《药厂工程设计》PPT课件.ppt
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1、第二章 药厂设计 名词解释:等高线;风向频率;主导风向;风玫瑰图;建筑系数;厂区利用系数;土方工程量;绿地率;生产车间;辅助车间;公用系统;地理测量坐标系;建筑施工坐标系;空气洁净度;洁净厂房 一、厂址的选择与总图布置 (一)厂址的选择 厂址选择是基本建设的一个重要环节,选择的好坏对工厂的进度、投资数量、产品质量、经济效益以及环境保护等方面具有重大影响。厂址选择工作在阶段上属于可行性研究的一个组成部分。有条件的情况下,在编制项目建议书阶段就可以开始选厂工作,选厂报告也可先于可行性研究报告提出。GMP规范中对厂房选址有明确规定。目前,我国制剂药厂的选厂工作大多采取由建设业主提出,主管部门及政府审
2、批,设计部门参加的组织形式。选厂工作组一般由工艺、土建、供排水、供电、总图运输和技术经济等专业人员组成。具体选择厂址时,应考虑以下各项因素。1、环境 GMP要求:药品生产企业必须有整洁的生产环境。生产环境包括内环境和外环境,外环境对内环境有一定影响。由于药品生产内环境应根据产品质量要求而有净化级别的要求,因此对药品生产内外环境中大气含尘浓度、微生物量应有了解,并从厂址选择、厂房设施和建筑布局等方面进行有效控制,以防止污染药品。从总体上来说,制剂药厂最好选在大气条件良好、空气污染少,无水土污染的地区,尽量避开热闹市区、化工区、风沙区、铁路和公路等污染较多的地区,以使药品生产企业所处环境的空气、场
3、地、水质等符合生产要求。2、供水 制剂工业用水分非工艺用水和工艺用水两大类。非工艺用水(自来水或水质较好的井水)主要用于产生蒸汽、冷却、洗涤(如洗浴、冲洗厕所、洗工衣、消防等);工艺用水分为饮用水(自来水)、纯水(即去离子水、蒸馏水)和注射用水。水在药品生产中是保证药品质量的关键因素。因此,药物制剂厂厂址应靠近水量充沛和水质良好的水源。3、能源 制药厂生产需要大量的动力和蒸汽。动力的来源有二:一是由电力提供;二是与蒸汽一样由燃料产生。因此,在选择厂址时,应考虑建在电力供应充足和邻近燃料供应的地点,有利于满足生产负荷、降低产品生产成本和提高经济效益。4、交通运输 药物制剂工厂应建在交通运输发达的
4、城市郊区,厂区周围有已建成或即将建成的市政道路设施,能提供快捷方便的公路、铁路或水路等运输条件,消防车进入厂区的道路不少于两条。5、自然条件(气象、水文、地质、地形)主要考虑拟建项目所在地的气候特征(如四季气候特点、日照情况、气温、降水量、汛期、风向、雷暴雨、灾害天气等)是否有利减少基建投资和日常操作费用;地质地貌应无地震断层和基本烈度为9度以上的地震;土壤的土质及植被好,无泥石流、滑坡等隐患;地势利于防洪、防涝或厂址周围有集蓄、调节供水和防洪等设施。当厂址靠近江河、湖泊或水库地段时,厂区场地的最低设计标高应高于计算最高洪水位05m。总之,综合拟建项目所在地的自然条件,可以为整套设计必须考虑的
5、全局性问题提供决策依据。1总图布置设计依据 总图布置设计的依据主要有:(1)政府部门下发、批复的与建设项目有关的一系列管理文件;(2)建设地点建筑工程设计基础资料(厂区地貌、工程地质、水文地质、气象条件及给排水、供电等有关资料);(3)建设地点厂区用红线图及规划、建筑设计要求;(4)建设项目所在地区控制性详细规划。2总图布置设计范围 按照项目的生产品种、规模在用地红线内进行厂区总平面布置设计、竖向布置、交通运输设计和和绿化不知设计。(1)总平面布置 根据建设用地外部环境,工程内容的构成以及生产工艺要求,确定全场建筑物、构筑物、运输网和地上地下工程技术管网(上下水管道、热力管道、煤气管道、动力管
6、道、物料管道、空压管道、冷冻管道、消防栓高压供水管道、通讯与照明电缆电线等)的坐标。(2)总图竖向布置 根据厂区地形特点、总平面布置以及厂外道路的高程,确定(1)目标物的标高并计算项目的土石方工程量。竖向布置和平面布置是不可分割的两部分内容。竖向布置的目的是在满足生产工艺流程对高程的要求的前提下,利用和改造自然地形,使项目建设的土(石)方工程量为最小,并保证运输、防洪安全(例如使厂区内雨水能顺利排除)。竖向布置有平坡式和台阶式两种。(3)交通运输布置 根据人流与货流分流的原则,设置人流出入口、物流出入口和对外、对内采用的运输途径、设备和方法,并进行运输量统计。(4)绿化布置确定厂区的绿化面积和
7、绿化方式及投资。3总图布置的要求 药物制剂厂要满足生产、安全、发展规划三个方面的要求。(1)生产要求 1)有合理的功能分区和避免污染的总体布局一般药厂包含下列组成:主要生产车间(制剂生产车间、原料药生产车间等);辅助生产车间(机修、仪表等);仓库(原料、辅料、包装材料、成品库等);动力(锅炉房、压缩空气站、变电所、配电房等);公用工程(水塔、冷却塔、泵房、消防设施等);环保设施(污水处理、绿化等);全厂性管理设施和生活设施(厂部办公楼、中心化验室、药物研究所、计量站、动物房、食堂、医院等);运输、道路设施(车库、道路等)。总图设计时,应按照上述各组成的管理系统和生产功能划分为行政区、生活区、生
8、产区和辅助区进行布置。要求从整体上把握这四区的功能分区布置合理,四个区域既不相互影响,人流、物流分开,又要保证相互便于联系、服务以及生产管理。具体应考虑以下原则和要求。一般在厂区中心布置主要生产区,而将辅助车间布置在它的附近。生产性质相类似或工艺流程相联系车间要靠近或集中布置。生产厂房应考虑工艺特点和生产时的交叉感染。例如,兼有原料药物和制剂生产的药厂,原料药生产区布置在制剂生产区的下风侧;青霉素类生产厂房的设置应考虑防止与其他产品的交叉污染。办公、质检、食堂、仓库等行政、生活辅助区布置在厂前区,并处于全年主导风向的上风侧或全年最小频率风向的下风侧。所谓风向频率是在一定时间内,各种风向出现的次
9、数占所有观察次数的百分比,用下式表示 风向频率=该风出现次数/风向的出现次数100 车库、仓库、堆场等布置在邻近生产区的货运出入口及主干道附近,应避免人、物流交叉,并使厂区内外运输短捷顺直。锅炉房、冷冻站、机修、水站、配电等严重空气噪声及电污染源布置在厂区主导风向的下风侧。动物房的设置应符合国家药品监督管理局实验动物管理办法等有关规定,布置在僻静处,并有专用的排污和空调设施。危险品库应设于厂区安全位置,并有防冻、降温、消防等措施,麻醉产品、剧毒药品应设专用仓库,并有防盗措施。考虑工厂建筑群体的空间处理及绿化环境布置,符合当地城镇规划要求。考虑企业发展需要,留有余地(即发展预留生产区),使近期建
10、设与远期的发展相结合,以近期为主。工厂布置设计的合理性很重要,在一定程度上给生产及生产管理、产品质量、质量检验工作带来方便和保证。目前国内不少中小制剂药厂都采用大块式组合式布置,这种布局方式能满足生产并缩短生产工序的路线,方便管理和提高工效,节约用地并能将零星的间隙地合并成较大面积的绿化区。2)有适当的建筑物及构筑物布置 药厂的建设物及构筑物系指其车间、辅助生产设施及行政、生活用房等。进行建筑物及构筑物布置时,应考虑以下几个方面。提高建筑系数、土地利用系数及容积率,节约建设用地。为满足卫生及防火要求,药物制剂厂的建筑系数及土地利用系数都较低。设计中,以保证药品生产工艺技术及质量为前提,合理地提
11、高建筑系数、土地利用系数和容积率,对节约建设用地、减少项目投资有很大意义。厂房集中布置或车间合并是提高建筑系数及土地利用系数的有效措施之一。例如,生产性质相近的水针剂车间及大输液车间,对洁净、卫生、防火要求相近,可合并在一座楼房内分层(区)生产;片剂、胶囊剂、散剂等固体制剂加工有相近的过程,可按中药、西药类别合并在一层楼层(区)生产。总之,只要符合GMP规范要求和技术经济合理,尽可能将建筑物、构筑物加以合并。设置多层建筑厂房是提高容积率的主要途径。一般可以根据药品生产性质和使用功能,将生产车间组成综合制剂厂房,并按产品特性进行合理分区。例如,在建一个中、西药(其中有头孢类抗生素)制剂厂房,当产
12、品剂型有口服液、外洗剂、固体制剂和粉针剂时,可以按二层建筑进行厂房设计。将中、西药口服液、外洗剂及其配套的制瓶车间布置在综合制剂生产厂房一层;中、西药和头孢类药物固体制剂以及粉针车间布置在生产厂房二层。采用这种方式布局,一方面使制瓶机、制盖机等较为重大的设备布置在底层,利于降低土建造价,另一方面可以将使用有机溶剂的工艺设备和产生粉尘的房间布置在二层,有利于防火防爆处理和减轻粉尘交叉污染,同时也有利于固体制剂车间和粉针车间对相对湿度进行控制。与建成单层单体建筑厂房相比,二层建筑布置大大提高了土地利用系数和建筑容积率。因此,在占地面积已经规定的条件下,需要根据生产规模考虑厂房的层数。现代化制剂厂以
13、单层厂房较为理想,例如国外各制剂厂房的设计套中分采用单层大跨度、无窗厂房。确定药厂各部分建筑的分配比例。下面是GMP对厂房设计的常规要求。厂房占厂区总面积:15;生产车间占建筑总面积:30;库房占总建筑面积:30;管理及服务部门占总建筑面积:15;其他占总建筑面积:10。3)有协调的人流、物流途径。掌握人、货(物)分流原则,在厂区设置人流入口和物流人口。人流与货流的方向最好进行相反布置,并将货运出入口与工厂主要出入口分开,以消除彼此的交叉。货运量较大的仓库,堆场应布置在靠近货运大门。车间货物出入口与门厅分开,以免与人流交叉。在防止污染的前提下,应使人流和物流的交通路线尽可能径直、短捷、通畅,避
14、免交叉和重叠。生产负荷中心靠近水、电、汽、冷供应源;有流顺和短捷的生产作业线,使各种物料的输送距离小,减少介质输送距离和耗损;原材料、半成品存放区与生产区的距离要尽量缩短,以减少途中污染。4)有周密的工程管线综合布置 药厂涉及的工程管线,主要有生产和生活用的上下水管道、热力管道、压缩空气管道、冷冻管道及生产用的动力管道、物料管道等,另外还有通讯、广播、照明、动力等各种电线电缆。进行总图布置时要综合考虑。一般要求管线之间、管线与建筑物、构筑物之间尽量相互协调,方便施工,安全生产,便于检修。药厂管线的铺设,有技术夹层、技术夹道或技术竖井布置法,地下埋人法,地下综合管沟法和架空法等几种方式。5)有较
15、好的绿化布置 按照生产区、行政区、生活区和辅助区的功能要求,规划一定面积的绿化带,在各建(构)筑物四周空地及预留场地布置绿化,使绿化面积最好达50以上。绿化以种植草坪为主,辅以常绿灌木和乔木,这样可以减少露土面积,利于保护生态环境,净化空气。厂区道路两旁植上常青的行道树,不能绿化的道路应铺成不起尘的水泥地面,杜绝尘土飞扬。(2)安全要求 药厂生产使用的有机溶剂,液化石油气等易燃易爆危险品,厂区布置应充分考虑安全布局,严格遵守防火等安全规范和标准的有关规定,重点是防止火灾和爆炸事故的发生。根据生产使用物质的火灾危险性、建筑物的耐火等级、建筑面积、建筑层数等因素确定建筑物的防火间距。油罐区、危险品
16、库应布置在厂区的安全地带,生产车间污染及使用液化气、氮、氧气和回收有机溶剂(如乙醇蒸馏)时,则将它们布置在邻近生产区域的单层防火、防爆厂房内。(3)发展规划要求 药物制剂厂的厂区布置要能较好地适应工厂的近、远期规划,留有一定的发展余地。在设计上既要适当考虑工厂的发展远景和标准提高的可能,又要注意今后扩建时不致影响生产以及扩大生产规模的灵活性。综上所述,药厂总图布置设计一是遵照项目规划要求,充分考虑厂址周边环境,做到功能分区明确,人、物分流,合理用地,尽量增大绿化面积;二是满足工艺生产要求,做到分区明确,人物分流,交通便捷。平面布置符合建筑设计防火规范和GMP的要求。建筑立面设计简洁、明快、大方
17、,充分体现医药行业卫生、洁净的特点和现代化制剂厂房的建筑风格。工厂总图布置由于需要条件多,不可能全部满足。因此,需要有丰富的科学知识,足够的工程经验和较高的政策水平,才能编制出合理的工厂总布置图。图73是一个综合制药企业的总平面布置图,分析这个总平面图,对于体会总平面设计中应考虑的问题是有益的。4总图布置设计成果 (1)设计图纸鸟汉图(根据项目要求可缺项),区域布置图;总平面图;竖向布置图;管道综合布置图;道路、排水沟、挡土墙等标准横断面图,土石方作业图(内部作业)等。(2)设计表格 总平面布置的主要技术经济指标和工程量表;设备表;材料表。等高线:地面上相同高度的各点连接而成的曲线。主导风向:
18、指风吹向厂址最多的方向风向频率:在一定的时间内,某风向出现的次数占总观察次数的比。风玫瑰图:将各个方向的风向频率按比例和方位标绘在直角坐标系中,并用直线将各相邻方向的端点连接起来,构成一个形似玫瑰花的闭合折线。此图为建筑系数厂区利用系数土方工程量绿地率生产车间辅助车间公用系统地理测量坐标系:建筑施工坐标系:空气洁净度:洁净厂房:第一节 概 述 1、制剂工程设计概念 是制药工程设计的一个重要方面,通常是指经过资格认证并获有主管部门颁发设计证书从事医药专业设计的设计单位或技术人员,根据建设业主或单位的需求,为提高质量,高效益地建设药物制剂生产厂或生产车间所进行的一系列工程技术活动。2、制剂工程设计
19、的意义 制剂工程设计质量关系到项目投资、建设速度和经济效益,是一项政策性极强的工作。同时,制剂工程设计是以医药工程技术人员的技术素质、道德素质、责任素质为基础,从事药物制剂生产项目建设技术活动计划的系统工程。一、制剂工程设计的基本要求和工作程序 (一)制剂工程设计的基本要求 药物制剂工程设计是对药物制剂的生产厂或生产车间根据各类制剂的特点进行合理的工程设计。尽管各类制剂工程设计的细则不尽相同,但均遵循下列基本要求。1、基本要求 严格执行国家有关规范和规定以及国家药品监督管理局药品生产质量管理规范(GMP,1998年修订)的各项规范和要求,使制剂生产在环境、厂房与设施、设备、工艺布局等方面符合G
20、MP要求。2、环保、消防、安全、卫生、节能等要求 环境保护、消防、职业安全卫生、节能设计与制剂工程设计同步,严格执行国家及地方有关的法规、法令。3、工程设计的要求 对工程实行统一规划的原则,为合理使用工程用地,并结合医药生产的特点,尽可能采用联片生产厂房一次设计,一期或分期建设。4、设备要求 设备选型宜选用先进、成熟、自动化程度较高的设备。5、配套和辅助设施的要求 公用工程的配套和辅助设施的配备均以满足项目工程生产需要为原则,并考虑与预留设施或发展规划的衔接。6、为方便生产车间进行成本核算和生产管理,一般各车间的水、电、汽、冷量单独计算。仓库、公用工程设施、备料以及人员生活用室(更衣室)统一设
21、置,按集中管理模式考虑。(二)制剂工程设计的工作程序 制剂工程项目的设计包括三个阶段:设计前期工作阶段、设计工作阶段、设计后服务阶段。审查及批准初步可行性研究设计前期工作阶段详细可行性研究工程评估设计项目合同签约最终决策设计任务书项目建议书审查及批准设计前期各项准备工作项目建议书设计任务书初步设计初步设计中审扩大初步设计施工图设计设计工作阶段指导施工、试运转工程验收设计后期服务施工图设计 1设计前期工作阶段 设计前期工作阶段又称为投资前时期。(1)任务 该阶段主要是根据国民经济和医药工业发展的需要,提出欲建制剂工程项目设置地区、生产药物制剂类别与年产量、项目投资及分配、生产工艺技术方案、原辅料
22、来源、制剂机械设备和其他材料的供应,实施项目必须的非工艺条件、其他辅助设施配套等,做好技术和经济分析工作,以选择最佳方案,确保项目建设顺利进行和取得最佳经济效益。(2)内容 设计前期工作作品主要包括项目建议书(或申请书)及主管部门批复文件、可行性研究报告和设计任务书。2设计工作阶段 设计工作阶段是通过技术手段把可行性研究报告和设计任务书的构思和设想变为现实。一般按工程的重要性、技术的复杂性,将设计工作阶段分为三段设计、两段设计或一段设计项目建议书设计前期各项准备工作审查及批准初步可行性研究设计前期工作阶段详细可行性研究工程评估设计项目合同签约最终决策设计任务书初步设计初步设计中审扩大初步设计施
23、工图设计指导施工、试运转工程验收设计工作阶段设计后期服务表7-1设计工作分段、内容及对象 设计分段内 容设计对象三段设计初步设计一扩初设计一施工图设计重大工程、技术上比较新颖和复杂工程 二段设计初步设计一施工图设计技术成熟的中、小型工程项目一段设计施工图设计技术简单、规模较小的工厂或个别车间,经主管部门同意 (1)初步设计 初步设计的开展必须有已批准的可行性研究报告和必要的基础资料及技术资料。设计单位在接受建设单位直接委托项目或参予投标中标项目后,对建设单位提出的可行性研究报告有重大不合理的问题应与建设单位共同商议,提出解决办法,并报上级批准后,编制设计任务书,进行初步设计。初步设计的任务。初
24、步设计是根据设计任务书,对设计对象进行全面的研究,寻求技术上可能、经济上合理、最符合要求的设计方案。从而确定总体工程设计、车间装备设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题。如总工艺流程、产品生产方法、全厂组成、总图布置、水、电、汽、冷的供应方式和用量,关键机械设备及仪表选型、全厂储运方案,车间或单体工程工艺流程和各专业设计方案等,编制出初步设计说明书等文件与工程工程项目总概算。初步设计和总概算完成后须组织专家进行可靠性论证即设计中审,再报送上级主机主管部门审查批准。它为确定建设项目投资额、编制国家资产投资计划、组织主要设备豆货、进行施工图设计及施工准备等提供科学决策依据。初步设计文件的深度。
25、初步设计的深度应满足下列要求:主管部门及建设业主审批的立项内容;土地征用范围;设计方案的比较选择和确定;基建投资的控制;主要机界设备的定货;施工图设计编制;施工准备。初步设计文件及内容。初步设计文件主要有初步设计说明书、初步设计图纸、设计表格、计算书和设计技术条件等。其内容主要包括:项目概况;设计依据;设计指导思想和设计原则;产品方案及设计规模;生产方法工艺流程;工艺区域布置;物料衡算;热量衡算;工艺机械设备选择与说明;工艺主要原材料及公用系统消耗;工艺过程控制;车间(设备)布置;制剂机械设备;土建;采暖通风与空调公用工程(给排水、电气、供热和外管道等);原、辅料及成品储运;车间维修;环境保护
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