1、年产500吨头孢氨苄的车间工艺设计UDC 学 位 论 文年产500吨头孢氨苄的车间工艺设计作者姓名：*指导教师：* 教授申请学位级别：本科学科类别：*学学科专业名称：年产500吨头孢氨苄的车间工艺设计论文提交日期：2020年*月*日论文答辩日期：2020年*月*日学位授予日期： 答辩委员会主席： 评阅人： * 大 学2020年*月A Thesis for the Degree of Master in Control Theory and Control EngineeringProcess design of workshopwith an annual output of 500 tons
2、of cephalexin catalystby *Supervisor： Professor *University* 2020独创声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地点外，不包含其他人差不多发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。 学位论文作者签名： 签 字 日 期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解*大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，承诺论文被查
3、阅和借阅。本人同意*大学能够将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。（如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意）学位论文作者签名： 导 师 签 名： 签 字 日 期： 签 字 日 期：年产500吨头孢氨苄的车间工艺设计（重排扩环工段）摘 要头孢拉定 (Cephradine, Velosef) 别名：先锋霉素、头孢菌素等。本品为第一代半合成头孢菌素，抗菌作用与头孢氨苄相似。头孢拉定是第一代头孢菌素类抗生素，该药是美国squibb公司第一研制成功并生产的一个即可口服又可注射的头孢菌素。本品自问世以来，由于其优良的抗菌活性和药动学特点而被广泛应用于人医临床，适用于敏锐菌
4、引起的感染及预防多种术后感染。2002年农业部批准将头孢拉定用于兽医临床，初步显示其在兽因临床上应用价值专门大。本设计基于原料药车间的设计对头孢拉定生产做了个详细的研究，并对头孢拉定原料药车间做了初步的设计。本设计以西宁市为厂址，依照实地情形和自然因素，经济因素规划了药厂的布局与面积。使得药厂具有自然、交通、人为的便利。依照西宁市的自然状况对药厂内部布局做了规划，整个药厂具有生活区，生产区，行政区，配套设施区。车间的布局符合生产最优化的原则，并严格按照CMP的要求进行设计，使得其能顺利进行头孢拉定原料药的生产。关键词：头孢拉定，初步工艺设计，原料药 Preliminary Design of
5、Production Plant Process of 300 Tons of CefradineABSTRACTCephradinewhichhasaliassuchasVanguardADMVI,cephalosporins,andsoon.Thisproductisthefirstgenerationofsemi-syntheticcephalosporin.Theresultshowsthattheeffectofantibacterialissimilarwithcephalexins.Cephradineisthefirstgenerationcephalosporinantibi
6、otic,thedrugissuccessfullydevelopedfirstbythecompanyofSquibblocatesinUSwhichproducedthecephalosporinsthatcannotonlybetakenorallybutalsobeinjected.Sinceitwasdeveloped,thisproductiswidelyusedinhumanmedicineclinicalbecauseoftheirexcellentantibacterialactivityandpharmacokineticcharacteristicswhichapplic
7、abletogoodscausedbyinfectionandpreventionofavarietyofpostoperativeinfection.In2002,CephradinewasapprovedtobeusedintheveterinaryclinicbyMinistryofAgriculture,andtheinitialvaluedisplayintheanimalduetotheclinicalapplicationisverylarge. This design is a detailed study based on the bulk drugs workshop de
8、signed to cephalosporins that pull scheduled production,and it is also a preliminary design about cephalosporin Rivet bulk drugs workshop.According to the situation on the ground and natural factors, economic factors, this design makes Xining City for the site and plans the layout and size of the ph
9、armaceutical companies so that it will equipped with the pharmaceutical nature, transportation and human convenience. According to the natural situation in Xining City, the pharmaceutical internal layout plan that it should have entire pharmaceutical living area, production area, administrative and
10、ancillary facilities area. The layout of the workshop is in line with the principle of production optimization, and in strict accordance with the requirements of the CMP design. Smooth Cephradine production of bulk drugs.KEY WORDS: Cefradine，the preliminary process design，bulk drugs目 录摘 要IABSTRACTII
11、1 简介11.1头孢拉定简介11.2头孢拉定市场分析11.3头孢拉定的进展前景21.4原料药的简述31.5 头孢拉定原料药车间初步设计41.5.1 设计的指导思想41.5.2 设计依据41.5.3 设计内容和重点41.5.4 设计规模51.5.5 设计的目的和意义52 生产工艺设计62.1 生产安排62.2 生产工艺流程62.3生产工艺流程图72.4 物料衡算72.4.1 物料衡算依据72.4.2总的物料衡算82.4.3 7ADCA硅脂化的物料衡算82.4.4 混合酸酐制备的物料衡算82.4.5 缩合反应的物料衡算82.4.6 水解反应的物料衡算92.4.7萃取的物料衡算102.4.8 过滤脱
12、色的物料衡算112.4.9 结晶反应的物料衡算122.5 能量衡算122.5.1能量衡算的目的132.5.2热量平稳方程式132.5.3缩合产物的能量衡算132.5.4头孢拉定的能量衡算143 设备选型153.1 设备选型步骤与原则153.2 选择设备163.3 设备型号163.3.1 蒸汽加热不锈钢反应釜163.3.2 不锈钢缩合釜173.3.3 不锈钢水解釜173.3.4 不锈钢结晶罐173.3.5列管式冷凝器183.3.6泵193.3.7 TA碟心离心机193.3.8 活性碳过滤釜194 设备工艺流程图214.1生产工艺简述214.2绘图说明215 原料药车间平面布置图225.1 车间平
13、面布置的相关规定225.2 车间平面布置应该考虑的因素235.3车间布置设计应符合规定235.4 车间布置说明255.4.1 车间平面布置说明255.4.2 车间立面布置说明265.5车间布置265.6 设备布置265.7管道布置276 全厂总平面设计286.1 全厂平面设计任务286.2 设计依据和原则286.3 选择厂址时考虑的因素306.4 厂区概况306.5 厂址有关资料316.5.1 气象资料316.5.2 地质资料316.5.3 经济条件316.6 设计内容316.6.1 设计思路316.6.2 工厂构成326.6.3 建筑设施面积确定326.7 工厂的技术指标336.7.1 建筑
14、系数336.7.2 厂区利用系数336.7.3 绿地率346.8 交通运输347 非工艺设计357.1 土建357.1.1 设计依据357.1.2 车间建筑构造357.2 防火防爆与安全卫生357.2.1 防火防爆357.2.2 防雷与防静电367.2.3 采光与照明367.2.4 通风367.2.5 消防367.2.6 安全卫生367.3 电气377.4 绿化377.5 给排水设计377.5.1 供水系统377.5.2 制水377.5.3 排水系统387.6 环境卫生387.7 设备安装387.7.1 设备的吊装和运输387.7.2 设备的安装397.7.3 设备及钢结构油漆及其他要求397
15、.8 三废处理398 技术经济与工程预算408.1 技术经济的指标体系408.2 费用类别408.3 成本409 设计总结42致 谢43参考文献441 简介1.1 头孢拉定简介头孢拉定 (Cephradine, Velosef) 别名：先锋霉素、头孢菌素等。本品为第一代半合成头孢菌素，抗菌作用与头孢氨苄相似。本品耐酸能够口服，吸取好，血药浓度较高，特点是耐内酰胺酶，对耐药性金葡菌及其它多种对广谱抗生素耐药的杆菌等有迅速而可靠的杀菌作用，要紧以原形经尿排泄，尿中浓度较高。临床要紧用于呼吸道、泌尿道、皮肤和软组织等的感染，如支气管炎、肺炎、肾盂肾炎，膀胱炎，耳鼻咽喉感染、肠炎及痢疾等。头孢拉定是第
16、一代头孢菌素类抗生素，该药是美国squibb公司第一研制成功并生产的一个即可口服又可注射的头孢菌素。本品自问世以来，由于其优良的抗菌活性和药动学特点而被广泛应用于人医临床，适用于敏锐菌引起的感染及预防多种术后感染。2002年农业部批准将头孢拉定用于兽医临床，初步显示其在兽因临床上应用价值专门大。头孢拉定抗菌谱比较广，对本品敏锐的致病菌包括化脓性链球菌、肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌(包括产酶金黄色葡萄球菌，不包括甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌)、脑膜炎奈瑟氏球菌、淋球菌。流感嗜血杆菌对本品低度至中度敏锐，多种临床常见的引起轻度与中度感染的肠道阴性杆菌如大肠埃希氏菌、克雷伯杆菌、奇特变形杆菌等对本品中度
17、敏锐。对本品不敏锐或耐药的细菌有铜绿假单胞菌、吲哚阳性变形杆菌、沙雷菌属、枸橼酸杆菌、肠杆菌与肠球菌。厌氧菌如脆弱拟杆菌、支原体与衣原体对本品亦均耐药。5结构式： 1.2 头孢拉定市场分析该药的口服剂型在我国使用率较高，20世纪90年代已是这一品类中的佼佼者，该药由百时美施贵宝公司开发，1974年通过FDA批准后上市，商品名为泛捷复，在临床应用的30年中发挥了专门重要的作用，到1998年国外总产量约在475吨左右，泛捷复在全球畅销品种中排名372位，销售额8000多万美元，头孢拉定1998年在我国药品市场名列第三位。头孢拉定在1992年由山东新华制药厂、上海五洲制药厂开发成功，并生产出5吨原料
18、药，进展到今天，国内已有20家企业生产头孢拉定原料药，2002年国内要紧生产企业扩大产能后，总产量已达1182吨，其中华北制药集团、山东新华医药、哈药集团、广州医药集团占据总量的85，据2004年上半年统计说明，头孢拉定的总产量为758吨，第三季度为175吨，前三季度为产量同比减少了5 ，推算全年约在12001300吨左右。国内头孢拉定制剂生产厂家众多，生产批文已达数百个，2004年上半年头孢拉定粉针剂产量为5.10亿支，颗粒剂0.33亿包。我国实施抗生素限售令打算前后， 口服抗生素制剂已纷纷限产，2004年一季度胶囊剂仍为11.41亿粒，二季度下降了44，三季度又下降了30，三季度产量仅为4
19、.44亿粒，与此同时，头孢拉定的原料药产量增长速度也受到制约。近两年，在多方面因素阻碍下，头孢拉定的外贸出口进展转好，2004年3季度比上年同期上升了48，全年头孢拉定、头孢拉定精氨酸和头孢拉定钠3个品种出口13.95吨，外贸收入88.45万美元。从我国医院用药金额看，头孢拉定制剂在上世纪90年代初已进入百位之内，1992年已达1.5亿元左右。由于国产化进程的加快，价格连续下调的同时用量不断增加，2003年重点都市样本医院用药金额为0.69亿元，在我国批发领域领先前200位药品中名列20位，销售额为2.42亿元，全国零售市场总额约达40多亿元。 1.3 头孢拉定的进展前景头抱拉定是美国施贵宝公
20、司于1977 年开发的第一代头孢，投放市场后, 产品质量稳固，疗效好。我国医药工业开发头袍拉定始于80年代末90年代初,生产起步较晚。目前仅有2 家厂生产原料药, 即山东新华制药厂和上海五洲药厂,年生产能力为30吨。年国产头袍拉定原料药实现零的突破生产5.6吨。据我国卫生部从1989年起选择各地36家代表性医院购进药品金额的调查说明，头孢拉定胶囊1989年比1988年增长0.7%,1990年比1989年增长2.23%。1989 年名次排列为第62位,1989年上升为第62位,1990年名次排列猛升到第2位，出现大幅度上升。我国口服头孢原料药产量进展缓慢的缘故是生产技术未过关，发酵单位低, 成本
21、高,阻碍了生产进展现时期头孢拉定市场差不多本上仍被进口货源垄断。若要改变这种局面，有关医药生产厂应集中全力依靠科学技术进步改进工艺，提高收率, 第一要抓好7-ADCA 母核原抖生产。因为7-ADCA是生产口服头孢菌素的原料, 而生产7-ADCA的起始原料是青霉素, 后经对引进工艺的消化吸取, 以及使用微机对发酵进行优化操纵等措施, 使发酵单位提高到5000u/ml,但是国外发酵单位早已达到8000u/ml以上。我国7-ADCA在“ 八五”打算前没有一家生产, 目前国内7-ADCA的收率,水平仅为54%，而国外葛兰素公司等则超过85%； 头饱拉定相关于7-ADCA收率, 国内只有30% ,而国外
22、先进水平为50%以上。由此看来, 只有提高收率, 增加7-ADCA的生产数量, 将国产口服头孢原料药成倍进展上去，才能真正实现国产原料药的自给自足。今后两年的市场趋势是, 由于目前制剂生产点太多, 厂牌众多, 质量差异颇大, 耐药性连续显现, 临床疗效评判不及早年, 加上1994年公费和劳保制度的改革出台, 对消费量可能会有些阻碍, 然而阻碍可不能太大, 要紧足该品种价高利大, 较多的医院为了创收而开大处方 头袍拉定在小都市的增幅较大, 大都市增幅下降, 专门是大都市医院部分用量开始转向喹诺酮类杭菌药, 如氛基酸、环丙象味酸等。头孢拉定市场销售量仍将是稳步增长。1.4 原料药的简述原料药英文名
23、API(Active Pharmaceutical Ingredient) ,原料药在ICH Q7A中的完善定义：旨在用于药品制造中的任何一种物质或物质的混合物，而且在用于制药时，成为药品的一种活性成分。此种物质在疾病的诊断，治疗，症状缓解，处理或疾病的预防中有药理活性或其他直截了当作用，或者能阻碍机体的功能或结构。指用于生产各类制剂的原料药物，是制剂中的有效成份。由化学合成、植物提取或者生物技术所制备的各种用来作为药用的粉末、结晶、浸膏等，但病人无法直截了当服用的物质。药剂的有效成分。原料药只有加工成为药物制剂，才能成为可供临床应用的医药。 原料药依照它的来源分为化学合成药和天然化学药两大类
24、。 化学合成药又可分为无机合成药和有机合成药。无机合成药为无机化合物(极个别为元素)，如用于治疗胃及十二指肠溃疡的氢氧化铝、三硅酸镁等；有机合成药要紧是由差不多有机化工原料，经一系列有机化学反应而制得的药物（如阿司匹林、氯霉素、咖啡因等）。天然化学药按其来源，也可分为生物化学药与植物化学药两大类。抗生素一样系由微生物发酵制得，属于生物化学范畴。近年显现的多种半合成抗生素，则是生物合成和化学合成相结合的产品。原料药中，有机合成药的品种、产量及产值所占比例最大，是化学制药工业的要紧支柱。原料药质量好坏决定制剂质量的好坏，因此其质量标准要求专门严，世界各国关于其广泛应用的原料药都制订了严格的国家药典
25、标准和质量操纵方法。1.5 头孢拉定原料药车间初步设计由于原料药的市场需求量大，本设计选取头孢拉定原料药车间设计为题，对该产品生产车间进行设计具有专门大的有用性和必要性。本设计在制作过程中严格遵守GMP规范，通过降低成本，提高效率，从而提高经济效益。1.5.1 设计的指导思想本设计的指导思想如下：（1）本设计始终贯穿在确保产品质量的基础上将提高经济效益放在首位的思想；（2）在符合国家有关规定、满足生产卫生要求的前提下，力求采纳先进的技术和设备以提高生产效率；（3）在设计时，依照当地的自然条件及建厂的实际情形，力求使厂区车间布置灵活，以适应瞬息万变的市场需求。1.5.2 设计依据本设计的依据要紧
26、来源于药品生产质量治理规范（1998修订和200704版）、医药工业洁净厂房设计规范、药品生产质量治理规范（附录）、2005版和2010版中国药典中的有关规定。其他则参考各类相关文献、书籍。1.5.3 设计内容和重点该设计的内容要紧是依照2010版中国药典中对头孢拉定原料药的制法规定，本课题选择合适的制剂工艺，设计操作合理、技术先进、节能高效、符合GMP规范的原料药制备车间。生产车间的设计又包括工艺设计和非工艺设计。其中工艺设计部分要求达到施工图设计时期的要求，而非工艺设计部分和公用系统设计要求达到扩大初步设计的要求。还需要依照生产任务对设备的处理能力进行运算，从而选择设备型号，编排车间工作人
27、员的班次等。具体如下：(1) 文字部分：依照设计任务书的要求进行流程设计、物料衡算、能量衡算、设备选型及车间布置的设计，并撰写设计说明书。(2) 图纸部分：（a）厂区总平面布置图 （b）主体车间的平面布置图 （c）主体车间的立面布置图 （d）工艺流程图（e）单体设备装配图1.5.4 设计规模本次项目建设结合当地资源以及企业的资金能力，本厂打算在一年里完成年产300吨头孢拉定原料药车间的生产项目建设。 1.5.5 设计的目的和意义本课题依照其原料药的制备工艺以及其物理化学性质，选择合适的辅料，设备及成型工艺，设计操作上合理，技术上先进，经济效益高，符合GMP认证的制剂车间。关于药物专业的毕业设计
28、来说具有一定的意义，有利于学生的工程设计能力的培养与训练。原料药车间设计是实现此类目标和要求的要紧手段之一，设计过程中将制剂生产及其质量治理的相关知识有机串联起来，进一步领会GMP的相关制度，GMP使世界各国对药品生产全过程监督治理普遍采纳的技术规定，药品GMP是人类社会进展过程中为适应保证药品生产质量治理的需要而产生的，市药品生产质量治理的差不多准则。因此各药品生产厂家在生产药品与车间设计即对机构与人员，硬件，软件三个方面的处理都应严格遵守GMP的要求进行。进行毕业设计，是对我在大学的最后时期运用四年所学知识解决制药工程车间设计实际问题的检验，使我把握固体制剂GMP 车间设计的程序、原则和方
29、法。通过对在此次毕业设计环节的实践锤炼，我相信能够提高我运用所学化学、药学、工学等基础理论和知识，解决工厂(车间)工艺设计实际问题的能力；提高工艺流程设计、三算(工艺、物料、能量)、设备选型和制图能力；把握查阅科技文献、确定研究内容、制定设计方案、借助运算机进行车间设计、撰写设计说明书的方法和语言的表达技巧。此外，在本设计环节也培养了我积极摸索问题、分析问题、灵活解决问题的能力，为今后进入工作岗位奠定了坚实的基础。2 生产工艺设计2.1 生产安排全年生产天数：工作日=365法定假日停机保养日=3655213=300天日生产班数：一日一班全年生产班数：3003000班日有效工作时刻：24小时全年生产小时数：90087200小时2.2 生产工艺流程国外有较多合成头孢拉定的报道，一样以7-ADCA为原料，经与双氢苯甘氨酸缩合，得到头孢拉定。7-ADCA与侧链缩合前，其C4-位羧基和C7-位氨基必需先爱护，爱护方法，一样有两种，一是用有机碱(四甲基胍(TMG)等)与7-ADCA形成可溶盐；二是硅烷类试剂与7-ADCA反应，形成硅酯化的7-ADCA，硅试剂例如有双(三甲基)硅脲(BSU)、六甲基二硅胺(HMDS)、三甲基氯硅烷(TMCS)等，其中，BSU活性较强，价格较贵，TMCS活性最差，价格廉价。通过综合
