车间工艺设计

基建项目设计
初步设计：根据设计任务书，确定全
厂性的设计原则、标准和设计方案， 进行工艺等计算。以文本为主，附图。
施工图设计：根据已批准的初步设计
及上级审批意见，完成设备施工图、 工程施工图设计、模型设计。以图为 主。
车间工艺设计一般包括以下内容：

生产方法的选择和论证 工艺流程的设计 准备设计资料 物料及能量衡算 设备选型及其工艺设计 工艺流程图的设计和绘制 车间布置设计、管道设计 向有关非工艺项目提供设计条件和要求 设计说明书的编写、概（预）算的编制
药物制剂工程
制剂车间工艺设计
医药工业洁净厂房设计必须符合 GMP
GMP 洁净厂房设计
医药工业洁净厂房
药品生产
GMP的生产观：生产质量必须万无一失
每一丸 每一支
每一瓶
质量均一 安全、有效
每一片
每一粒
每一颗
GMP的生产观：生产过程必须全程控制
传统生产观念----不让不合格品出厂 GMP 生产观念----不生产不合格产品 传统控制观念----把好成品出厂关 GMP 控制观念----生产全过程控制
一览表 ）
9. 工艺主要原材料及公用系统消耗 10. 生产控制分析 （附分析仪器一览表 ） 11. 车间布置 （车间生产性质及组成 ） 12. 车间定员（精兵简政的原则 ）
13. 环境保护
14. 土建（建筑面积，生产类别，耐火等级等） 15. 仪表及自动控制 16．空调通风 17．职业安全卫生 （规范、标准，防火、防爆、
传统控制方法----检验合格放行 GMP 控制方法----参数合格放行
参数放行特点
参数放行—强化生产过程微生物控制，用生产过程所
涉及的设施、设备、仪器的运行参数控制来确保产品无菌。
参数放行—以工艺、设备、设施、仪器的有效验证为
基础，比最终检验科学、安全、可靠。
实施情况—目前发达国家已普遍接受参数放行理念和
环境决定产品
一个完整的工程项目
设计前期工作 设计阶段 后期工作
立项
初步设计
施工
可行性研究
下达设计任务
施工图设计
试车
投产
第一部分 概述
第二部分 物料衡算和热量衡算
第三部分 车间布置
第四部分 通风、空调和空气净化
GMP简介
GMP：
GMP是药品的研究与开发（GLP、GCP）、 生产过程（GMP）、经营与临床应用 （GSP、GUP）的中心环节。
对产品质量的影响； 4.能对各生产环节、质量关键点进行验 证。
GMP的三大要素:
1.人员素质要素：指对全体人员（包括
各级人员、工人和厂长）的管理； 2.物质要素：指对全部物质（包括生产 用原辅料、包装材料、机器、厂房、 器械）的管理； 3.管理要素：指对全过程（从原辅料的 购买到生产再到售后服务）的管理。
例：某冲剂生产方法
将浸膏、辅料、糖在混合机、颗粒机上湿
法制粒，再经干燥和整粒，干混喷油制得 冲剂，然后经颗粒机包装和外包装。计算 和选择包装机。
每天生产20箱，50盒/箱，10袋/盒，15克/袋 处方：浸膏：辅料：糖=1：0.247：3.74
以一天计，kg
物料衡算注意事项： 1. 按确定的工艺流程计算，不能缺任何一步 2. 实际操作中每一步均有损失（得率） 3. 选定特定的过程、设备 4. 水分含量表示方法：湿基含水量、干基含 水量 5. 进口风量中绝干空气前后含量不变，变化 的是含水量，干燥过程中湿物料水分减少 量等于空气中水分蒸发量，干燥过程中绝 干物料质量流量不变。
车间工艺设计是一项综合性的工作，包括工艺、设备、土建、暖通等许多方面
方案设计的内容
对各种生产方法进行全面比较，
从中选出技术上可能、先进， 经济上合理，原材料来源及产 品质量有保证的方案。
产品生产成本，经济效益，劳动生产率 原材料用量及供应 产品质量 水、电、气、汽用量及供应 副产品的利用及“三废”处理 生产技术先进性、工艺流程合理性 生产自动化、机械化程度 设备来源及制作 占地面积及建筑面积 基本建设投资
由
产品质量 是检验出 来的
到
产品质量 是生产出 来的
再到
产品质量 是设计出 来的
洁净厂房设计的新概念
质量源于设计 环境决定产品
药品生产需要良好的环境支撑 良好的生产环境离不开设计 对生产环境的污染控制，不能只局限于洁净室， 应把控制范围延伸到与洁净室相关的各种相应环境 上。 只有洁净室及相关环境都处于受控状态，才能生 产出始终如一的合格产品。
厂址选择：
1.空气无明显异味；无鼠类和寄生虫。2.没有
空气、土壤和水的污染源、污染堆；3.厂址 所在地大气含尘量、含菌浓度低，自然环境 好； 一般有洁净厂房的工厂，厂址应选在周围环 境较洁净或绿化较好的地区，不宜选在多风 沙的地区和严重灰尘、烟气、腐蚀性气体污 染的工业区，应尽量远离铁路、公路、机场 和烟囱，而且对水、电、动力（蒸汽）等、 燃料、排污及废水的处理在目前和今后发展 时容易解决。
1. 片剂生产工艺流程 图（框图）
片剂生产工艺流程示意图及环境区域划分
原料药的精、烘、包 小容量注射剂生产流程
非无菌原料药精制、干燥、包装工 艺流程示意图及环境区域划分
可灭菌小容量注射剂工艺流程示意图 及环境区域划分
设计说明书 目录
1. 设计依据及设计范围
2. 设计原则及指导思想 （GMP规范；医药工

通过物料横算 确定设备容、台数、主要尺寸 进行热量衡算、计算管路尺寸等
4. 基准 （1）制剂及中药生产常采用一批原料为基 准—间歇 （2）原料药生产以单位时间产品数量或原 料量为基准—连续 物料衡算结果列成原材料消耗定额及 消耗量表
制剂车间的消耗定额及消耗量计算时 应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。
业洁净厂房设计规范等原则）
3. 产品方案及建设规模（产品名称及生产规
模，化学名称，结构式，分子式，技术规 格及质量标准，产品主要物性，包装方式 等）
4. 生产方法及工艺流程（生产工艺流程框图
等）
5. 生产制度（年工作日，生产班制，生产方式） 6. 物料衡算 7. 热量衡算 8. 主要工艺设备选型（由物料衡算确定，附设备
3. 基准:统一起点t0
一般建议273K为基准温度，以液态为基 准物态。
4. 计算方法
（1）Q1、Q4均可用下式计算（有相变化 时还要加上相变热） Q1（Q4）=∑GiCpi（t-t0）
（2）Q3包括
化学过程热效应 Qr=1000qrGA/MA 物理过程热效应 Qp “盖斯定律” 制剂中Q3常为0，即无物理化学反应， 是一个精加工过程。
医药洁净厂房设计
新概念
质量源于设计 Quality by Design
环境决定产品
（1）质量源于设计（QbD）
形成于美国半导体行业，2005年影 响到制药行业，2006年在Pfizer、 Merck、Lilly公司启动并取得经验， 在一定工艺参数范围内，最大限度地 保证了产品的质量。
美国FDA鼓励企业实施QbD
GMP的基本点：
要保证药品的质量，必须防止生产中
药品的混药、污染、混批。如果仅靠 事后把关进行成品检验来保证质量， 则具有局限性，必须要把生产的全过 程严格控制起来，包括生产设备、物 料、操作人员等，这也正是大力推行 GMP的原因。
第一部分 概述
设计：筹建一个工厂或建设一个工厂（车间），
目前，我国由北大领头，在浙江、 上海、北京等地制药企业试点，每年 组织QbD国际研讨会。
（1）质量源于设计（QbD）
药品从最初的研发开始就要考虑最终产 品的质量。
药品在处方设计、工艺路线确定、工艺 参数选择、物料控制及工程设计方案等方面 都要将质量放在首位。在深入研究，积累翔 实数据的基础上，确定最佳的产品处方，生 产工艺和工程设计。
定义：药品生产质量管理规范。
GMP是为确保药品质量万无一失，
对药品生产中影响质量的各种因素所 规定地一系列基本要求。适用于药品 制剂生产地全过程、原料药生产中影 响成品质量地关键工序。
实施GMP的意义：
1.能够保证各生产环节的规范性；
2.能够保证各生产环节的质量； 3.可以减少各操作的波动性和人为因素
《医药洁规》全程控制的设计思路
消除一切污染隐患和可能存在的风险，建立
有效的污染控制动态保障体系，才能实现全 程控制
对洁净室的污染控制，应延伸到可能造成洁
净室污染隐患的各种相关环境上
只有洁净室及相关环境都处于受控状态，才
能生产出万无一失的合格产品
医药洁净厂房设计
新概念
质量源于设计 Quality by Design
防尘、防毒等 ）
18．经济概算（包括成本结算和利润核算 ） 19．参考文献及资料 20．附：设备代号说明，物料代号说明，管 件阀门代号说明，管材标注说明，自控仪 表代号说明
第二部分 物料衡算和热量衡算
一 物料衡算 1. 目的：计算原料与产品间的定量转变关系， 以及计算各种原料的消耗量，各种中间产 品、副产品的产量、消耗量机组成。 2. 基础：“质量守恒定律” 3. 意义：“所有工艺计算的基础”
一般先作流程方案，经物料、热量衡算后，确 定原材料、能量消耗，再进行主要设备计算， 做车车间布置方案、厂房基本结构形式及车间 总投资概算。 生产工艺流程方案： 1. 片剂生产工艺流程图（框图）P159 2. 非无菌原料药精烘包工艺流程示意图 P160 3. 可灭菌小容量注射剂工艺流程示意图 P161
实践；我国2005年起在部分企业试行。
GMP的生产观：生产环境必须全面净化
环境决定产品
药品生产环境包括： 厂区周围环境 厂内总体环境 洁净室（区）环境 与药品接触的场合和微环境
全面净化范围
生产 环境 生产 设施 生产 物料 生产 操作 生产 人员 操作 检验 管理 维修
空气 水质
厂房 设施 设备 工器具
质量源于设计
槽型混合机
高速制粒混合机
由设备引起的污染
制药设备中的常见病
由输水管道引起的污染
注射用 水储罐
水滞留
设备 设备
水滞留
单管循环方式
纯化水循环系统（并联）
注射用 水储罐
设备
ห้องสมุดไป่ตู้
设备
双管循环方式
纯化水循环系统（串联）
注射用 水储罐
设备
设备
串联方式
洁净厂房设计的新概念
质量源于设计（QbD）
有一定得设想和计划，一个工厂生产哪些产品， 年产量多少，设置在什么地方，工艺流程及其现
实性、先进性，交通、水电供应等。
制药企业总平面布局包括：
1.有洁净厂房的工厂与周围环境的布置； 2.该工厂洁净厂房与非 洁净厂房之间
的布置；
药品的生产企业必须有整洁的生产环
境，厂区的地面、路面运输等不应对 药品的生产造成污染，生产、行政、 生活和辅助区的总体布局应合理，不 得互相妨碍。以洁净室（区）为主要 的药品生产企业的厂址选择和总体规 划除应考虑一般工厂建设所应考虑的 环境条件外，还需按洁净厂房的特殊 性，对周围的环境提出相应的要求， 对厂址环境的污染程度进行调查研究。
厂区的规划：
1.生产、行政、生活和辅 助区的总体布局
应合理， 不得相互妨碍； 2.必须考虑风向、减少交 叉污染； 3.药品的生产应在受控制 的洁净区内生产； 4.厂区内道路的人、物流分开；
5.工艺布局遵循“三协调” 原则（人
物流协调、工艺流程协调、洁净级别 协调），在总体布局上应注意各部门 的比例适当，危险品库应建立在远离 厂区的偏僻地带； 6.保持厂区清洁卫生，绿化有滞尘、吸 收有害气体与灭菌、美化环境三个作 用。洁净厂房周围应有大片的草坪和 树木。
原辅料 半成品
包装材料
仓储 生产 检验 监管
GMP的生产观
新《医药洁规》 行标《医药洁规》 国标洁规
2008年底发布 2009年6月执行 1997年发布 医药工业洁净厂房 设计规范 医药工业洁净厂房 设计规范 GB50457-2008
1985年发布
2001年修订 洁净厂房设计规范 GB50073-2001
二、热量衡算
1.目的:在物料衡算的基础上对需要加热或
冷却的设备剂型热量计算，用以确定加热 或冷却介质的用量，以及设备所需传递的 热量。
2.基础：“能量守恒定律”
Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
Q1：物料带入设备的热量 Q2：由加热剂或冷却剂传给设备和物料的 Q3：过程热效应 Q4：物料离开设备带出的热量 Q5：消耗在加热设备各个部件上的热量 Q6：设备向四周散失的热量