制药工艺结晶离心浓缩干燥（洁净区）工段设计

制药工艺结晶离心浓缩干燥（洁净区）工段设计

段玉

雄安新区公共服务局，河北省保定市 071700

【摘要】

工程设计是人们根据建设工程的要求，运用科技知识和方法对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证，有目标地创造工程产品构思和计划的过程。制药厂的设计主要包括设备选型和和生产能力及装置的功能、工厂布置和仓储、环境条件的划分和空调厂房的设计。本设计主要是对某制药工艺结晶、离心、浓缩、干燥（洁净区）工段进行车间设计。

【关键词】结晶 离心 浓缩 干燥 洁净区 药厂厂房设计

引言

药品是特殊的商品，因此产品质量和生产环境条件必须达到规定的质量标准，并且在整个制药工程中加以控制。有关药物的工程设计要求很严格，应分析不同药物车间的特点，研究某一类产品如何工程化设计的过程。由于生产的过程不同，对不同车间洁净水平等的控制要求必须进行细致的分析和研究，才能使设计符合GMP的要求。

正文

1.结晶

结晶过程是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。工业结晶技术作为高效的提纯、净化与控制固体特定物理形态的手段］。

溶液结晶的方法主要有冷却结晶法、蒸发结晶法、真空冷却结晶法、盐析结晶法、反应结晶法。冷却结晶包括自然冷却、间壁换热冷却和直接接触冷却。结晶的设备主要有搅拌罐式结晶器、强制循环蒸发结晶器、奥斯陆结晶器、DTB-结晶器、循环诱导结晶器、导流筒W形底结晶器等。

对于固体制剂、半固体制剂、混悬剂等剂型，应注意药物是否存在多晶型。因为同一固体药物可因结晶条件、制备工艺不同而得到不同晶型的晶体。由于药物晶型的不同，其物理化学性质也不同，直接影响药物的质量与药效，因此在新药申报生产过程中，需要进行实验研究。为此，本章在介绍晶体基本概念与基本规律的基础上，重点阐述药物多晶型的产生与分类、多晶型的制备与鉴定方法、多晶型转变条件与控制、多晶型的理化性质变化、多晶型与药物制剂工艺、生物利用度的关系，为研究药物多晶型奠定理论与实验基础。

2.离心

离心是利用不同物质之间的密度、形状和大小的差异，依靠惯性离心力的作用而实现物质分离的过程，主要用于液-固分离和液-液分离。离心与过滤是制药生产中重要的单元操作，无论是原料药、成药乃至辅料的生产中都有广泛的应用，如结晶体与药液的分离、微生物发酵液菌体和细胞的回收或去除、中药浸出制剂的澄清、药液的除菌、注射用水的制备等。

3.浓缩

浓缩是使溶剂蒸发而提高溶液的浓度，泛指不需要的部分减少而需要部分的相对含量增高。提取车间浓缩工段工艺研究主要是为了改变提取液的浓度，主要研究浓缩工段的工艺路线、工艺流程、主要设备选型及其工艺计算并绘制工艺管道及仪表流程图。浓缩工艺技术的先进与否直接影响着药品的质量，为此开发了许多先进的提取液浓缩新工艺和新技术，如冷冻浓缩、蒸发浓缩、膜浓缩、树脂吸附分离浓缩等。

浓缩工段是中药生产的一个重要环节。中药生产浓缩工段难以精确建模，在传统模糊控制算法基础上，某文献提出模糊一智能PID控制算法;在浓缩工段使用该算法，控制开关阀、调节阀动作从而完成对温度、压力、液位、pH值等参数的精确控制;以一效蒸发室温度B为被控对象，分别用传统模糊算法和模糊一智能PID算法进行仿真，结果表明后一种算法使温度B的上升速度更快、超调量更小、控制精度更高;当控制对象发生改变时，该算法的PID控制参数还具有自调整性，所以模糊一智能PID算法可用于控制浓缩工段的多种对象和过程。

4.干燥

干燥常指借热能使物料中水分(或溶剂)气化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程。由于化学物质的多样性及理化性质的复杂性给干燥工艺及设备的结构设计带来很多难题。药品干燥的方法有很多种，如冷冻干燥、真空干燥、热风干燥、喷雾干燥等。

5.洁净区

药品生产对环境有严格的要求，一般要求在洁净区生产。洁净区是指需要对环境中尘粒及微生物污染进行控制的房间(区域)，其建筑结构、装备及其使用均具有防止该区域内污染物的引人、产生和滞留的功能。按照2011年2月发布的《药品生产质量管理规范》的要求，无菌药品生产所需的洁净区可分为以下4个级别: A级:高风险操作区，如灌装区、放置胶塞桶、敞口安瓶瓶、敞口西林瓶的区域及无菌装配或连接操作的区域。通常用层流操作台(罩)来维持该区的环境状态。层流系统在其工作区域必须均匀送风，风速为0. 36一0. 54m/so。B级:指无菌配制和灌装等高风险操作A级区所处的背景区域。C级和D级:指生产无菌药品过程中重要程度较次的洁净操作区。

凡在洁净区工作的人员（包括清洁工和设备维修工）应当定期培训，使无菌药品的操作符合要求。培训的内容应当包括卫生和微生物方面的基础知识。未受培训的外部人员（如外部施工人员或维修人员）在生产期间需进入洁净区时，应当对他们进行特别详细的指导和监督。

6.药厂厂房设计

药厂厂房设计的基本原则是用于中间体和原料药生产的厂房和设施的选址、设计和建造应便于清洁、维护，满足特定类型和生产阶段的操作要求。《药品生产质量管理规范》在生产区、仓储区、质量控制区、辅助区都有具体的要求。在2010版GMP实施指南中对厂房设计建造从选址对产品质量的影响、密闭和暴露系统的选择、不同原料药工艺对空间的不同要求、人物流的设计、特定的功能区域和辅助设施 等方面进行了具体的阐述。

参考文献

1杨洁,闫清东. 煮糖结晶工段的BP网络设计[J]. 微计算机信息,2008,15:259-260+311.

2杨洁,张婕. 煮糖结晶工段的自控方案探讨[J]. 中国现代教育装备,2008,04:106-108.

3程跃. 中药制药过程控制及集成化生产若干关键问题研究[D].西南交通大学,2010.

4徐扬. 中药生产浓缩工段控制系统的研制[D].中南大学,2006.

5章志兵,黄挚雄,罗安. 中药生产浓缩工段的模糊-智能PID控制研究[J]. 计算机测量与控制,2005,09:935-937

6韩蓓蓓,梁毅. 固体制剂GMP综合车间设计实例探讨[J]. 机电信息,2010,11:12-17.

7朱剑平. GMP与中药厂建筑设计[J]. 医药工程设计,1990,06:23-38+15.

8陈利群 ,范伟明. 口服青霉素固体制剂车间的设计[J]. 医药工程设计,2002,03:15-18.

9龙丽姮.智能控制方法在中药浓缩过程中的研究及应用[D].湖南大学,2007.DOI:10.7666/d.d031897.

10王维聪. 放射性药物及其工程设计[J]. 医药工程设计,1998,01:15-18.

11Amidon, G.Letal., 1995.Atheoreticalbasisforabiopharmaceuticdrugclassification 一the correlation of in vitro drug product dissolution and in vivo bioavailability.Pharm.Res.12,413-420.

12Caldwell, G.W., etal., 2001.The new pre-preclinical paradigm: compound optimiza-lion in early and late phase drug discovery. Curr. Top. Med. Chem. 1, 353-3GG.

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