多功能化学合成原料药车间设计
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摘 要：随着近年来我国医疗水平的进步以及制药行业的迅猛发展，我国作为当前全球做大的原料药以及医药的中间体供应商，在国际市场上具有非常重要作用。为了进一步优化多功能化学合成原料药车间设计，更好地满足多品种及小产量生产要求，应对市场变化，本文现对原料药车间特点及布局要求进行简要分析，并详细探讨车间设计要点与思路。
关键词：多功能 化学合成 原料药 车间设计 设计要点
中图分类号：TQ46 文献标识码：A 文章編号：1674-098X（2019）10（c）-0058-02
化学合成原料药可分为无菌化学与非无菌化学合成原料药两种，其主要是指在一定条件下，利用化学原料与溶剂等进行的一系列化学反应后得到的具有一定药效产品，再通过精制工序使其满足各种指标原料药。随着近年来我国经济发展与技术进步，使得化学原料药以及精细化工产品的生产已经进入了成熟时期，当前在临床药物治疗中，化学合成药物仍然是最为常用及有效的治疗药物。因在研发化学合成原料药中，周期较短，且对于环境污染及能源消耗较小，所以得到广泛应用及发展。但需要注意的是，对于化学原料药而言其不仅是药物，同时也属于化工产品，在设计原料药车间需满足以上两点要求，还需要确保人员与生存安全，在满足GMP要求同时降低环境污染，减少交叉污染。
1 化学合成原料药工艺、车间特点及布局要求
1.1 工艺与车间特点
（1）反应步骤较多，且具有较为复杂的反应过程及较长的反应流程;（2）有机溶媒在实际应用中具有易燃易爆特性，且大多数可回收再利用;（3）对于原料药精烘包岗位的洁净度具有一定要求，设计中重难点为防爆问题;（4）具有真空、高温、高压、低温等特殊反应工艺条件;（5）改进生产工艺;（6）呈现小批量、多品种以及间断生产特点;（7）常常会应用到涉毒、涉害及涉腐等特殊性质介质。
1.2 布局要求
（1）严格按照二维或三维工艺流程顺序进行布置，同时还需要考虑到能源节约以及物料损耗，尽可能地缩短物料传运的线路;（2）实现原料与成品，人物分流;（3）针对部分房建及特殊设备地面积墙面可采取防腐蚀与易去污措施;（4）对于相似岗位进行集中布置，旨在便于设计相应措施设计;（5）考虑到有毒有害、易燃易爆气体的排放，尽可能地利用厂房自然采光与通风;（6）须严格满足现行关于水、风、气、电、汽、视、讯以及消防等方面规定及规范;（7）严格按照相关规范要求对烘干、精制、过滤及包装等有洁净度要求岗位进行设计;（8）严格按照单元操作，设置不同反应单元，使其满足多种产品生产反应条件要求;（9）车间布局需满足设备安装、更换以及检修要求;（10）预留发展区。
2 车间设计要点
2.1 建筑形式
多为单层或主体为单层，而局部结构为二层混合结构形式。
2.2 工艺研究
合成车间工艺主要为将物料送入合成车间的物料暂存间，经过称量及配料后在投料入反应釜中。经溶解、合成反应以及过滤等多种工序后再转入洁净区，予以精制、离心、干燥以及包装等工序获得产品，最后再将其运输至仓库。
2.3 钢平台布局
在原料药车间设计中，最上层钢平台上主要布置有计量罐，将溶剂通过垂直重力的方式加入至下层反应釜中，中间层钢平台上为平行放置的反应釜。为了便于其检修工作，通常将反应釜的距离控制在0.8m以上，同时还需考虑到人流与物流的通过方便，与反应釜之间可能会设置小卫生泵或者冷凝器，因而就要求在设计时确保反应釜横向距离增加至1.5m及以上，纵向距离则增加至2.5m。通常情况下，当反应釜容积在100L及以下时，需设置第一层钢平台宜3m，第二层为6m;若反应釜容积在500L及以上，则第一层钢平台设置5m左右，并设置局部钢平台旨在确保反应釜进料口与计量罐出料口之间存在30cm及以上的高差。鉴于此，需将厂房高度控制在9～10m。
2.4 分区布局
需严格按照生产的实际要求对原辅料存放区、中间体存放、成品与包装材料暂存区以及备品备件等生产辅助房间进行合理设置。但对于进入洁净区反应则要求参照洁净管理区内投料，经过滤后方可进入洁净区（D级）。
本车间布局主要是由车间上方将物料送入车间物料的暂存间，再经过配料后再予以投料。对于产品的生产过程需遵循从右到左的顺序，经反应间的溶解、合成、过滤、离心以及干燥等多种工序后再转入洁净区进行下一步的精制、离心、干燥、混料以及包装，最后运输至仓库。在车间的右上方需设置公用工程与辅助设施布置，并确保各个部分的相对独立，旨在确保生产工艺的顺畅性。同时还需设置相应的实验分析室。
因当前我国现有的规范较为严格，对于甲类车间中生产区防爆区与非防爆区的人员及物料进出具有较高要求，从而便造成车间人流物流的混乱设置。因此，可将精制区转移至丙类厂房，使得该车间仅仅只能进行物料合成工艺，将生产区全部放置为防爆区。
2.5 化学反应分类
从安全角度上，可将化学反应分为一般反应与危险性较大反应两种类型。对于一般化学反应而言，通常可选择将其布置在一个大房间或若干大空间内;而对于危险性较大反应，则需严格按照建筑、工艺、通风以及消防等各方面进行设计。对于岗位具有剧毒操作性，需加强防护措施并引入泄露报警连锁与局部排风过滤系统，设置单独隔间。 2.6 设备布置
一般情况下降反应设备布置于一条线上，各个主设备之间联系较为密切工艺可考虑予以“回”型的布置，并确保相邻反应罐间留出足够距离。小型反应设备可以不设操作平台，直接在地面支撑和操作;大型反应设备可设单设或整体设置操作台。为密切配合反应设备，通常情况下于反应罐上方或者后方上并不会布置计量罐、回流冷凝器以及尾料系統，其位置可随反应罐位置变化而变化。同时可以于反应罐后方与反应罐组设置平行钢架，计量罐以及回流冷凝器设置或者吊装在钢架上以形成一个二层操作台形式。
2.7 注意事项
在厂房中，易燃易爆介质贮存量需控制在24h使用量内，并在大量应用有毒有害介质房间，尤其有氢化合成区应该设置相应的天窗，旨在促进H2的排放以及自然采光及通风。采用多层车间设计时，尽可能地对设备采用钢平台以支撑，尽可能地避免穿楼板，旨在便于设备的调整，并预留一定发展空间有助于未来产能调整及工艺改进。
3 结语
综上所述，在满足产品要求以及工艺要求前提下，化学合成原料药车间设计需更加关注于车间工艺经济性以及灵活性，根据场址条件以及社会条件差异合理进行车间设计与布局。同时在设计与布局中还需在满足2010版GMP、《建筑设计防火规范》以及《医药工业洁净厂房设计规范》的相关要求的基础上，充分地考虑到实际操作与工艺配置、市场需求之间关系，选择合理方案。
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