课设任务：年产500万支（5ml瓶）冻干灭活疫苗生产车间工艺设计姓名：**课设组员：陈思维，李绪奇，李艳，杨珍课题指导：姚日生张洪斌邓胜松胡雪芹日期：2010年6月17~7月15目录课程设计书 (4)0 前言 (5)1工艺概述 (6)工艺特性 (6)局及洁净区域划分说明 (8)2 工艺流程 (9)3物料衡算 (10)4 工艺设备 (14)工艺设备流程图 (14)工艺设备选型与布置 (15)制剂设备设计应实现机械化、自动化、程序化和智能化 (16)设备选型概述 (16)冻干疫苗生产线主要设备一览表 (25)5车间工艺平面布置说明 (26)总布局 (26)车间的布局 (27)关键区域的设计说明 (30)室内温湿度设计参数、空气净化 (31)辅助功能间的设置 (32)6 工艺用水系统布置说明 (37)工艺用水的设计原则 (37)材质的选择 (38)不锈钢管道的预处理 (38)工艺用水管道设计 (39)管道的连接方式 (41)输送方式 (41)用水点 (41)工艺用水管道尺寸的确定 (41)车间工艺用水管道简介 (41)7 车间劳动定员 (43)8 车间技术要求 (44)9 安全与维修 (44)10 资金运筹 (45)11 生产车间防火安全管规定 (46)12 劳动保护用品及卫生安全管理 (47)13 详细叙述一个生物制药工艺设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前 (47)概述 (47)国内外研究现状及前言 (48)西林瓶洗、烘、灌加塞联动机的结构组成及工作原理 (51)结论 (53)14 关于此次设计的一些心得体会 (54)15 参考文献 (55)16 附录（各图） (55)制药工程专业课程设计任务书（第四组）成员：陈思维，李绪奇，李艳，杨珍班级：制药工程07-1设计题目四：年产500万支（5ml瓶）冻干灭活疫苗生产车间工艺设计设计内容和要求：1、确定工艺流程及净化区域划分；2、每人详细叙述一个生物制药工艺设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前沿。
3、物料衡算、设备选型（按二班制，联动线生产）；其中冻干机的选型要求：依据装液高度进行冻干时间的计算，结合产量和冻干曲线计算冻干设备的大小并结合工程分析进行完成冷冻干燥设备的选型。
4、按GMP规范要求设计车间工艺平面图；5、车间工艺用水的管道布置图（不包括制水站，按照GMP规范要求，工艺用水由制水站出发650C循环送至用水点）；6、工艺用水的管道系统图；7、编写设计说明书。
设计成果：1、设计说明书一份，包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求；每位学生的设备详细综述。
2、工艺平面布置图一套（1：100）；3、车间工艺用水的管道布置图（1：100）；4、工艺用水的管道系统图（1：100）；5、工艺管道流程图。
0 前言制药工程课程设计是课程教学过程中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
它的目的是培养学生综合运用所学的知识，特别是本课程的有关知识解决制药工程车间设计实际问题的能力，使学生深刻领会洁净厂房GMP车间设计的基本程序、原则和方法。
掌握制药工艺流程设计、物料恒算、设备选型、车间工艺布置设计的基本方法和步骤。
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。
同时提高学生运用计算机绘图的能力。
本组的设计任务是“年产500万支（5ml瓶）冻干灭活疫苗生产车间工艺设计”，冻干粉针剂是将药物的灭菌水溶液无菌灌装后，进行冷冻干燥而制成的注射用粉末。
冻干粉针剂不仅在制剂工业生产上非常重要，而且在医学上也得到了广泛应用。
凡是在常温下不稳定的药物，如干扰素、白介素、生物疫苗等生物工程药品以及一些医用酶制剂（胰蛋白酶、辅酶A）和血浆等生物制剂，均需制成冻干制剂才能推向市场。
其制剂工艺特点：①对制剂的无菌要求非常高；②药物中的溶剂是在低温（-50℃~30℃）低压（6~10Pa）从固态不经过液态而直接升华为气态而除去的。
由于冻干粉针剂含水量低，干燥又在低温真空中进行，故不易被氧化，有利于药品的长期贮存，特别适用于性质不稳定，不耐热等药物的生产制备。
但是该生产工艺对无菌条件要求非常高，需要在硬件设施和生产管理等各个方面严格控制。
最大限度地减少各种污染可能，确保产品的无菌要求。
灭活冻干疫苗属于冻干粉针制剂，但作为生物制剂又有区别于一般冻干粉针制剂的地方，鉴于不同疫苗的特异性，我们选择甲肝疫苗为设计对象。
肝炎是一类严重威胁人体健康的传染性疾病。
我国已经发现甲肝、乙肝等多种类型的肝炎，每年用于肝炎的治疗费用高达上亿元。
我国同时也是甲型肝炎的高流行区，每年发生的急性病毒性肝炎中大约50％为甲型肝炎，其感染率和发病率始终居于各种病毒性肝炎之首。
从年龄层次上看，甲肝发病率最高的是青壮年，占半数以上，而且青壮年的接种疫苗比率很低，不到10％。
近年来，人类对甲肝的免疫学研究取得了很大进展，并发现注射疫苗是预防甲肝的最有效的途径，一次接种便可获得较长时间的免疫保护[1]。
首先我们确定了甲肝疫苗生产工艺流程，划分洁净区域；然后是生产设备，依据给定生产任务进行物料恒算，同时结合经济上合理的原则进行设备选型，着重点是冻干机的选型，根据灌液高度进行冻干时间的计算，结合产量和冻干曲线计算冻干设备的大小并结合工程分析进行完成冻干干燥设备的选型，接着是车间平面布置，按工艺流程设置功能间和辅助间，我们小组成员各司其职，明确分工并相互协助，顺利的完成了任务。
本次设计严格符合GMP规范要求，非最终灭菌无菌制剂的灌封、压塞和直接接触药品的包装材料最终清洗后的暴露环境应设置为100级或10000级背景下局部100级。
轧盖、直接接触药品的包装材料最后一次清洗的最低要求为100000级。
这里把灌封间设计为100级，洗瓶和洗胶塞间设计为100000级，精洗要求在万级，配制、轧盖及其他辅助房间设计为10000级。
把轧盖间放在10000级洁净区内，主要是基于以下考虑：①所用铝盖经过专用清洗、烘干、灭菌设备清洗灭菌后进入轧盖间，不会引入外来污染；②在净化通风设计中，保证轧盖间与洁净廊和灌封间之间维持相对负压，减少对洁净区的污染；③可以节省一套更衣系统，更利于合理利用车间有效面积。
同时在疫苗发酵过后，由于每一批用量少，经过发酵后的剩余产品必须经过保存备用，我们选择冷冻保存后再灭活使用的工艺，这样保存中转站设置起来比较方便也便于和后续工序衔接；而且在设计车间时要将活疫苗与灭活疫苗严格分开。
我们采用上下分割区域，将活疫苗区域设置在楼下，灭活疫苗区域设置在楼上，之间通过电梯严格控制洁净度传送。
这种设计，做了大胆的改进和尝试，区别与常见的平面区域划分，是我们设计的不同之处，同时把配电间和制水间设计在车间以外，一来便于维修管理，二来避免了噪音和电火花对车间的干扰。
1 工艺概述工艺特性《药品生产质量管理规范》（GMP）明确指出，药品的质量不是通过检查或检验出来的，药品作为特殊性质的产品，其质量、安全性和疗效是通过设计并在生产过程中赋予的。
要获得优质的药品，必须控制药品生产的全过程，以确保成平符合预定质量标准。
冻干药品的无菌特性，要求对产品可能导致的各种污染进行严格而且有效的控制。
冻干粉针剂是将药物的灭菌水溶液无菌灌装后，进行冷冻干燥而制成的注射用粉末。
产品的形态决定了生产工艺条件，工艺设备的选择和主要公用工程设施设计方式。
同样，冻干疫苗产品的包装类型，包括西林瓶或预填装注射器等，其中任一种产品的最后包装形式对厂房、设备、设施的设计都有不同的特殊要求一个优秀的药品生产工艺流程，总是围绕如何确保药品质量和较高的设计标准，同时又能够最大限度的节约制品成本。
通用的生产线实施流程如下图生产线实施流程设计的基本方法是，在设计中考虑原辅料、人员以及药品的无菌制造过程之间的有机联系。
在设计过程中，应对产品的品种、规模、药品的性质等加以完整考虑，不仅要考虑设备\设施的初始成本，还应该确定设备\ 设施的最经济寿命周期成本。
一个完整的冻干制药工程设计包括的内容很大，尤其是整个设计涉及到药品制造过程的各个支持系统，且专业性很强，如下图，主要介绍与工艺密切相关，直接影响产品质量的部分内容[2]：工艺布局及洁净区域划分说明1.2.1工艺布局厂房是药品生产的根本条件，在GMP认证检查中占据重要的位置。
WHO的GMP对厂房要求的原则是：厂房选址、设计、施工、改造和保养适合生产操作。
其布局及设计必须以降低差错的危险性和能有效地清洁和保养为目标，为的是避免交又污染。
避免对产品质量有任何不良影响。
《药品生产质量管理规范（1998年修订）》（以下简称GMP)第九条明确指出：“厂房应按生产工艺流程及所要求的空气洁净级别进行合理布局”。
这就要求厂房工艺布局按生产过程和操作程序，做到物顺其流，人行其畅。
既物料按生产流程顺序，以最短的路线传递，避免往返交叉。
工作人员上岗路线尽量短，不穿岗，避免迂回曲折。
最大限度地减少差错和交叉污染。
工艺布局不当不仅会导致操作不便，人流物流混乱，造成差错、污染，也不利于设备的安装、清洗、维护、检修，而巨影响净化空调的气流组织，增加能源消耗和建设成本。
1.2.2洁净级别的设置冻干粉针剂属于非最终灭菌的无菌制剂，GMP附录规定：非最终灭菌无菌制剂的灌封、压塞和直接接触药品的包装材料最终清洗后的暴露环境应设置为100级或10000级背景下局部100级。
轧盖、直接接触药品的包装材料最后一次清洗的最低要求为100000级。
这里把灌封间设计为100级，洗瓶和洗胶塞间设计为100000级，配制、轧盖及其他辅助房间设计为10000级。
把轧盖间放在10000级洁净区内，主要是基于以下考虑：①所用铝盖经过专用清洗、烘干、灭菌设备清洗灭菌后进入轧盖间，不会引入外来污染；②在净化通风设计中，保证轧盖间与洁净廊和灌封间之间维持相对负压，减少对洁净区的污染；③可以节省一套更衣系统，更利于合理利用车间有效面积2 工艺流程冻干灭活疫苗的主要生产工序包括：培养基配制分装及灭菌、接种培养、菌体收集、高压灭活、瓶胶塞清洗及灭菌、铝盖洗涤及灭菌、配液、分装并加半塞、冻干、轧盖、贴签、包装等工艺流程图如下[3]：3 物料衡算（1）设计课题年产500万支冻干灭活甲肝疫苗生产线（2）冻干周期的估算西林瓶容量为5ml，装液量为，西林瓶底部直径为18mm，装液高度L=2mm。
物料初始含水率w0为75%，初始密度ρ=1200Kg/m3，冻结后厚度L为2mm。
干燥腔内的冻结相的温度为-25℃，干燥室气体温度Tch =27℃，干燥层的热导率kd=，估算干燥至含水率we为4%所需时间t1。