多功能化學合成原料藥車間設計

范建東　李劍　曾國勇

摘? ?要：隨著近年來我國醫療水平的進步以及制藥行業的迅猛發展，我國作為當前全球做大的原料藥以及醫藥的中間體供應商，在國際市場上具有非常重要作用。為了進一步優化多功能化學合成原料藥車間設計，更好地滿足多品種及小產量生產要求，應對市場變化，本文現對原料藥車間特點及布局要求進行簡要分析，并詳細探討車間設計要點與思路。

關鍵詞：多功能? 化學合成? 原料藥? 車間設計? 設計要點

中圖分類號：TQ46? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0058-02

化學合成原料藥可分為無菌化學與非無菌化學合成原料藥兩種，其主要是指在一定條件下，利用化學原料與溶劑等進行的一系列化學反應后得到的具有一定藥效產品，再通過精制工序使其滿足各種指標原料藥。隨著近年來我國經濟發展與技術進步，使得化學原料藥以及精細化工產品的生產已經進入了成熟時期，當前在臨床藥物治療中，化學合成藥物仍然是最為常用及有效的治療藥物。因在研發化學合成原料藥中，周期較短，且對于環境污染及能源消耗較小，所以得到廣泛應用及發展。但需要注意的是，對于化學原料藥而言其不僅是藥物，同時也屬于化工產品，在設計原料藥車間需滿足以上兩點要求，還需要確保人員與生存安全，在滿足GMP要求同時降低環境污染，減少交叉污染。

1? 化學合成原料藥工藝、車間特點及布局要求

1.1 工藝與車間特點

（1）反應步驟較多，且具有較為復雜的反應過程及較長的反應流程;（2）有機溶媒在實際應用中具有易燃易爆特性，且大多數可回收再利用;（3）對于原料藥精烘包崗位的潔凈度具有一定要求，設計中重難點為防爆問題;（4）具有真空、高溫、高壓、低溫等特殊反應工藝條件;（5）改進生產工藝;（6）呈現小批量、多品種以及間斷生產特點;（7）常常會應用到涉毒、涉害及涉腐等特殊性質介質。

1.2 布局要求

（1）嚴格按照二維或三維工藝流程順序進行布置，同時還需要考慮到能源節約以及物料損耗，盡可能地縮短物料傳運的線路;（2）實現原料與成品，人物分流;（3）針對部分房建及特殊設備地面積墻面可采取防腐蝕與易去污措施;（4）對于相似崗位進行集中布置，旨在便于設計相應措施設計;（5）考慮到有毒有害、易燃易爆氣體的排放，盡可能地利用廠房自然采光與通風;（6）須嚴格滿足現行關于水、風、氣、電、汽、視、訊以及消防等方面規定及規范;（7）嚴格按照相關規范要求對烘干、精制、過濾及包裝等有潔凈度要求崗位進行設計;（8）嚴格按照單元操作，設置不同反應單元，使其滿足多種產品生產反應條件要求;（9）車間布局需滿足設備安裝、更換以及檢修要求;（10）預留發展區。

2? 車間設計要點

2.1 建筑形式

多為單層或主體為單層，而局部結構為二層混合結構形式。

2.2 工藝研究

合成車間工藝主要為將物料送入合成車間的物料暫存間，經過稱量及配料后在投料入反應釜中。經溶解、合成反應以及過濾等多種工序后再轉入潔凈區，予以精制、離心、干燥以及包裝等工序獲得產品，最后再將其運輸至倉庫。

2.3 鋼平臺布局

在原料藥車間設計中，最上層鋼平臺上主要布置有計量罐，將溶劑通過垂直重力的方式加入至下層反應釜中，中間層鋼平臺上為平行放置的反應釜。為了便于其檢修工作，通常將反應釜的距離控制在0.8m以上，同時還需考慮到人流與物流的通過方便，與反應釜之間可能會設置小衛生泵或者冷凝器，因而就要求在設計時確保反應釜橫向距離增加至1.5m及以上，縱向距離則增加至2.5m。通常情況下，當反應釜容積在100L及以下時，需設置第一層鋼平臺宜3m，第二層為6m;若反應釜容積在500L及以上，則第一層鋼平臺設置5m左右，并設置局部鋼平臺旨在確保反應釜進料口與計量罐出料口之間存在30cm及以上的高差。鑒于此，需將廠房高度控制在9～10m。

2.4 分區布局

需嚴格按照生產的實際要求對原輔料存放區、中間體存放、成品與包裝材料暫存區以及備品備件等生產輔助房間進行合理設置。但對于進入潔凈區反應則要求參照潔凈管理區內投料，經過濾后方可進入潔凈區（D級）。

本車間布局主要是由車間上方將物料送入車間物料的暫存間，再經過配料后再予以投料。對于產品的生產過程需遵循從右到左的順序，經反應間的溶解、合成、過濾、離心以及干燥等多種工序后再轉入潔凈區進行下一步的精制、離心、干燥、混料以及包裝，最后運輸至倉庫。在車間的右上方需設置公用工程與輔助設施布置，并確保各個部分的相對獨立，旨在確保生產工藝的順暢性。同時還需設置相應的實驗分析室。

因當前我國現有的規范較為嚴格，對于甲類車間中生產區防爆區與非防爆區的人員及物料進出具有較高要求，從而便造成車間人流物流的混亂設置。因此，可將精制區轉移至丙類廠房，使得該車間僅僅只能進行物料合成工藝，將生產區全部放置為防爆區。

2.5 化學反應分類

從安全角度上，可將化學反應分為一般反應與危險性較大反應兩種類型。對于一般化學反應而言，通常可選擇將其布置在一個大房間或若干大空間內;而對于危險性較大反應，則需嚴格按照建筑、工藝、通風以及消防等各方面進行設計。對于崗位具有劇毒操作性，需加強防護措施并引入泄露報警連鎖與局部排風過濾系統，設置單獨隔間。

2.6 設備布置

一般情況下降反應設備布置于一條線上，各個主設備之間聯系較為密切工藝可考慮予以“回”型的布置，并確保相鄰反應罐間留出足夠距離。小型反應設備可以不設操作平臺，直接在地面支撐和操作;大型反應設備可設單設或整體設置操作臺。為密切配合反應設備，通常情況下于反應罐上方或者后方上并不會布置計量罐、回流冷凝器以及尾料系統，其位置可隨反應罐位置變化而變化。同時可以于反應罐后方與反應罐組設置平行鋼架，計量罐以及回流冷凝器設置或者吊裝在鋼架上以形成一個二層操作臺形式。

2.7 注意事項

在廠房中，易燃易爆介質貯存量需控制在24h使用量內，并在大量應用有毒有害介質房間，尤其有氫化合成區應該設置相應的天窗，旨在促進H2的排放以及自然采光及通風。采用多層車間設計時，盡可能地對設備采用鋼平臺以支撐，盡可能地避免穿樓板，旨在便于設備的調整，并預留一定發展空間有助于未來產能調整及工藝改進。

3? 結語

綜上所述，在滿足產品要求以及工藝要求前提下，化學合成原料藥車間設計需更加關注于車間工藝經濟性以及靈活性，根據場址條件以及社會條件差異合理進行車間設計與布局。同時在設計與布局中還需在滿足2010版GMP、《建筑設計防火規范》以及《醫藥工業潔凈廠房設計規范》的相關要求的基礎上，充分地考慮到實際操作與工藝配置、市場需求之間關系，選擇合理方案。

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