代水平的产品占主导地位 但与国外先进水平相比 设备的自控水平 品种规格 稳定性 可靠性 全面贯彻GMP等方面还存在不同程度的差距 国外制剂设备发展的特点是向密闭 高效 多功能 连续化 自动化水平发展 因为密闭生产和多功能化 除可以提高生产效率 节省能源 节约投资外 更主要的是符合GMP要求 如防止生产过程对药物可能造成的各种污染 以及可能影响环境和对人体健康的危害等因素 固体制剂中的混合 制粒 干燥 德国走在最前沿 开发有高效高速混合制粒机 一步制粒机密闭生产和多功能技术性能优越 符合GMP规范要求 尤其是片剂自动生产线 操作人员只需要用气流输送将原辅粒加入料斗和管理压片操作 其余可在控制室经过一个管理计算机和控制盘完成 药品包装生产线 各单机既可独立运转又可成为自动生产线 广泛采用了光电装置和先进的光纤等技术以及电脑控制 使生产线实现在线监控 自动剥除不合格品 包衣制粒机的发展随着20世纪70年代离心式包衣制粒机的问世以来 现在国外已开发了集全封闭 自动化 多功能于一体的新设备 包衣 造粒 干燥于一体 尤其是多功能连续化熔融包衣装置 无需溶剂可进行连续化操作的熔融包衣而又无需进行干燥 注射剂设备方面 新一代的设备开发与工程设计中车间洁净要求密切结合在一起 如水针剂 德国BOSCH公司展示了入墙层流式新型针剂灌装设备 机器与无菌室墙壁连接混合在一起 操作立面离墙壁仅500mm 当包装规格变动时 更换模具和导轨只需30min 检修可在隔壁非无菌区进行 维修时不影响无菌环境 既节省投资又更加保证了GMP的实施要求 在以后各章节再加以叙述 此外 如德国汉素公司的压片机 意大利伊马公司的滴眼剂生产流动线 美国Enercon公司的电磁感应式瓶口铝箔封口机等 均代表最新的国际先进水平 大输液 国外开发的非PVC多层共挤膜塑料袋输液生产线 集制袋 灌装 封口一次成型 只需加入合格粒的所有过程均在密闭无菌状态下进行 从工艺上彻底杜绝了外来污染的可能性 三 制药车间工程设计概述 制药车间工程设计是一项技术性很强的综合工作 是由工艺设计和非工艺设计 包括土建 设备 安装 采暖通风 电气 给排水 动力 自控 概预算 经济分析等专业 所组成 一 制药工程设计的一般程序无论是基本建设工程 还是技术改造工程 以及其他固定资产投资工程 国家规定都必须严格按照相应的建设程序进行 设计工作仅仅是工程建设程序中诸多阶段工作中的一个阶段 要搞好设计阶段工作必须了解全部建设程序 特别是设计阶段之前各阶段的内容和深度要求 制药工程建设项目从设想 提出到立项设计 施工 一般经过下图所示的程序 设计前期各项准备工作项目建议书审查及批准可行性研究报告审查及批准编制设计任务书初步设计初步设计审查施工图设计组织工程施工进行生产准备竣工验收和交付生产 设计前期工作阶段 设计工作阶段 设计后期服务阶段 建设程序 一个建设项目 从准备 决策 设计 施工到竣工验收整个过程中的各个阶段及其先后顺序 称为建设程序 1 项目建议书 一般新建的基本建设项目已普遍把项目建议书做为基本建设的第一道程序 项目建议书的任务是为建设项目投资提出建议 在一个地区和部门内 以自然资源和市场预测为基础 选择建设项目 寻找合适的投资机会 进行初步可行报告 项目建议书由建设单位或委托有工程咨询资格的咨询单位编制 项目建议书的基本内容和深度规定如下 1 项目的目的 必要性和依据 2 市场预测 国内外所供应市场的需求预则及预期的市场发展趋势 销售和价格分析 进口情况或出口可能性 3 建设规模和产品方案 合理的经济规模研究以及达到合理经济规模的可能性 产品方案应包括主产品及综合利用 副产品情况 4 工艺 技术情况和来源 其先进性与可靠性 主要设备的选择 5 原料 材料和燃料等资源的需要量和来源 6 环保 项目建成后对环境的影响及处理方式 达标标准 7 建设厂址及交通运输条件 8 投资估算和资金筹措 9 工程周期和进度计划 10 效益估计 包括经济效益和社会效益估算 企业财务评价 国民经济评价 投资回收期以及贷款偿还期的估算 申报程序 项目建议书 一般单位自己编制 上报直接主管的领导机关审查申报视项目规模大小 性质及有无引进技术和设备等 上一级领导机关立项批复可行性研究报告 2 可行性研究报告 可行性研究报告主要任务a 论证新建或改扩项目在技术上是否先进 成熟 适用 在经济上是否合理 b 对项目投资决策前进行技术经济论证一般由建设单位委托有相应资格的设计或咨询单位进行 可行性研究报告按以下步骤进行 项目建议书及其批复文件调查研究 需求 价格 原辅料供应 运输 环保 优选方案初步论证 经济敏感性分析 抗风险能力 编制可行性研究报告 13方面内容 3 设计阶段 建设项目一般按初步设计 施工图设计两个阶段进行 初步设计 初步设计的基础 可行性研究报告及其批复 必要的基础资料及技术资料 初步设计根据建设规模可分为总体工程设计 车间 装置 设计及概算书 车间初步设计内容如下 1 设计依据及设计范围 2 设计原则 3 产品方案与建设规模 4 生产方法及工艺流程 5 生产制度 6 原料及中间产品的技术规格 7 物料计算 热量衡算 8 主要工艺设备选择说明 9 工艺主要原材料及公用系统消耗 10 生产分析控制 11 车间布置 12 设备 13 仪表及自动控制 14 土建 15 暖通 空调 16 公用工程 给排水 供电 动力站等 17 原材料及成品贮运 18 维修 19 环保 20 消防 21 安全卫生 22 节能 23 车间定员 24 概算 25 产品成本 26 主要技术经济指标 总之 初步设计的深度应满足以下7个要求 1 设计方案的优选和确定 2 主要设备材料定货 3 土地征用 4 基建投资的控制 5 施工图设计的编制 6 施工组织设计的编制 7 施工准备和生产准备 施工图设计 是以批准的初步设计及总概算为依据 它是为施工服务的 包括施工图纸 施工文字说明 主要材料汇总表及工程量 施工图纸包括 土建建筑及结构图 设备制造图 设备安装图 管道安装图 供电 供热 给水 排水 电信及自控安装图 施工图设计的深度应满足以下三个要求 1 设备材料的安排和非标准设备的制作 2 施工图预算的编制 3 施工要求等 对施工图内容的规定