冻干原料车间的设计体会

刘刚 2024-07-30

新版医药工业洁净厂设计标准于2019年12月实施，结合正在进行的无菌头孢冻干原料药改造项目，对新规范变动的条文对设计工作影响和旧车间改造过程中遇到的问题进行了分析，提出了设计项目运行过程需要把握的环节，提高了设计质量和进度。

Part.01

背景

2019年8月，接到任务通知单，某药厂要建设年产60t无菌头孢原料药生产线，在已有的单层轻钢结构厂房进行改造。9月初与业主敲定方案，10月末完成设计工作。之后在与业主确认设计工作的期间，得知医药工业洁净厂房设计标准要更新了，报批稿在网上已经有了。可以预见的是新规范的实施，已完成的设计工作会有很多问题，与业主沟通后，车间认证工作将在2020年6月进行，为了降低认证风险，需按新规范来修改设计。

Part.02

无菌冻干原料车间设计简介

2.1

无菌冻干生产工艺流程图

无菌冻干生产工艺流程见图1。

图1 无菌冻干生产工艺流程图

2.2

平面布局

该平面布局以4台翻板冻干机进行布局，厂房总面积约需3500m²，其中洁净室面积约800m²；整体布局充分规避交叉污染风险，使人流、原材料流、包材流和成品流彻底分开；设备布局依据工艺路线进行紧凑型布局，使工艺路线最短，降低物料在输送过程的损耗，无往复操作降低交叉污染风险；总更和公用工程等辅助部分分布在主要车间两侧，保证使用；洁净分区如图2所示，其中，分装、配液、冻干收料等主要功能间均可在环形参观走廊中观察。

图2 洁净分区

2.3

关键设备选型

设备选型方面，选用自动化、密闭化生产设备，使物料暴露的风险降为零，有效保证产品无菌性和生产效率。

翻板冻干机板层设计成托盘的结构，四周都带折边，药液直接通过管路从配液间连接到冻干机灌装到板层上。先开启板层加料阀门组的最上面板层加料阀；由质量流量计进行控制加料；最上面板层加料完成后，质量流量计通过 PLC 控制先关闭刚才加料的阀门，然后开启下面的板层加料阀门，开始加下一块板层，依此类推，完成所有板层的加料工艺。出料采用真空吸料；单锥、粉碎机、机械手通过卫生级软管连接；吸料枪装在机械手上，机械手可以沿三轴移动；机械手搭载吸料枪在板层上自动移动吸料；吸完料以后断开管道连接，单锥对物料进行混合。分装前，单锥与振动分装机连接成密闭系统，系统已清洁、灭菌、干燥、处于无菌待用状态；振动分装机采用振动管给料，振动管的振动器与铝瓶称重单元进行通讯，根据称重给出的不同信号，自动改变振动的频率；分装前，通过手套将铝瓶放到不锈钢秤台上，不锈钢秤台底部有升降机构将秤台顶起，与分装头对接，然后启动分装程序，首先振动管快速给料，系统会实时传输铝瓶内物料的重量，并与用户设定的重量比较，当接近设定量是，振动器频率降低放慢输送速度，直到分装完成；分装口设计有吸尘罩，通过真空将扬起的粉尘抽走。

Part.03

新规范的实施对项目的影响

3.1

影响项目设计的新规范几个重要变化

医药工业洁净厂房设计标准空调净化及防排烟方面改动较大。其中9.3.3条对即空气洁净度 A 级单向流装置应采用侧墙下部或地面格栅回风。目前设计的回风方式为顶回。9.2.18丙类厂房内建筑面积超过300平面的房间应设置排烟设施^[1]；目前设计是按建规8.5.4地上建筑的无窗房间，一个房间建筑面积大于50平面且经常有人停留时应设置排烟设施。

3.2

设计中遇到的问题

空气洁净度 A 级单向流装置应采用侧墙下部回风。这条变化带来的是需要修改回风方式，需增加回风立管。回风立管需要占用房间面积。回风管所需要的面积和 A 级保护区大小有关。由暖通专业测算后需要的回风面积比现有可利用的面积大很多。与业主沟通后，在原有方案不大改，不影响工期的前提下来进行设计修改。这就意味着布局及房间面积不能有较大的变化，只能进行微调。和暖通专业设计人及业主多长商量修改方案，最终定成尽可能所需小 A 级区域面积，增加相关房间面积来加大回风面积及回风墙异形化来增大回风面积。

关于排烟措施相关条款的修改，对于本车间来说是非常有利的。主要体现在冻干前室（A级洁净区）排烟风口的设置上，此房间面积大于50m²，按旧规范是上要排烟的，问题是此处无菌生产区，设置排烟口给生产带来隐患，无法保证药品质量。此次规范条文说明中也提到了医药洁净厂房与民用或公共建筑相比，人员密度小，厂房密闭性要求高，不应在洁净区吊顶上布置较多与净化设施无关的风口。

Part.04

结语

此次医药工业洁净厂房设计标准的实施，解决了最近几年来困扰医药厂房设计的多个问题，同时在旧车间改造中，有许多影响因素，诸如可以利用的改造面积，需要避让的区域以及设计时对面积的把控和业主对设计工期的要求，这些在以后的技改项目中都是需要注意的设计细节，细节把控好了，设计质量就有了保证。

参考文献：

[1] 医药工业洁净厂房设计标准 [S]. 中国计划出版社，2019.

撰稿人 | 刘刚

责任编辑 | 邵丽竹

审核人 | 何发

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随着全球化的推进，制药行业面临着提升药品生产效率和质量的双重挑战。过程分析技术 (ProcessAnalytical Technology, PAT) 和连续制造技术 (Continuous Manufacturing, CM) 作为应对这一挑战的关键技术，正逐渐成为制药工业的新趋势。PAT 通过实时监测关键质量和性能属性，为药物生产过程的设计、分析和控制提供了创新的方法。而 CM 技术通过整合多个制药步骤，实现不间断生产，显著提高了生产效率和产品质量的一致性。本文综合分析了 PAT 和 CM 技术的优势、挑战及关键组成部分，并探讨了它们在药品监管和质量保证中的作用。最后，对未来 PAT 和 CM 技术的发展趋势进行了展望，包括技术整合与创新、数据驱动决策、监管科学进步、质量保证提升、生产灵活性和可扩展性、环境可持续性和个性化医疗的实现。这些技术的发展和应用将为制药行业带来深远的变革，提高生产效率，优化产品质量，并满足全球对高质量药品的不断增长的需求。

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