毕业设计-多功能中试车间布局的设计

1、太原科技大学毕业设计题目：合成药厂多功能中试车间布局的设计学 号：200921550105 姓 名：李炜 专业班级：化学制药技术0931 指导老师：温艳珍2012年1月摘要目前，我W己是原料药生产大W。但有好多原料合成工艺路线在实验室成 功后，还必须经过中试放大阶段冰能投入到工业化生产中。多功能中试车间在这 个过程中发挥苻非常承要的作用.而车间设计的好坏关系涉及到投入生产效率、 生产贽用的卨低。布M的S计作力车间没计的一部分，起举足轻重的作用。为 了迎合当今市场需求.推动我闲合成药厂中试午.间的发展，在参考了多家药厂多 功能屮忒车间尔M设计后，杏阅相关文献.本文遗点叙述了合成药厂屮试午间布 W

2、没计的理论依据，和车间布Wiit计的思路与方法。理论依裾包括丫我国相关的 法规沐准以及相关专收人士在布fcii殳计时的铃验总结和注怠乍项，并H以介成盐 酸贝西沙甩原料药为例，详细说明屮间布WSit的思路与方法。关键词：多功能，屮试，车间，布局，没计，思路AbstractThis article mainly introduced the design of the layout of the multi fimctions middle stage test workshop in synthetic medicine factory, including the theoretical ba

3、sis such as GMP and some experience specialists have gotten from the past design and the approach to design a multi fimctions middle stage test workshop suit for a synthetic. Besides, the paper gave a reality example of the layout of design of a worksliop for Besifloxacin hydrocliloride to sliow the

4、 thoughts .Key words: design, layout jnulti fimctions middle stage test workshop, approach to design61腳siWX#厶i次蔣ShfliEilf衲44衩卞？ci料孩聛脊reci姘別识44 re3i取锚itnfO+ia明闽东羽收洚J好汩吞 5三逡oi烟笛44S Zf帥g次EH少rzf明口欢爷丑a少阆去vzp熘t&斟税孜钳奶识酿涔少mm东沪中取萼毐二道S少凹东衲矽flIfel法职矽羽收衾riiWB* rii济谢裒一逍第一章概述相关概念多功能V.间乂称综介午.间或小产品乍间，它是适应医药和粘细化丄产品品

5、种 多、产燉差別恳殊、品种史新快等特点而发展起來的。传统介成乍间以巾.一产品 的生产I:艺流程为堪础没计的，设备、管道的通用性差，一旦吏换产品，有谣要 巿新迖成产线，s备利m中筹。iw合成多功能乍间时为了满足合成原料药屯产小 品种和科研的盟求，以合成中.元揀作为祛础进行设计.充分考虑了设答管道的通 多用性.而建立起來的多品种综合车间。中试车间，即化工企业成开发工艺非成熟的产品车间。其设备为通用型设 备。为连续化大生产做准备。屮试午间主要考察反应规模放大后的规律，产品的 产率低，以及反应器足够能正常运行同时得到运行参数。屮试午.间也足项h在进行正式立项并进入实际述没的一次试生产。从屮能看 出放大

6、后的工、ik生产屮#在的一些问题、有助r实际L业调a期效率的提岛，缩 短调式时问，降低成本。药厂车叫没计是把一种计划、规划、没想通过视觉的形式传达出來的活动过 杩涉及科学、技术、经济和a家方针政策等方面的综合性的吨用技术。多功能合成车间2.1多功能合成乍叫的特点区別丁传统怠义上的生产午问，介成多功能乍间具有以下特点：（1）介成多功能车间通常划分为操作中兀，操作中兀按I:艺条件分为低温 （0-120-0,常温（20-4CTC）、离温（150250X?、离扭（012.5MPa）、负Hi （0一O.IMPa|酰化反应、缩合反应、环介反应、卨压鉍化反应，肟化反应、 不基化反成、酰蒎化反W等中元操作装E

7、以及粘烘包设备。（2）合成反应工艺路线K，步骤多，过程S杂：（3）设答规格和W质钽求有沾应性，通常选用塘玻璃、不锈钢、硅硼玻璃等 材质：（4）设备管道通用性和互换性要好，便于拆卸和安装；（5）生产中会用到易燃易爆，有毒有决的有机溶媒和一些有腐蚀性的物质， 生产岗位应按照防爆岗位设计，做好现常排风和洛媒回收，充分考虑员工劳动保 护。（6）设备多采用变频抟制，可调节参数范岡广，要能适合较多的产品，保证 多丁能宁间的乂活性和适应性：（7）照料灼的帕烘包要柯沽作度的要求.达删内GMP或W外认证的要求。 2.2合成多功能4:问的用途当化学制药I:艺研宂的实验室C艺完成后，即药品I:艺路线经论证确定后，

8、-股都谣要经过一个比小型试验规模放大50100倍的屮试放大.以便进一步研 宂在一定规模装S中界部反应条件变化规律.并解决实验室阶段未能解决或尚未 发现的问题。新药开发中也芯要一定数E:的样品，以供应临床验和作为药品检验及衍样 观察之用。根据该药品剂黾大小，疗程长短，通常需要210kg数黾.这足一般 实验室条件所难以完成的。确定工艺路线后，每步化$合成反应或生物合成反应不会W小、中式放大 和人型生产条件不M而有明显变化，但各步敁佳丄艺条件，则随试验规投和没备 等外部条件的不同而有可能需嬰调整。我国是原料药生产大国，合成原料药成者屮间体的工艺流程在实验室成功 后.很难进一歩跨越到大规模生产屮去，往

9、往耑嬰屮试试验米验证和进一步放大 生产。所以对屮试午间的设计显的尤为重耍。它的主嬰川途有：1）经过初步临床筛选，确定疗效较好的新药，先在多功能午.间进行生产 以满足临床和市场浴耍，井进一步验证其疗效足否稳定。（2）K疗上必须的药品，俏耑求较小、打效期较短无法列入常规的甲.品种批生产，就可采用多功能车间來生产。选定生产的品种，就可以根裾-定的计 划进行周期性的交替生产：也可以a市场的临时耍实行应急生产。（3）一个新药在实验审合成工艺路线确定以后，就要从实验审工艺过度到中 试放大，并进行生产丄艺条件的研宂，为大生产提供设计和工艺参数依据。此 类新产品的屮试研宂就可以在多功能屮试乍间进行。2.3多功

10、能合成午间的发展现状国内药厂加大新药幵发力度，新药推出唆话藏只快，合成原料药或屮间体 一股宄进行实验室小试阶段，往往需耍中试验证和放大。很难立接一步跨越到 大生产，从W内原料药的这种趋势来乔，多功能合成车问应运而生足必然的， 他可以满足小产5:多品种的生产要求，对山场的迅速变化。w内介成多功能午间还处t起步阶段，对r多功能乍间的设计和it设，企 业娃本上市报据各H的浠求，的理解.各H的实际悄况IH行投索。在实施 中缺少理论指导，缺乏行业规范，在实际中难免无处卜手，无法处理好通用性 和利用申低的问题。如果过分的考虑通用性，想尽可能多的满足?$种合成反应 的条件.结果不但会投资成本变卨.而且在以后

11、的设备上利用率低。矜严格控 制合成多功能午间的投资成本，那么i殳备有可能只能满足先有的几个产品.R 后的通用性差，无法满足其他产品的要求。本为从实际出发参考了多家大彻合 成药厂实例，本右尽呵能使通川件和投资费ffj达到平衡的原则，参考众多文献 的填础卜.巿点对合成4:间的布M问题进行採索。1.3合成车间的布筲按我国习惯的做法，I:厂的布划分为厂区布芮和厂房布SW部分，厂 区布置布質的是全W而厂方布置则是W部，合成布W涉及的对象是生产过程屮 使用的机器设备各种物料（如原W枓、半成品和成品以及公用系统的各种介质， 他们按不冋的性质和形态fifi存在不同的场所）、从爭生产的操作人员、铁路以 及管线等

12、。本文里点涉及的足厂房的布a，体的内容将在第二$详细论述。第二空合成中试车间的布局理论依据及设计思路车间布置任务及I!的午间有大有小，医药以及中小型化生产企业上产规模小，这些部门多是布置 在一幘或多幢厂房内，这就形成了一个车间。牟间布局的堪本任务是以工艺(基础设计阶段、配管(详细设计阶段为 主，并在店里ffr总阁土迷等打关专、Ik密合下，确定生产过程中各祌对象的 空间位以获拊敁介理的生产和生活环境.组枳全车冏钩成个能A度发挥效 能的生产稂体。W此，午间布局实质足为丫寻求物料和人员的佳运输力絮。以 达到降低成本投资，提高效率的H的。乍间布W涉及丄作足很重耍的一环，布W的好坏直接关系大松年间的逑成

13、足 否符合工艺要求，有良好的操作条件，使生产正常、安全的进行，设落的维护检 修方便可行，以及对建没投资，经济效益等都有很大影响。在进行布W骱嬰常握 必嬰的的油光生产安全的卫生等资料.在布局的时候样执行冇关标准规范，作深 思熟虑仔细推敲以获得敁佳的布局方案，2布質理论基础2.1相关标准和规定本小结讲述的足在设计时应逍循的我国相关法规标准。设计的时候只有严格 执行这些标准才是一个合格的合成乍间，才能确保投入成产时安全有效卫生！本 小节详细地阐述我相关法规标准的对车间布W的要求与规定，只有设计前仔细 研读，布W设计时对这些条条框框做到心中有数，才不会对设计感到茫然，设计 出的结果也符合耍求。厂W的布

14、W必须符含药品生产耍求，疢当fig够W大限度地避免污染、 交叉污染、混济和差错，便于济洁、操作和维护。应当根据厂房及生产防 护措施综合考虑选址，厂房所处的环境W当能够敁大限度地降低物枓成产品遒受污染的风险。一般没计前要充分眾握厂房的周IH环境，比如厂 房周的主导风向，一叫市污染源的物料要位于卜游方位。为降低污染和 交义污染的14险，厂房、生产没施和没谷应当根据所生产药品的特性、工 艺流程及相应洁净度级别耍求合理设计、布W和使用，并符合下列耍求：应当综合考虑药品的特性、工艺和预定用途等因累，确定厂房、生产 设施和设备多产品共用的可行性.并有相应评估报告：生产特殊性质的药品，如卨致敏性药品（to青

15、霉索类）成生物制品（如 卡介苗或其他用活性微生物制&而成的药品），必须采用专用和独立的厂 房、生产S施和i殳备。青符泉类药品产少录大的操作区域应当保持相对负 压，排至室外的m当经过茂化处理并符合要求，排风口当远离其他 空争化系统的进风口：生产内酰胺结构类药品、性激素类避孕药品必须使用专用没施（如 独立的空气沙化系统）和S备，并与其他药品生产区严格分少h生产某些激索类、细胞毒性类、髙活性化学药品应当使用专用设施（如 独立的空气;卞化系统）和i殳备：特殊情况下，如采取特別防护措施并经过 必耍的验证，上述药品制剂则可通过阶段性生产方式共用同一生产S施和 设备：（2）行政、生活和辅助区的总休布W应当合

16、理.不得互相妨碍；厂R 和厂房内的人、物流走向应当合理。在S计时充分考虑到人流物流走向的 合埋安排不汉会使整个厂房的有效安全的进行.还会减少生产岛峠期带來 的人流物流之间的冲突。设计时就划分出來员T的专用通道、运输物料 的专用通道，而且这通道之间避免交叉，以免造成不必要的冲突。井且应 当采取适当措施.防止未经批准人员的进入。生产、贮存和质a控制区不 应当作为非本区工作人员的直接通道。（3）厂房应当有适当的照明、温度、湿度和通风，确保生产和贮存的 产品质量以及相关设备性能不会直接或间接地受到影响。厂房、没施的没 计和安装应当能够有效防止迠虫或其它动物进入。应当采取必要的措施， 避免所使用的火鼠药

17、、杀虫剂、烟熏剂等对没谷、物料、产品造成污染。药 品生产厂房不得用于生产对药品妨昆有不利影响的非药用产品。（4）生产区和扩介区应当有足够的空间，确保有序地/放没备、物料、 屮间产品、待包装产品和成品，避免不冋产品成物料的混淆、交叉污染， 避免生产成质帘挖刺操作发生遗漏成及错。应当根据药品品种、生产操作 耍求及外部坏境状况等配胃.空调净化系统，使生产区有效通风，并有溫度、 湿度拉制和空气汗化过滤，保证药品的生产环境符合耍求。（5）仓储区应当有足够的空间.确保有序存放待验、合格，不合格、 返货或召1H的原辅料、包装材料、中间产品、待包装产品和成品等各类物 料和产品。仓储区的i殳计和注造应当确保良好

18、的仓储条件，井有通风和照 明i殳施，仓储区吨当能够满足物料成产品的贮存条件（如温湿度、避光） 和安全贮存的要求，并进行检S和监控。（6）商活性的物料或产品以及印刷包装材枓应当贮存于安全的区域. 如果采用其他方法羚代物理祕，则该方法应当具有M等的安全性。（7）通常应当苻中.独的物料取样区。取样区的空气洁沙度级別应当与 生产要求一致。如在其他区域或采用其他方式取样，应当能够防ih污染或 交叉污染。（8）质量控制区室的没计应当确保其适用于预定的用途，并能够避免混崤和交乂污染， 应当冇足够的R域用f样品处H、所样和稳定性考根样品的存放以及记隶 的保存。（9）辅助区休!.室的设H不应当对生产区、区和质坫

19、控制区造成+良影响、 吏衣室和盥洗室应当方便人员进出，并与使用人数相适应。盥洗室不 得与生产区和ftfifi区直接相通。（10）维修间应当尽可能远离生产区。存放在洁净区内的维修用备件和 工具，疢当放H在专门的房间或工具柜屮。2.2基础资料ill r午叫的布w足以生产的工艺流程并在裨道、土达fl挖等多方而的+11关专4k 配合卜完成的闪此在没计之前必须了解准落相关资料，在坫础h进行布W。 下而列出丫一股情况下需要准备的资料：这也是我在本次实例布局时，参考相 关资枓，总结的经验。（1）工艺流程图（2）物料衡算及物料的性质包括屮间体和副产品（3）设备一览表（4）三废的数景及处理方法。（5）公用系统好

20、用景，包括供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外观 资料等。（6）车间定员表（除技术人员、管理人员、车间化验人员、岗位操作人员， 还要掌握15大班人数5:和男比例等）（7）厂区总V而布（包括午间、辅助部门、生活部门的相互联系、厂 内人流物流的情况和数氓（8）iM厂地形和气象资料2.3布置原則u）从经济和压降的观点出发.没备布K应顺从L艺流程.打死你77与安全 维修和施工有矛盾时.允许有所调整。2根据地形和、主导W.向进行设备的布B.有效地利用车间建筑面积（包 括空间-（3）明火设答必须安装在处理4燃气体成液体没给的令屮敁小频率的风向的 下侧，并集中布罝在装罝（车间）边缘U枚韦36. 4%M52

21、. 673Kg主反阵物投入无水乙醉适量L第ft酸气SflL甲W送釐L主要用于淸洗 屬产出舦故贝两沙涉及的枨作单元介MUf络 At,步78.3%序号设备名称規格型号材质数量1反应罐100L反应tf变频掩拌搪玻璃12常溢反疢據200L反碎媒变猙搅拌掂玻璃53冷凝戕2m3玻璃24搅拌戕KI10IGPDYBSHG T2371-1992组合件25滤机TG-1. 0姐介件26摘玻蹢液1耐计掂玻璃47防肤出心KSB-150组合件68换热器竹式不锈钢19塔设签填料不锈钢14.设计成果4. 1设计轮廓此次S计将整个/房分为PH个区，即生活区.生产区，生产铺助区。生产区 按生产丄段MJ分为：原料段，反应段，成品段

22、。生产辅助区包括泵房，空调室， 化验室，实验室，配电室，水系统室，维修室，储藏室。4. 2设计成果由于本次设计的y的足合成多功能车间的編，所以以制图的方式将其表现 出來吏为肖观，见附阁-合成药厂多功能中试午间一层平面阁。4. 3成果说明介成多功能屮试车间的平而W没汁成长方形，长为42m.宽为15m.占 地而积约为700多f方米。合成多工能屮试车间的生活区位于整个厂房的W两而，分为丫上下两 上下楼层均力2. 5米.上下层用水泥盖板隔开，这样的布H打利于相关人员在此 从唞相关活动的安今性，也有利f人流之间的不发生冲突。而生产区和生产辅助则不用水泥荔板将W固定死，布?I没备时4采用吊式成足支架，根据

23、混嬰和合 理利用空间的原则，乍将分为两层或是多层。这样的设计更有利r屮小甩药厂乍 间的转型和发展.同时符介多功能屮试车间多功能这忭的耍求。（3）车间布局设计时考虑到了操作人员的安全性，计了多条安全通道，便发 生事故时人员的疏散=设计通道时可根据s要需要设计专用通道，一面生产岛峰 期带來人流物流之间的冲灾。（4）没计时充分考虑到了消防措施，设计时都衍饤一定仝M安肾消防措施.（5）三废的合埋处理对一个合格的生产介:间非常iE要，r是乍间没有夺门的 三峻处理室，一方而符介M家要求，一方而促进三成处理技术的进步。第四单结论本次没计0标足布W个合成药厂多功能中试午.间，本文主耍叙述了多功能 中试车间的布局思路与设计方法。在设计过程中，从关键字入手，逐一舍询.追 溯求源，不畏繁琐，参考了大S文献，找到了布Wi殳汁的理论依据和方法。乂以 盐酸W丙沙S原料药介成为例洋细说明牟间布W设计的思路与方法。设计中都衔 有了一定余地，防止在II后的投产屮出现问题.以便吏好的改造或转型，