1、制药工程原理与设备?制药工程原理与设备?是运用化学工程学的原理与方法研究和探讨制药过程中的原料、半成品和成品的加工过程和方法的一门学科。它既可视为化学工程中的一个分枝，又是中药制药工程中的重要组成之一。化学制药化 工 制药 中药制药 生物制药,1,第一页，共三十九页。,0 绪论,0.1 制药生产与单操作,0.2 单位制与单位换算,0.3 物料衡算与能量衡算0.4过程平衡与速率0.5药品生产对设备的要求,2,第二页，共三十九页。,0 绪论,0.1 制药生产与单元操作1.制药生产过程以中药片剂生产为例 粉 碎 处方前处理 水提蒸发 制粒枯燥整粒 醇提回收乙醇 浓缩 总混压片包衣内包外包,3,第三页
2、，共三十九页。,4,第四页，共三十九页。,5,第五页，共三十九页。,6,第六页，共三十九页。,7,第七页，共三十九页。,8,第八页，共三十九页。,9,第九页，共三十九页。,10,第十页，共三十九页。,制药工程,制好药,好制药,制药好,制什么药,如何制药,用什么制药,在什么条件下制药,11,第十一页，共三十九页。,2.单元操作Unit Operation 单元操作和单元作业单元操作按其遵循的根本规律分类：1遵循流体动力学根本规律的单元操作：包括流体输送、沉降、过滤、固体流态化等；2遵循热量传递根本规律的单元操作：包括加热、冷却、冷凝、蒸发等；3遵循质量传递根本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、萃取
3、、结晶、枯燥、膜别离等；,12,第十二页，共三十九页。,单元操作应具有以下共同的特点。(1)单元操作纯属物理性的操作，它们只能改变物料的状态或物理性质，其化学性质保持不变。(2)同类单元操作其根本原理相同，操作设备往往可以通用。(3)不同生产过程可以由共有的单元操作组合而成。,13,第十三页，共三十九页。,单元操作的研究内容与方向：,研究内容,研究方向,14,第十四页，共三十九页。,0.2 单位制与单位换算,一、根本单位与导出单位,根本单位：选择几个独立的物理量，根据方便原 那么规定单位；,导出单位：由有关根本单位组合而成。,单位制度的不同，在于所规定的根本单位及单位大小不同。,15,第十五页
4、，共三十九页。,二、常用单位制,根本单位：长度厘米cm，质量克g，时间秒s,物理单位制 CGS制,根本单位：长度米，重量或力千克力kgf，时间秒,工程单位制,我国法定单位制为国际单位制即SI制,16,第十六页，共三十九页。,三、单位换算,物理量的单位换算,换算因数：同一物理量，假设单位不同其数值就不同，二者包括单位在内的比值称为换算因数,经验公式的单位换算,经验公式是根据实验数据整理而成的，式中各符号只代表物理量的数字局部，其单位必须采用指定单位。,17,第十七页，共三十九页。,0.3 物料衡算与能量衡算,一、动量传递、热量传递和质量传递三类，即称为“三大传递过程，亦称“三传。(1)动量传递过
5、程是研究流体力学为根底的根本规律，如流体输送、沉降、过滤、离心别离、搅拌等。(2)热量传递过程是研究热量传递的根本规律为根底及其单元操作，如加热、冷却、蒸发等。(3)质量传递过程是研究物质通过相界面的迁移过程的根本规律，如蒸馏、枯燥、固液提取等。(4)机械过程是研究以机械力学为主要理论根底的过程，如粉碎、筛分、混合、固体输送、成型等。,18,第十八页，共三十九页。,二、物料衡算,1、画出流程示意图，标出物料流向与流量、组成等；,物料衡算的步骤,2、用虚线划出衡算范围；,3、定出衡算基准；,4、列出衡算式并求解。,19,第十九页，共三十九页。,三、能量衡算,机械能、热量、电能、磁能、化学能、原子
6、能等统称能量，制药生产中常以热量为主，下面以热量衡算为例说明能量衡算过程。,注意：作热量衡算时，由于焓是相对值，与温度基准有关，故应说明基准温度。习惯上选0为基温，并规定0时液态的焓为零。,20,第二十页，共三十九页。,四、平衡关系要确立过程能否进行、进行方向、及最终可能状态，必须借助于平衡关系。例如：溶解传热传质,21,第二十一页，共三十九页。,0.4过程平衡与速率(1)过程平衡 说明过程进行的方向和能够到达的极限。(2)过程速率 即过程进行的快慢。过程速率过程推动力/过程阻力,22,第二十二页，共三十九页。,0.5药品生产对设备的要求,1设备的设计、选型、安装应符合生产要求，易于清洗、消毒
7、和灭菌，便于生产操作和维修、保养，并能防止过失和减少污染。2与药品直接接触的设备外表应光洁、平整、易清洗或清毒、耐腐蚀，不与药品发生化学变化或吸附药品。设备所用的润滑剂、冷却剂等不得对药品或容器造成污染。,23,第二十三页，共三十九页。,3纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应能防止微生物的滋生和污染。贮罐和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀。管道的设计和安装应防止死角、盲管。贮罐和管道要规定清洗、灭菌周期。注射用水贮罐的通气口应安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器。4设备安装、维修、保养的操作不得影响产品的质量。,24,第二十四页，共三十九页。,5无菌药品生产中，与药液接触的设备、容器具、管路、阀门、输
8、送泵等应采用优质耐腐蚀材质，管路的安装应尽量减少连焊接处。滤过器材不得吸附药液组分和释放异物。禁止使用含有石棉的滤过器材。,25,第二十五页，共三十九页。,制药机械GMP评审与检测,评审的内容主要包括产品设计，生产管理及质量控制体系的评审，即设计、生产、安装、性能等的验证。产品的技术文件包括：产品符合GMP的结构及技术参数的说明；产品样本；关键零件的加工工艺过程说明；产品标准；检验规程及制度；使用说明及合格证；产品技术鉴定结论；产品生产条件等。颁发?制药设备GMP评审证书?。其中主要涉及口服固体制剂的设备。,26,第二十六页，共三十九页。,GMP认证与验证,一GMP认证?药品生产质量管理标准?
9、是顺应人们对药品质量必须万无一失的要求，为保证药品的平安、有效和优质，从而对药品的生产制造和质量控制管理所作出指令性的根本要求和规定，中国将实施GMP制度直接写入了?药品管理法?。GMP是药品生产企业对生产和质量管理的根本准那么，适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响产品质量的各关键工艺。?标准?中包括了人员、厂房、设备、物料、卫生、验证、文件、生产管理、质量管理、产品销售与收回、投诉与不良反响报告、自检等项的根本准那么。,27,第二十七页，共三十九页。,药品GMP认证有两种形式，一是药品生产企业车间的GMP认证，另一种是药品品种的GMP认证。药品生产企业车间GMP认证对象是企业车间。药
10、品品种GMP认证对是具体药品。药品GMP认证的标准为：?药品生产质量管理标准?、?中华人民共和国药典?、?中华人民共和国卫生部药品标准?及?中国生物制品规程?。对新建、扩建和改建的药品生产企业及车间必须符合?药品生产质量管理标准?，并经认证前方可取得“药品GMP证书。,28,第二十八页，共三十九页。,药品生产验证,验证就是证明任何程序、生产过程、设备、物料、活动或系统确实能到达预期结果的有文件证明的一系列活动。?药品生产质量管理标准?对验证有以下4点规定。1药品生产验证应包括厂房、设施及设备安装确认、运行确认、性能确认和产品验证。2产品的生产工艺及关键设施、设备应按验证方案进行验证。当影响产品
11、质量的主要因素，如工艺、质量控制方法、主要原辅料、主要生产设备等发生改变时，以及生产一定周期后，应进行再验证。,29,第二十九页，共三十九页。,3应根据验证对象提出验证工程，制定验证方案，并组织实施。验证工作完成后应写出验证报告，由验证工作负责人审核、批准。4验证过程中的数据和分析内容应以文件形式归档保存。验证文件应包括验证方案、验证报告、评价和建议、批准人等。验证的内容涉及影响药品质量的各种因素，产品的全部验证工作包括以下4方面。1厂房、设施及设备的验证 2检验方法的验证 3生产过程验证 4产品验证,30,第三十页，共三十九页。,设施及设备的验证,1预确认 预确认即设计确认，通常指对欲订购设
12、备技术指标适用性的审查及对供给商的选定。预确认是从设备的性能、工艺参数、价格方面考查，对工艺操作、校正、维护保养、清洗等是否符合生产要求。2安装确认 安装确认指机器设备安装后进行的各种系统检查及技术资料文件化工作。安装确认的目的在于保证工艺设备和辅助设备在操作条件下性能良好，能正常持续运行，并检查影响工艺操作的关键部位，用这些测得的数据制定设备的校正、维护保养和编制标准操作规程草案。,31,第三十一页，共三十九页。,3运行确认 运行确认指为证明设备到达设定要求而进行的运行试验。运行确认是根据标准操作规程草案对设备整体及每一局部进行空载试验来确认该设备能在要求范围内准确运行并到达规定的技术指标。
13、4性能确认 性能确认指模拟生产试验。它一般先用空白料试车以初步确定设备的适用性。对简单和运行稳定的设备可依据产品特点直接采用物料进行验证。性能确认主要考虑以下因素。,32,第三十二页，共三十九页。,产品验证与工艺验证,产品验证指在特定监控条件下的试生产。试生产可分为模拟试生产和产品试生产两个步骤。产品验证应至少进行3批，其间应验证生产处方和生产操作规程的可行性和重现性，并根据试生产情况调整工艺条件和参数，然后制定切实可行的生产处方和生产操作规程并移交正工生产。工艺验证指与加工产品有关的工艺过程的验证。其目的是证实某一工艺过程确实能始终如一地生产出符合预定规格及质量标准的产品。,33,第三十三页
14、，共三十九页。,再验证,再验证指一项工艺、一个过程、一个系统、一个设备或一种材料已经过验证并运行一个阶段后进行的，旨在证实已验证的状态没有产生飘移而进行的验证。关键工序特别需要定期验证。再验证可分为两种类型，一是生产条件如原料、包装材料、工艺流程、设备、控制仪表、生产环境、辅助系统等发生变化对产品质量可能产生影响所进行的再验证；另一是在方案时间间隔内所进行的定期再验证。,34,第三十四页，共三十九页。,制剂机械设备的开展动态,现有制药机械生产企业500多家，能生产八大类3000个品种规格的制药机械产品，在企业数量、产品品种、产量等方面均居世界首位，我国已成为世界制药机械生产大国，根本满足医药企
15、业的装备需要，其中具有20世纪90年代水平的产品占主导地位，有些产品还到达国际先进水平，有的产品还取得了国际认证证书，我国的制药机械已批量出口到美国、英国、俄罗斯等30多个国家和地区。,35,第三十五页，共三十九页。,国外制剂设备开展的特点是向密闭生产、高效、多功能、提高连续化、自动化水平开展。科技部、国家经贸委、国家中医药管理局联合发布的?医药科学技术政策?指出，我国制药装备的开展方向是，研制开发高效率、高收率、高自动化、多功能、连续密闭、符合GMP要求的各种制药装备。,36,第三十六页，共三十九页。,制剂车间工艺设计简介,药厂的根本建设工程和技术改造工程都涉及到车间设计问题。车间设计是一项
16、综合性很强的工作，是由工艺设计和非工艺设计所组成。设计工作应委托经过资格认证并获有由主管部门颁发的设计证书从事医药专业设计的设计单位进行。设计质量关系到工程投资、建设速度和使用效果，是一项政策性很强的工作。无论是根本建设工程，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。,37,第三十七页，共三十九页。,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。设计阶段与其他各阶段有着密切的关系。所以，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。作为建设单位的医药企业工程技术人员在整个工程建设程序中，特别是各阶段转换的衔接和后期工作中，应起积极的协调与组织作用。,38,第三十八页，共三十九页。,内容总结,制药工程原理与设备。总混压片包衣内包外包。单元操作和单元作业。(2)同类单元操作其根本原理相同，操作设备往往可以通用。我国法定单位制为国际单位制即SI制。热量衡算为例说明能量衡算过程。度基准有关，故应说明基准温度。为基温，并规定0时液态的焓为零。试生产可分为模拟试生产和产品试生产两个步骤。38,第三十九页，共三十
