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制药工程毕业设计

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2020年4月19日
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概 述
1.胶囊剂的简单介绍
胶囊剂（Capsules）系指将药物填装于空心硬质胶囊中或密封于弹性软质胶囊中而制成的固体制剂，构成上述空心硬质胶囊壳或弹性软质胶囊壳的材料是明胶、甘油、水以及其它的药用材料，但各成分的比例不尽相同，制备方法也不同。当前与片剂一样广泛地应用于临床。
胶囊剂具有如下一些特点：
①能掩盖药物不良嗅味或提高药物稳定性：因药物装在胶囊壳中与外界隔离，避开了水分、空气、光线的影响，对具不良嗅味或不稳定的药物有一定程度上的遮蔽、保护与稳定作用。
②药物的生物利用度较高：胶囊剂中的药物是以粉末或颗粒状态直接填装于囊壳中，不受压力等因素的影响，因此在胃肠道中迅速分散、溶出和吸收，其生物利用度将高于丸剂、片剂等剂型。
③可弥补其它固体剂型的不足：含油量高的药物或液态药物难以制成丸剂、片剂等，但可制成胶囊剂。
④可延缓药物的释放和定位释药：可将药物按需要制成缓释颗粒装入胶囊中，达到缓释延效作用。
胶囊剂可分为硬胶囊剂和软胶囊剂两类，1888年由法国的Mothe首次制备了软胶囊，1847年由英国的Murdock制备了硬胶囊。 
软胶囊是指把一定量的原料、原料提取物加上适宜的辅料密封于球形、椭圆形或其它形状的软质囊中制成的剂型。
硬胶囊（hard capsule)系指将一定量的药材提取物加药粉或辅料制成均匀的粉末或颗粒,充填于空心胶囊中制成,或将药材粉末直接分装于空心胶囊中制成。在现代中药制剂生产中,硬胶囊剂因工艺过程相对简单,又有服用方便、起效快并能有效地隔离药物的不良气味等优点,近年来得到了广泛的应用。
胶囊剂具有外表光控洁，无异味、易吞服、溶解速率快等优点，胶囊剂新的进展主要是缓释胶囊如布洛芬胶囊、结肠靶向给药胶囊，又分pH依赖型释药系统、时滞释药系统、菌群触发型释药系统。近年来已成为国内外制剂生产的重要剂型之一，其发展速度已明显高于其它口服制剂。一九八六年中国胶囊剂的生产能力为20亿粒。以后胶囊的生产厂和产量随之大增。胶囊剂可掩盖药物的不良气味及刺激性，便于临床使用，是一种较受欢迎的一种制剂。又由于已有多种长效胶囊制剂上市，在药物疗法方面能最大限度地达到治疗效果。在临床剂型选择方面．胶囊剂崩解迅速，药物释放、吸收稳定，生物利用度高。所填充的药物可制成不同性质的长效颗粒，再按一定比例配合，在药物制剂及药物动力学方面有很多优势，是一种很有发展前途的剂型。
2.阿莫西林
阿莫西林（Amoxicillin），又名安莫西林或安默西林，是一种最常见的青霉素类广谱ß-内酰胺类抗生素，为一种白色粉末，半衰期约为61.3分钟。在酸性条件下稳定，胃肠道吸收率达90。阿莫西林杀菌作用强，穿透细胞膜的能力也强。是当前应用较为广泛的口服青霉素之一，其制剂有胶囊、片剂、颗粒剂、分散片等等。青霉素过敏及青霉素皮肤试验阳性患者禁用。
3.阿莫西林胶囊
阿莫西林胶囊属青霉素类胶囊剂。适用于敏感菌（不产β内酰胺酶菌株）所致的下列感染，如溶血链球菌、肺炎链球菌、葡萄球菌或流感嗜血杆菌所致中耳炎、鼻窦炎、咽炎、扁桃体炎等上呼吸道感染。大肠埃希菌、奇异变形杆菌或粪肠球菌所致的泌尿生殖道感染。皮肤软组织感染。急性支气管炎、肺炎等下呼吸道感染。急性单纯性淋病。本品尚可用于治疗伤寒、伤寒带菌者及钩端螺旋体病；阿莫西林亦可与克拉霉素、兰索拉唑三联用药根除胃、十二指肠幽门螺杆菌，降低消化道溃疡复发率。
【通用名】：阿莫西林
【商品名】：阿莫西林胶囊剂
【阿莫西林胶囊剂】：0.25g×20粒
【拼音名称】：AMOXILING JIAONANG
【药品类别】：青霉素类
【结构式】：

【含量测定】：取装量差异项下的内容物，混合均匀，精密称取适量，加磷酸盐缓冲液（PH5.0）溶解并稀释成每1ml中约含0.6mg的溶液，滤过，取滤液，照阿莫西林项下的方法测定。
【成分】：该品主要成份为阿莫西林，其化学名为（2S，5R，6R)-3，3-二甲基-6-[(R)-(-)-2-氨基-2-（4-羟基苯基）乙酰氨基]-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3．2．O]庚烷-2-甲酸三水合物。
【性状】：该品为胶囊剂。
【药理毒理】：阿莫西林为青霉素类抗生素，对肺炎链球菌、溶血性链球菌等链球菌属、不产青霉素酶葡萄球菌、粪肠球菌等需氧革兰阳性球菌，大肠埃希菌、奇异变形杆菌、沙门菌属、流感嗜血杆菌、淋病奈瑟菌等需氧革兰阴性菌的不产β内酰胺酶菌株及幽门螺杆菌具有良好的抗菌活性。阿莫西林经过抑制细菌细胞壁合成而发挥杀菌作用，可使细菌迅速成为球状体而溶解、破裂。
【药代动力学】：口服该品后吸收迅速，约75%～90%可自胃肠道吸收，食物对药物吸收的影响不显著。口服0.25g和0.5g后血药峰浓度（Cmax）分别为3.5～5.0mg/L和5.5～7.5mg/L，达峰时间为1～2小时。该品在多数组织和体液中分布良好。肺炎或慢性支气管炎急性发作患者口服该品0.5g后2～3小时和6小时痰中的平均药物浓度分别为0.52mg/L和0.53mg/L，而同期血药浓度为11mg/L和3.5mg/L。慢性中耳炎儿童患者口服该品1g后1～2小时，中耳液中药物浓度为6.2mg/L。结核性脑膜炎患者口服该品1g后2小时脑脊液中的浓度为0.1～1.5mg/L，相当于同期血药浓度的0.9%～21.1%。该品可经过胎盘，在脐带血中浓度为母体血药浓度的1/4～1/3，在乳汁、汗液和泪液中也含微量。阿莫西林的蛋白结合率为17%～20%。该品血消除半衰退期（t1/2）为1～1.3小时，服药后约24%～33%的给药量在肝内代谢，6小时内45%～68%给药量以原型药自尿中排出，尚有部分药物经胆道排泄。严重肾功能不全患者血清半衰期可延长至7小时。血液透析可清除该品，腹膜透析则无清除该品的作用。
【适应症】：阿莫西林适用于敏感菌（不产β内酰胺酶菌株）所致的下列感染：1．溶血链球菌、肺炎链球菌、葡萄球菌或流感嗜血杆菌所致中耳炎、鼻窦炎、咽炎、扁桃体炎等上呼吸道感染。2．大肠埃希菌、奇异变形杆菌或粪肠球菌所致的泌尿生殖道感染。3．溶血链球菌、葡萄球菌或大肠埃希菌所致的皮肤软组织感染。4．溶血链球菌、肺炎链球菌、葡萄球菌或流感嗜血杆菌所致急性支气管炎、肺炎等下呼吸道感染。5．急性单纯性淋病。6．该品尚可用于治疗伤寒、伤寒带菌者及钩端螺旋体病；阿莫西林亦可与克拉霉素、兰索拉唑三联用药根除胃、十二指肠幽门螺杆菌，降低消化道溃疡复发率。
【功效主治】：用于敏感致病菌所致呼吸道感染、泌尿生殖系统感染、急性单纯性淋病、伤寒、伤寒带菌者及钩端螺旋体病，亦可与克拉霉素兰索拉唑三联用药根除胃十二指肠幽门螺杆菌，降低消化道溃疡复发率 。
【化学成分】：主要成分：该品主要成份为阿莫西林，其化学名为（2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-[(R)-(-)-2-氨基-2-（4-羟基苯基）乙酰氨基]-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸三水合物。分子式：C16H19N3O5S·3H2O，分子量：419.46。
【药理作用】：阿莫西林为青霉素类抗生素，对肺炎链球菌、溶血性链球菌等链球菌属、不产青霉素酶葡萄球菌、粪肠球菌等需氧革兰阳性球菌，大肠埃希菌、奇异变形杆菌、沙门菌属、流感嗜血杆菌、淋病奈瑟菌等需氧革兰阴性菌的不产β内酰胺酶菌株及幽门螺杆菌具有良好的抗菌活性。阿莫西林经过抑制细菌细胞壁合成而发挥杀菌作用，可使细菌迅速成为球状体而溶解、破裂。
【药物相互作用】：1. 丙磺舒竞争性地减少该品的肾小管分泌，两者同时应用可引起阿莫西林血浓度升高、半衰期延长。2. 氯霉素、大环内酯类、磺胺类和四环素类药物在体外干扰阿莫西林的抗菌作用，但其临床意义不明。
【不良反应】：1. 恶心、呕吐、腹泻及假膜性肠炎等胃肠道反应。2. 皮疹、药物热和哮喘等过敏反应。3. 贫血、血小板减少、嗜酸性粒细胞增多等。4. 血清氨基转移酶可轻度增高。5. 由念珠菌或耐药菌引起的二重感染。6. 偶见兴奋、焦虑、失眠、头晕以及行为异常等中枢神经系统症状。
【禁忌症】：青霉素过敏及青霉素皮肤试验阳性患者禁用。
4、市场前景
ß-内酰胺类抗生素是当前临床上应用广泛、品种齐全、疗效较好和评价极高的一类抗生素，在抗感染药品中占据了重要地位。该类要在1986年～1995年间，全球的销售额从73.8亿美元飙升至144.4亿美元，年均增幅10.63%，占全球抗生素销售额的58.7%～78.3%。但自1995年后，无论是青霉素类还是头孢菌素类的销售均呈下跌之势，市场萎缩，竞争激烈。
阿莫西林（Amoxicillin,Amixil,羟氨苄青霉素）作为第2代青霉素的主要品种，系广谱半合成青霉素，能抑制细菌细胞壁的合成，使之迅速变为球形而破碎溶解，故在杀菌速度上优于青霉素和头孢菌素。口服阿莫西林后吸收迅速，约75%～90%由胃肠道吸收，且不受食物的影响，血药浓度是氨苄西林的2倍以上，血清蛋白结合率低，在临床上广泛用于敏感菌所致的呼吸道、泌尿道、胆道感染以及伤寒等。特别对支气管分泌管具有极强的参透性，是支气管炎患者最直接的治疗药物，且疗程结束后一般不易复发，对儿童肺炎具有很高疗效及吸收性。因此，世界卫生组织（WTO）推荐本品作为首选的ß-内酰胺类口服抗生素，迄今在口服抗生素中仍占有重要位置。

第一章 指导思想和设计原则
1.1 指导思想
年产年产1.5亿粒阿莫西林胶囊剂的设计来源于工业生产的实际需要。其原料来源广泛，成本低廉，生产工艺比较简单可靠，适合大中小型企业生产。
经过此次设计，了解设计的一般程序，初步掌握一定的设计方法，对一些化工设备有更深层的学习，能够较深刻的体会到现实生产与理论计算的差别，特别要熟悉阿莫西林胶囊剂的市场前景及其整个生产工艺过程。知道当前阿莫西林胶囊剂胶囊的配方是什么。了解阿莫西林胶囊剂胶囊的临床用途和工艺设计。在能耗方面，在设计中计算是存在误差的，在实际生产中必须考虑到这点，如能进行很好的控制就更好了。其生产工艺较为成熟先进，产品合成和精制工艺都是具有典型的化学合成药物工艺，对于制药工程专业的毕业设计是较合适的选题，并有一定的意义，有利于学生的工程设计能力的培养与训练。为将来从事本行有重要的意义。
1.2 设计原则
1.2.1 厂区的选择和布置
根据GMP规范，对于药厂的选择应考虑一下因素：环境、供水、能源、交通、自然条件、环保、符合城市发展规划、协作条件等。
确定厂区后，根据药厂的组成和使用需要，结合有关技术要求，遵循国家的方针政策，按照对药品生产质量管理要求，结合厂区的具体条件、厂区的卫生、防火技术要求等进行分析综合，做到工艺流程合理，总体布置紧凑，以达到投资省、建设周期短、生产成本低、效率高的效果。具体规范可见《医药工业洁净厂房设计规范》。
1.2.2 工艺流程
工艺流程设计是整个设计中最重要的一部分，是车间设计的核心，且是车间布置设计的依据，工艺流程的设计是否合理、可靠、先进，决定了车间设计的成败与否。本次工艺流程的设计是一些已投入生产的成熟的工艺流程的基础上，根据GMP规范和具体生产需要，进行的一些改造和完善，且对不同的剂型进行不同的工艺路线设计。
1.3 设备的选型
根据GMP规范，对于本产品的制剂车间所需设备的应满以下规定：(1)洁净室内应采用具有防尘、防微生物污染的设备和设施；(2)设备的容量尽可能与生产的批量相适应；（3）设备保温层表面必须平整、光洁，不得有颗粒性物质脱落，表面宜用金属外壳保护；（4）对产生噪声、振动的设备，应分别采用消声、隔振装置，改进操作环境；（5）于药物直接接触的干燥用空气、压缩空气、懒惰气体等均应设置净化装置；（6）设备应能满足产品验证的有关要求，合理设置有关参数的测试点。
1.4 制剂车间的布置
根据GMP规范，设计应遵循的原则有：（1）车间应按工艺流程合理布局，布置合理、紧凑，有利于生产操作，并能保证对生产过程进行有效的管理。（2）车间布置要防止人流、物流之间的混杂和交叉污染，防止原材料、中间体、半成品的交叉污染和混杂，做到人流、物流协调；工艺流程协调；洁净级别协调。（3）车间应设有相应的中间储存区域和辅助房间。（4）厂房应有与生产量相适应的面积和空间，建设结构和装饰要有利于清洗和维护。（5）车间内应有良好的采光、通风，按工艺要求可增设局部通风。
1.5 空调净化系统
其首要任务是控制内浮游微粒及细菌对生产的污染，使室内的生产环境的空气洁净度符合工艺要求，根据GMP对洁净厂房的环境控制要求，做出相应措施。据药品生产环境对洁净度的具体分区，并确定换气次数，确立其它环境参数，如温度与湿度、洁净压力、噪声、新风量等。

第二章 工艺流程设计
2.1 工艺设计参数
2.1.1 产品方案
表 2.1 产品方案
Table 2.1 Product Plan
产品名称
产品性状
产品规格
产品包装
阿莫西林胶囊剂
硬胶囊，该品内容物为白色至黄色粉末或颗粒
0.25g×24粒
铝塑包装
2.1.2 生产计划
（1）年产量：1.5亿粒阿莫西林胶囊剂 ；
（2）工作日：300天；
（3）每天工作时间：8小时。
2.2生产工艺设计
2.2.1混合
混合是指用机械方法使两种或两种以上的固体颗粒相互分散而达到均匀状态的操作过程，是固体制剂生产中的一个基本单元操作。在生产中多采用搅拌或容器旋转使物料产生整体和局部的移动而达到混合目的的。按操作方式分为间歇式、连续式两种。
2.2.2粉碎
粉碎主要是指借机械力将固体物料碎成粉末的操作过程。粉碎可减小粒径，增加比表面积，这对于制剂加工操作和制剂质量都有重要的意义，因此粉碎是药物制剂工程的一个重要单元操作。它有助于增加难溶性药物的溶出度，提高吸收和生物利用度，从而提高疗效：有助于改进药物的流动性，促进制剂中各成分的混合均匀，便于加工制成多种分剂量剂型；有利于提高制剂质量；有利于药材中有效成分的提取。
粉碎有多种方法，根据药物的性质和使用要求，可采用干法粉碎、湿法粉碎、低温粉碎等。
2.2.3 制粒
制粒是把粉末、熔融液、水溶液等状态的物料经加工制成具有一定形状与大小粒状物的操作，是使细粒物团聚为较大粒度产品的加工过程，它几乎与所有的固体制剂相关。制粒的目的不但是为了改进物料的流动性，便于计量准确，避免黏附和飞扬，防止各组分离析以及保护生产环境等，而且保证颗粒的形状、大小均匀，外形美观等。制粒的方法有多种。制粒方法不同，即使是同样大的处方不但所得颗粒的形状、大小、强度不同，而且崩解性、溶解性也不同，会影响药效，因此，应根据所需颗粒的特性选择适宜制粒方法。在医药生产中广泛应用的制粒方法可分为四大类：湿法、干法、流化和喷雾法。
2.2.4 干燥
干燥是利用热能使物料中的湿分（水分或其它溶剂）汽化，并利用气流或真空带走汽化湿分而获得干燥产品的操作，是制剂生产不可缺少的单元操作。在工业生产中，多先用机械法最大限度地去除固体物料中的湿分，最后得到合格固体产品。用于物料干燥的加热方式有：热传导、对流、热热辐射、介电等，其中对流加热干燥是制药过程中应用最普遍的一种。
2.2.5 填充
空胶囊的选择应按照药物剂量所占容积大小，现有000、00、0、1、2、3、4、5号共八种型号。
工艺过程：空胶囊的排序与定向→空胶囊剂的体帽分离→填充药物→剔除空胶囊→闭合胶囊→出囊→清洁
操作条件：温度：25°C左右 ‚相对湿度：35%～45%
2.2.6包装
当前，药品的胶囊剂包装都向板式包装的方向发展，为保证使用和存放的方便，要求版片式包装具有透明、隔遮光的功能。
本品采用泡罩式包装，即把被包装物品充填在由模具成型的泡罩状的空穴之中，上面具有铝箔与树脂薄膜进行热封和，经冲压成为一定形态的包装。
泡罩式包装具有重量轻、运输方便、密封性好，能包装任何异行品，装箱不用缓冲材料，外形美观，便于销售等优点，适用范围较广。

2.3 工艺流程示意图:

Fig 2.2 Hard capsules production process block diagram and environmental zoning产 品

图 2.2 硬胶囊剂生产工艺流程方框图及环境区域划分
第三章 物料衡算
物料衡算是车间工艺设计中最先完成的一个计算项目，其结果是后续的车间能量衡算，设备车间工艺设计和选型，确定原材料消耗定额，进行管路设计等各项设计项目的依据。因此，物料衡算结果的正确与否直接关系到工艺设计的可靠程度。
3.1 初步物料衡算
每小时生产能力计算：根据设计任务，阿莫西林胶囊的年生产能力为1.5亿粒/年;
全年365天，除去大修理、中修理等共65天，则年工作日为300天。
每天按8小时工作计算（上午4h，下午4h）一年工作300×8=2400h,平均生产6.25万粒/时。
3.2 质量守恒定律
质量守恒定律是“进入一个系统的全部物料量必等于离开这个系统的全部物料量，再加上过程中损失量和在系统中积累量。”依据质量守恒定律，对研究系统作物料衡算，可用下式表示：
3.2.1质量守恒定律：∑G进 = ∑G出 +∑G损
3.2.2衡算基准：一年生产300天，产量为50万粒/天
阿莫西林胶囊:规格为0.25g/粒
处方为（23692.5g）：
阿莫西林 0.2g
淀粉 0.04725g
滑石粉 0.00025g
CMS-Na 0.0025g
如处方中各原辅料基准进行物料衡算，依据经验各工序损耗如下：
混合（0.4%）

粉碎（0.1%）
筛分（0.1%）
制粒（0.1%）
填充（0.1%）
成 品

原辅料： 阿莫西林：1.5×108×0.2×10-3kg=30000kg
淀 粉：1.5×108×0.04725×10-3kg =7087.5kg
滑石粉：1.5×108×0.00025×10-3kg =37.5kg
CMS-Na：1.5×108×0.0025×10-3kg =375kg
根据各工序损耗，可计算出原辅料的输入的物料量
原辅料：阿莫西林：30000kg÷99.6%÷99.9%÷99.9%÷99.9%÷99.9%=30241.27kg
淀 粉：7087.5kg÷99.6%÷99.9%÷99.9%÷99.9%÷99.9%=7144.5kg
滑石粉 ：37.5kg÷99.6%÷99.9%÷99.9%÷99.9%÷99.9%=37.80kg
CMS-Na ：375kg÷99.6%÷99.9%÷99.9%÷99.9%÷99.9%=378.02kg
表3.1 年产1.5亿粒阿莫西林胶囊物料平衡
Table 3.1 Annual output of 150 million amoxicillin material balance

输

入
物料名称
工业品量/kg

输

出
物料名称
工业品量/kg
阿莫西林
31012.07kg
阿莫西林胶囊
37500kg
淀粉
7326.6kg
滑石粉
38.77kg
损失 301.59kg
（损失率为0.9%）
CMS-Na
387.65kg
总计 37801.59kg
总计 37801.59kg
（2）.包装材料的衡算
包装方式:每板12粒,每盒两板,每箱100盒。
表3.2 本品的包装材料损耗百分比
Table 3.2 Product packaging material loss percentage
内包装材料
铝箔 PVC
外包装材料
纸盒 说明书
损耗比
2% 2%

1% 1%
内包装材料
铝箔：1.5×108÷24×（1+2%）=6375000张 损耗127500张
PVC： 1.5×108÷24×（1+2%）=6375000张 损耗127500张
外包装材料
纸盒:6375000个 损耗:127500个
说明书:6375000张 损耗:127500张
纸箱:63750个 损耗:638个
表3.3 包装材料的衡算
Table 3.3 Packaging material balance
输 入 输 出
内包装材料 铝箔 6375000张 阿莫西林胶囊 6375000板
PVC 6375000张 6375000盒
63750 箱
外包装材料 纸盒 6375000个 损失 91800张铝箔 91800张PVC
说明书6375000张 91800个纸盒 91800张说明书
纸箱 63750个 638个纸箱

3.3 物料流程方框图
一步制粒
整粒
637.5万张
637.5万张
损耗75.15kg
37574.97kg
37574.97kg
37612.58kg
原辅料
预处理
37801.59kg
损耗189.01kg
损耗37.61kg

总混
37574.97kg

胶囊壳
15050万粒
铝塑包装
37499.82kg

铝箔

胶囊填充
PVC
637.5万张
废pvc12.75万张
废铝箔12.75万张
包装
637.5万板
纸盒
说明书
纸箱
637.5万个
637.5万张
63750个
损耗纸盒12.75万个
损耗说明书12.75万张
损耗纸箱638个箱
成品
63750箱
第四章 设备的设计与选型
根据工艺流程的操作和和具体生产能力的需要选择出所需要的设备。
4.1单元操作设备选型
4.1.1 混合
4.1.1.1 设备的设计
按照结构和运行特点的差异，混合设备大致可分为三类:固定型、回转型和复合型。当前工业上常见的有以下几种：
（1） V型混合机
V型混合机是由两个圆筒成V型交叉结合而成的，物料在圆筒内旋转时被分成两部分，再使这两部分物料重新汇合在一起，重复循环，在较短时间内即能混合均匀。结构简单、操作方便、运行和维修费用低，是一种较为经济的混合机械。其缺点是多采用间歇操作，生产能力较小，且会产生灰尘。
（2） 槽型混合机
槽型混合机是一种以机械方法对混合物料产生剪切力而达到混合目的的设备。结构简单，操作维修方便。但混合强度较小，所需混合时间较长。
（3） 多向运动混合机
多向运动混合机是一种新型的容器回转型混合机，其具有独特的运动方式；转动、摇旋、平移、颠倒、翻滚多向混合运动，使混合筒同时进行自转和公转，多角度摇旋滚动作用，避免了物料偏析和积累现象。
特点：混合均匀度高，流动性好，容载率高，具有不污染、易出料、不积料、易清洗等优点。
从以上比较，以及本品的物性和设计要求，宜选用多向运动混合机。
4.1.1.2设备的选型
（1） 工作原理：按三维运动的规律，产生了独特的运动方向：转动、摇旋、交叉、颠倒、翻滚等。在混合作业时，混合桶进行自转和公转。
（2） 特点：具有混合均匀度高的优点：制作精细、噪声低、物料混合均匀度高，桶壁经过镜面抛光，无死角、不剩余料、进出料方便，无交叉污染，易清洗、造型美观。
（3） 主要设计参数

表4.1 三维运动混合机设计参数一览表
Table 4.1 Three-dimensional movement mixer design parameters List
型号
规格
混合桶
容积
最大装料容积
电机功率
电机
功率
重量
出料口
标高
外型尺寸（mm）
HD5
5
4
0.55
≤22
90
150
1010×670×670
HD25
25
20
0.75
≤22
100
260
1010×670×670
HD50
50
40
1.5
≤16
200
500
1190×1090×1450
由物料衡算图可知，年混合量为37801.59kg;则可得每小时的混合量为：
37801.59 kg/(300×8)=15.75 kg
故本设计选择HD25型号，其外型如下图:

Fig 4.1 Three-dimensional movement mixer
图4.1 三维运动混合机

4.1.2 粉碎筛分
4.1.2.1 设备的设计
工业上使用的粉碎机种类很多且内部均具有筛分功能，其选用的原则：要掌握物料性质和对粉碎的要求，选择合适的粉碎机械正确的型号。常见的粉碎设备有以下几种：
（1） 球磨机
球磨机是较古老的研磨设备，它具有一个回转的筒体，筒体内装有研磨介质。应用广泛，能处理多种物料，特别适合于粉碎结晶性或脆性药物，但粉碎时间长，单位产量能耗大，且使用之后难于清洗。
（2） 锤式粉碎机
锤式粉碎机是一种撞击式粉碎机，几乎可用于任何类型的粉碎操作。结构简单，操作方便，维修和更换易损件容易，粉碎成品粒度比较均匀，且对原料要求不高，适合实验室和工厂生产不同规格的原料。其缺点是机器部件易磨损，产热量大。
（3） 气流粉碎机
气流粉碎机的基本工作原理是利用高速弹性气流（压缩空气或惰性气体）使物料颗粒之间相互碰撞而达到粉碎目的，其粉碎效率高，且粉碎粒径分布均匀。
气流粉碎机为当前很重要的超细粉碎设备。由于压缩气体膨胀时的冷却作用，以及粒子与气体间快速的热交换，气流粉碎机在运转时不产生热量，特别适合用于热敏物质，且设备简单，易对机器和气体进行无菌处理，常见于无菌粉末，还能够实现联合操作。
从以上比较，以及本品的物性和设计要求，宜选用气流粉碎机。
4.1.2.2 设备的选型
当前工业上应用的气流粉碎机主要有：扁平式、循环管式、对喷式、流化对射式等。本次设计选用扁平圆盘式气流粉碎机。
当前国内普遍使用的型号，主要是QS系列的气流粉碎机：
（1） 工作原理：压缩气体经过加料喷射器所形成的高速射流，使粉碎原理被射入粉碎
室，粉碎室外围的粉碎的喷嘴，有方向性的向粉碎室喷射高速气流，使物料间发生激烈的碰撞，摩擦而获得粉碎。
（2） 特点：a.适用干式脆性物料（含水<3%）的超微粉碎；b.可获得高纯度微米级和
亚微米级的超微颗粒；c.配有相应内衬，可解决硬质、粘壁物的粉碎；d.特别适合热敏性、低融点物料实行超微粉碎；e.能实现连续生产和自动化操作。
（3） QS系列水平圆盘式气流粉碎机主要技术参数：
表4.2 气流粉碎机参数
Table 4.2 Jet mill parameters
参数/型号
空气耗量（m³/h）
生产能力（kg/h）
空压机功率（kw）
粉碎压力(m pa)
QS50
0.6--0.8
0.5--2
7.5
0.6--0.9
QS100
1.1--1.55
2--10
13--15
0.6--0.9
QS300
5.0--6.0
10--75
37
0.6--1.0
QS350
7.2--10.8
30--150
65--75
0.6--1.0
由物料衡算图可知，年消耗原料量为：37801.59kg
则可得每小时消耗原料量为： 37801.59kg/(300×8)=15.75 kg
故本设计选择QS300型号，其外形图如下：

Fig 4.2 Jet mill
图4.2 气流粉碎机
4.1.3 制粒和干燥
4.1.3.1 制粒
设备的设计
由于颗粒的形状、大小、强度不同，且崩解性、溶解性不同，药效就不同，则应根据所需颗粒的特性选择适宜制粒方法。当前常见的制粒设备如下：
湿法制粒机
湿法制粒机是在药物粉末中加入黏合剂溶液，靠黏合剂的架桥或黏结作用使粉末聚结而制粒的。由于光滑制成的颗粒经过表面润湿，表面改质较好、外形美观、耐磨性较强、压缩成形性强等优点，在医药工业中应用最为广泛。但湿法制粒工序多，时间长，对湿热敏感的药物不宜用此法。
‚流化床制粒
流化床制粒是使粉粒物料在溶液的雾化气态中流化，使之凝集成颗粒的一种操作。当前此法广泛应用于制药工业中。流化床制粒机在同一个设备内可实现混合、制粒、干燥和包衣等多种操作；其简化工艺，节约时间，整粒时间短；产品粒度分布较窄，颗粒均匀，流动性和可压性好，颗粒密度和强度小。
ƒ喷雾制粒机
喷雾制粒机是将药物溶液或混悬液用雾化器喷雾与干燥室的热气流中，使水分迅速蒸发以直接制成干燥颗粒。该机数秒钟内即完成料液的浓缩、干燥、制粒过程，制成的颗粒成球形。其具有使液体直接得到粉末固体颗粒；热风温度高，物料受热时间短，干燥物料的湿度相对较低，适合热敏物料等优点，同时它也具有以下缺点：设备高大、汽化大量液体、设备费用高、能量消耗大、操作费用高以及黏性较大料液容易粘壁等。
综合以上几种机器比较，以及本品的物性和设计要求，宜选用流化床制粒机。
4.1.3.2 干燥
设备的设计
由于被干燥物料的性质、干燥程度、生产能力的大小等不同，所采用的干燥方法及设备也不同。当前工业生产中常见的设备如下：
厢式干燥器
厢式干燥器是一种比较古老的干燥器，主要是以热风经过湿物料的表面达到干燥的目的。容易装卸，物料损伤小，盘易清洗，但存在劳动强度大，热量消耗大，粉尘多，污染严重大等缺点。
‚流化床干燥器
流化床干燥器是20世纪60年代发展起来的一种干燥技术，它是用热空气自下而上经过松散的粒状或粉末状物料层形成“沸腾床”而使物料进行干燥。结构简单，操作方便，操作时接触面积大，强化了传热和传质，提高了干燥速率，物料的停留时间任意调节，适宜于热敏性物料。
ƒ喷雾干燥器
喷雾干燥器是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。当前常见的三种雾化器为：气流式、压力式、旋转式。
特点：干燥时间很短，且物料温升不高，适用于热敏性物料；便于调节，容易实现机械化、自动化；生产能力大；制品多为松脆的空心颗粒，溶解性好。
综合以上干燥的几种机器比较，以及本品的物性和设计要求，宜选用流化床干燥器或喷雾干燥器。
因此，结合制粒和干燥的几种机器比较，及综合考虑本品的物性和设计要求（包括机器的资金方面），宜选用流化床制粒干燥器。
设备的选型
由于本品为青霉素类抗生素药物，且是热敏性物质，宜采用沸腾制粒干燥机：
1. 工作原理：利用高速热气流使粉料在流化床内形成流化态，在经过雾化液滴的粘合作用下，粘结成粒。其粒子大小主要经过容器内温度、雾化气体压力及输液量大小进行调整。气流分布板有两种：孔板和涡旋板，可根据不同的用途选择。孔板用于一般制粒，涡旋板用于精确制粒及包衣。
2. 特点：①集制粒、混合、干燥为一体，减少工艺步骤及污染环节，降低劳动强度；②干燥速度快，特别适用于热敏性物料的干燥；③所得产品粒度均匀，流动性、速溶性良好，产品纯度高，质量好；④设备密闭负压下工作，内表面光洁，物死角，利于清洗，符合“GMP”要求。
3. FL系列沸腾制粒干燥机主要技术参数
表 4.3 沸腾制粒干燥机主要技术参数
Table 4.3 Boiling granulating dryer main technical parameters
机
型
参
数

3
5
15
30
60
120
200
300
500
原料容器容量（L）
12
22
45
100
220
420
670
1000
1500
直径（mm）
300
400
550
700
1000
1200
1400
1600
1800
生产能力最小（kg）
1.5
4
10
15
30
80
100
150
250
最大(kg)
4.5
6
20
45
90
160
300
450
750
风机风量（㎡/h）
1000
1200
1400
1800
3000
4500
6000
7000
8000
风压（㎜ 水）
375
375
480
480
950
950
950
950
950
功率（kw）
3
4
5.5
7.5
11
18.5
22
30
45
蒸汽消耗量（kg/h）
15
23
42
70
141
211
282
366
451
压缩空气耗量（㎡/min）
0.9
0.9
0.9
0.9
1.0
1.0
1.1
1.5
1.5
主机重量（kg）
500
700
900
1000
1100
1300
1500
1800

蒸汽压力（mpa）
0.3—0.6
温度（℃）
室温-120℃范围内可调节
作业时间（min）
随物料特性而定45--90
物料收得率（%）
≥99
噪声dBA
风机与主机隔离安装，噪声≤75dBA
由物料衡算图可知，粉碎筛分后原料量为：37801.59kg，则每小时的制粒量为:
37801.59kg/(300×8)=15.75kg
即 单位时间内绝干物料的流量为：G＝15.75 kg/h
设：湿基含水量＝0.9；＝0.6
则：干基含水量；
∴w=G(X1－X2)=118.13 kg/h.
即：单位时间内水分的蒸发量为118.13kg/h.
故选择FL-200型号机。
4.2 胶囊填充设备
当前大量生产常见自动化填充机装填药物，按照主工作盘的运动方式，可分为间歇回转和连续回转两种类型。
围绕着主工作盘 设有空胶囊排序与定向装置、拔囊装置、剔除废囊装置、闭合胶囊装置、出囊装置和清洁装置等。
由于年产胶囊剂1.5亿粒，工作时间为300×8=2400 小时，则每小时产胶囊6.25万粒（即每分钟产胶囊1047粒）。本次设计采用NJP-1200全自动胶囊填充机。
1、 工作原理：
全自动胶囊充填机主要工作原理是机器运转时，胶囊料斗内的胶囊会逐个的竖直进入分送装置的先送叉内。当先送叉向下动作一次会送下六粒胶囊，而且胶帽在上。在第一工作上真空分离系统把胶囊顺入到模块中，同时将体帽分开。转盘间歇旋转到第二工作时，上米快升为并向内运动，第五工作充填杆把压实的药柱推入到下模块的胶囊内，为分开的胶囊在第八工作上排除。上、下模块在第十工作上合在一起，并将下胶囊