以小牛血去蛋白提取物為例談生化提取車間設(shè)計(jì)

吳春姍，丁 舒，翁德會，楊艾玲

(武漢華夏理工學(xué)院制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430223)

小牛血去蛋白提取物是將新鮮小牛血經(jīng)提取，濃縮，超濾等工藝制得的含有無機(jī)物及小分子有機(jī)物的無菌水溶液，是一種國家級新藥。用于腦缺血，腦癡呆，腦外傷及大腦功能不全等腦細(xì)胞代謝障礙性疾病的治療。其藥理作用可增強(qiáng)組織細(xì)胞對氧及葡萄糖攝取與利用，改善細(xì)胞缺氧狀態(tài)和機(jī)體內(nèi)環(huán)境，增加心,腦，肝等臟器的血流量，改善微循環(huán)[1]。由于目前對于腦部疾病沒有特效治療方法和藥物，而小牛血去蛋白提取物是一種效果相對比較好的藥物，具有相當(dāng)大的市場競爭力，而且隨著對其研究的深入，其發(fā)展前景也非常大。

1 工藝流程概述

本設(shè)計(jì)中最終產(chǎn)品是小牛血去蛋白提取物原液，總共經(jīng)過提取、一次醇沉、二次醇沉、一次濃縮、二次濃縮、超濾、脫色等幾個工序。本設(shè)計(jì)采用水提醇沉的方法進(jìn)行分離。其中，提取階段采取水提取方式將有效成分提取出來，提取后的物料用中轉(zhuǎn)罐轉(zhuǎn)入醇沉罐中加入95%的酒精進(jìn)行一次醇沉，一次醇沉的上清液和下沉物體積比為5∶4，上清液轉(zhuǎn)入中轉(zhuǎn)罐，下沉物加入與小牛血原血等體積的95%酒精后進(jìn)行二次醇沉。二次醇沉上清液和下沉物體積比為1∶4，上清液轉(zhuǎn)入中轉(zhuǎn)罐與一次醇沉上清液混合，待濃縮。下沉物導(dǎo)入離心機(jī)進(jìn)行離心，離心液導(dǎo)入濃縮釜中濃縮并回收酒精。一次醇沉和二次醇沉的上清液抽到濃縮器中進(jìn)行一次濃縮，濃縮的酒精濃度約為80%。一次濃縮后將剩下的物料進(jìn)行二次濃縮，二次濃縮的酒精濃度約為80%并進(jìn)行回收。二次濃縮后進(jìn)行超濾，超濾后進(jìn)行脫色。脫色工序中加入總體積0.1%的活性炭，在完成脫色工序后送入滅菌柜中進(jìn)行滅菌，最終得到產(chǎn)品[2]。

2 工藝流程框圖

工藝流程框圖見圖1。

圖1 工藝流程框圖

3 車間總體布置說明

車間布置設(shè)計(jì)的目的是對廠房的配置和設(shè)備的排列做出合理安排。車間布置設(shè)計(jì)是車間工藝設(shè)計(jì)的兩個重要環(huán)節(jié)之一，它還是工藝專業(yè)向其他專業(yè)提供開展車間設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料之一。成功的車間布置將會使車間內(nèi)的人、設(shè)備和物料在空間上實(shí)現(xiàn)最合理的組合，以降低勞動成本，減少事故發(fā)生，增加地面可用空間，提高材料利用率，改善工作條件，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展。一個布置不合理的車間，基建時工程造價高，施工安裝不便，車間建成后又會帶來生產(chǎn)和管理問題，造成人流和物流紊亂，設(shè)備維護(hù)和檢修不便等問題，同時也埋下了較大的安全隱患。因此，車間布置設(shè)計(jì)時應(yīng)遵守設(shè)計(jì)程序，按照布置設(shè)計(jì)的基本原則，進(jìn)行細(xì)致而周密的考慮。

本設(shè)計(jì)中廠房為長方形，選擇長方形的廠房是因?yàn)殚L方形廠房便于總平面圖的布置，其優(yōu)點(diǎn)是建筑簡便、運(yùn)輸路線短、布置緊湊、動力管道短，占地面積小[3]。廠房總長45m，寬24m，柱距選用9m，跨度選用6m，廠房長度既滿足生產(chǎn)工藝需求，同時又避免了沉降縫等問題的出現(xiàn)，整個車間布置與安排既要符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》的要求，又能滿足工廠總平面布置的要求；既能滿足生產(chǎn)工藝的需要，又考慮了車間防火、防爆的要求；車間布置應(yīng)整齊、緊湊，有利于車間管理。車間總體布置設(shè)計(jì)見圖2。

圖2 車間總體布置設(shè)計(jì)

3.1 車間設(shè)備布置

3.1.1 提取、醇沉車間布置

提取階段和醇沉階段所使用的提取罐及醇沉罐結(jié)構(gòu)類似，故可將此兩種設(shè)備布置于同一個車間內(nèi)。在本設(shè)計(jì)中，提取罐其高度從底座到灌頂為6.15m，醇沉罐其高度從底座到灌頂為4.65m，故該車間的廠房高度定為7m，物料高位槽定于6.5m處，物料儲料罐置于地面層，提取罐與墻體之間的距離定為0.5m，提取罐之間的距離定為1m，醇沉罐底座置于地面層，醇沉罐與墻之間距離定為0.5m，醇沉罐之間的距離定為1m，在本車間3m高度處設(shè)置為車間第二層面，以便于檢修、維護(hù)及清潔，操作臺、離心泵置于地面層。該車間布置中，采用三層布置，設(shè)有高位槽，利用物料的自流，節(jié)省能量，物料采用封閉管道輸送，避免交叉往返現(xiàn)象，既滿足GMP對車間設(shè)備布置的要求又滿足車間生產(chǎn)工藝的要求[4]。

提取、醇沉車間，屬于防爆車間，在設(shè)計(jì)是應(yīng)該避免死角，二層樓板上要設(shè)有泄壓孔，采取相應(yīng)措施防止靜電的積累以避免發(fā)生生產(chǎn)事故。

3.1.2 滅菌車間布置

脫色、滅菌車間屬于“精烘包”車間，其中滅菌的潔凈級別為D級。人流和物流分別通過不同的出入口進(jìn)出，人員凈化出入口分別設(shè)置一個氣閘，產(chǎn)生正壓，從而防止污染空氣倒流，帶入塵粒及細(xì)菌；物料凈化出入口分別設(shè)置傳遞窗，利用紫外光照射進(jìn)行滅菌消毒；同級別生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的物料通過潔凈走廊運(yùn)輸，保證設(shè)備，人員流動不串崗，減少了交叉污染的機(jī)會，由此保證潔凈區(qū)的潔凈度控制在D級。另外，生產(chǎn)潔凈區(qū)內(nèi)溫度控制在18～26℃，相對濕度控制在45%～65%以內(nèi)。D級潔凈生產(chǎn)區(qū)與室外大氣的靜壓差大于10帕，并設(shè)有相應(yīng)的壓差指示裝置。

3.1.3 濃縮車間布置

濃縮車間中主要進(jìn)行的是一次濃縮和二次濃縮，在一次濃縮中，選用了真空濃縮罐，其高度為6.5m，二次濃縮則選用升膜式蒸發(fā)器，其高度為6.05m，故濃縮車間的廠房高度定為7m。真空濃縮罐之間的距離定為1.5m，真空罐與墻之間的距離定為2m，升膜蒸發(fā)器與墻之間的距離定為2m，操作臺置于地面。

濃縮車間屬于防爆車間，采用單層布置，同時采取相應(yīng)措施防止靜電的積累。

3.1.4 原料回收車間與乙醇儲存間布置

原料回收間和乙醇儲存間都屬于防爆車間，特別是乙醇儲存間，除了必要的靜電防護(hù)和粉塵去除外，應(yīng)該著重注意防火要求，在罐體布置方面，原料回收間罐體與墻體之間的距離定為1m，罐體與罐體之間定為2m。乙醇回收間中罐體與墻體之間的距離定為1m，罐體與罐體之間距離定為1m。

3.2 安全和衛(wèi)生要求[5]

(1) 要創(chuàng)造良好的采光條件，設(shè)備布置時盡可能做到工人背光操作，提取罐，醇沉罐等避免靠窗布置，以免影響采光。

(2) 對于高溫及存在有易揮發(fā)氣體的廠房如濃縮車間，要適當(dāng)加高建筑物的層高，以利通風(fēng)散熱。

(3) 加強(qiáng)自然通風(fēng)對流，同時考慮機(jī)械送風(fēng)排風(fēng)，在廠房中央設(shè)置氣樓。

(4) 對防爆車間，樓板上必須留出泄壓孔。防爆廠房與其他廠房連接時，必須要有防爆墻隔開；加強(qiáng)車間通風(fēng)，保證易燃、易爆物質(zhì)在空氣中的濃度不大于允許極限濃度；采取防止引起靜電現(xiàn)象及著火的措施。

3.3 人流和物流走向及說明[6]

3.3.1 人流通道設(shè)計(jì)及說明

凡進(jìn)入D級潔凈區(qū)的人員均需經(jīng)過二更后方能進(jìn)入。

人員進(jìn)入潔凈區(qū)的凈化程序見圖3。

圖3 人員進(jìn)入潔凈區(qū)的凈化程序

3.3.2 物流通道設(shè)計(jì)及說明

物料在進(jìn)入潔凈區(qū)均需在緩沖室內(nèi)先刷掉外表面的灰塵污染，再用消毒水擦洗消毒，然后再設(shè)有紫外燈的傳遞窗內(nèi)消毒，傳入潔凈區(qū)。

物凈程序：所有原輔材料在使用時必需經(jīng)過以下物凈程序，見圖4。

圖4 物凈程序

4 結(jié)語

生化提取車間的各工藝流程都是緊隨其工藝相互緊密聯(lián)系的，在車間設(shè)計(jì)的過程中都是以工藝作為核心。在車間布局的過程中要充分貫徹GMP的理念，將精烘包區(qū)域與原料藥生產(chǎn)區(qū)域按照潔凈級別有效分隔，設(shè)計(jì)好人流、物流通道，讓人物流通道不僅滿足便捷生產(chǎn)，同時也避免物料的交叉返混現(xiàn)象的發(fā)生。