以小牛血去蛋白提取物为例谈生化提取车间设计

吴春姗，丁 舒，翁德会，杨艾玲

(武汉华夏理工学院制药工程学院，湖北 武汉 430223)

小牛血去蛋白提取物是将新鲜小牛血经提取，浓缩，超滤等工艺制得的含有无机物及小分子有机物的无菌水溶液，是一种国家级新药。用于脑缺血，脑痴呆，脑外伤及大脑功能不全等脑细胞代谢障碍性疾病的治疗。其药理作用可增强组织细胞对氧及葡萄糖摄取与利用，改善细胞缺氧状态和机体内环境，增加心,脑，肝等脏器的血流量，改善微循环[1]。由于目前对于脑部疾病没有特效治疗方法和药物，而小牛血去蛋白提取物是一种效果相对比较好的药物，具有相当大的市场竞争力，而且随着对其研究的深入，其发展前景也非常大。

1 工艺流程概述

本设计中最终产品是小牛血去蛋白提取物原液，总共经过提取、一次醇沉、二次醇沉、一次浓缩、二次浓缩、超滤、脱色等几个工序。本设计采用水提醇沉的方法进行分离。其中，提取阶段采取水提取方式将有效成分提取出来，提取后的物料用中转罐转入醇沉罐中加入95%的酒精进行一次醇沉，一次醇沉的上清液和下沉物体积比为5∶4，上清液转入中转罐，下沉物加入与小牛血原血等体积的95%酒精后进行二次醇沉。二次醇沉上清液和下沉物体积比为1∶4，上清液转入中转罐与一次醇沉上清液混合，待浓缩。下沉物导入离心机进行离心，离心液导入浓缩釜中浓缩并回收酒精。一次醇沉和二次醇沉的上清液抽到浓缩器中进行一次浓缩，浓缩的酒精浓度约为80%。一次浓缩后将剩下的物料进行二次浓缩，二次浓缩的酒精浓度约为80%并进行回收。二次浓缩后进行超滤，超滤后进行脱色。脱色工序中加入总体积0.1%的活性炭，在完成脱色工序后送入灭菌柜中进行灭菌，最终得到产品[2]。

2 工艺流程框图

工艺流程框图见图1。

图1 工艺流程框图

3 车间总体布置说明

车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列做出合理安排。车间布置设计是车间工艺设计的两个重要环节之一，它还是工艺专业向其他专业提供开展车间设计的基础资料之一。成功的车间布置将会使车间内的人、设备和物料在空间上实现最合理的组合，以降低劳动成本，减少事故发生，增加地面可用空间，提高材料利用率，改善工作条件，促进生产发展。一个布置不合理的车间，基建时工程造价高，施工安装不便，车间建成后又会带来生产和管理问题，造成人流和物流紊乱，设备维护和检修不便等问题，同时也埋下了较大的安全隐患。因此，车间布置设计时应遵守设计程序，按照布置设计的基本原则，进行细致而周密的考虑。

本设计中厂房为长方形，选择长方形的厂房是因为长方形厂房便于总平面图的布置，其优点是建筑简便、运输路线短、布置紧凑、动力管道短，占地面积小[3]。厂房总长45m，宽24m，柱距选用9m，跨度选用6m，厂房长度既满足生产工艺需求，同时又避免了沉降缝等问题的出现，整个车间布置与安排既要符合《药品生产质量管理规范》的要求，又能满足工厂总平面布置的要求；既能满足生产工艺的需要，又考虑了车间防火、防爆的要求；车间布置应整齐、紧凑，有利于车间管理。车间总体布置设计见图2。

图2 车间总体布置设计

3.1 车间设备布置

3.1.1 提取、醇沉车间布置

提取阶段和醇沉阶段所使用的提取罐及醇沉罐结构类似，故可将此两种设备布置于同一个车间内。在本设计中，提取罐其高度从底座到灌顶为6.15m，醇沉罐其高度从底座到灌顶为4.65m，故该车间的厂房高度定为7m，物料高位槽定于6.5m处，物料储料罐置于地面层，提取罐与墙体之间的距离定为0.5m，提取罐之间的距离定为1m，醇沉罐底座置于地面层，醇沉罐与墙之间距离定为0.5m，醇沉罐之间的距离定为1m，在本车间3m高度处设置为车间第二层面，以便于检修、维护及清洁，操作台、离心泵置于地面层。该车间布置中，采用三层布置，设有高位槽，利用物料的自流，节省能量，物料采用封闭管道输送，避免交叉往返现象，既满足GMP对车间设备布置的要求又满足车间生产工艺的要求[4]。

提取、醇沉车间，属于防爆车间，在设计是应该避免死角，二层楼板上要设有泄压孔，采取相应措施防止静电的积累以避免发生生产事故。

3.1.2 灭菌车间布置

脱色、灭菌车间属于“精烘包”车间，其中灭菌的洁净级别为D级。人流和物流分别通过不同的出入口进出，人员净化出入口分别设置一个气闸，产生正压，从而防止污染空气倒流，带入尘粒及细菌；物料净化出入口分别设置传递窗，利用紫外光照射进行灭菌消毒；同级别生产区内的物料通过洁净走廊运输，保证设备，人员流动不串岗，减少了交叉污染的机会，由此保证洁净区的洁净度控制在D级。另外，生产洁净区内温度控制在18～26℃，相对湿度控制在45%～65%以内。D级洁净生产区与室外大气的静压差大于10帕，并设有相应的压差指示装置。

3.1.3 浓缩车间布置

浓缩车间中主要进行的是一次浓缩和二次浓缩，在一次浓缩中，选用了真空浓缩罐，其高度为6.5m，二次浓缩则选用升膜式蒸发器，其高度为6.05m，故浓缩车间的厂房高度定为7m。真空浓缩罐之间的距离定为1.5m，真空罐与墙之间的距离定为2m，升膜蒸发器与墙之间的距离定为2m，操作台置于地面。

浓缩车间属于防爆车间，采用单层布置，同时采取相应措施防止静电的积累。

3.1.4 原料回收车间与乙醇储存间布置

原料回收间和乙醇储存间都属于防爆车间，特别是乙醇储存间，除了必要的静电防护和粉尘去除外，应该着重注意防火要求，在罐体布置方面，原料回收间罐体与墙体之间的距离定为1m，罐体与罐体之间定为2m。乙醇回收间中罐体与墙体之间的距离定为1m，罐体与罐体之间距离定为1m。

3.2 安全和卫生要求[5]

(1) 要创造良好的采光条件，设备布置时尽可能做到工人背光操作，提取罐，醇沉罐等避免靠窗布置，以免影响采光。

(2) 对于高温及存在有易挥发气体的厂房如浓缩车间，要适当加高建筑物的层高，以利通风散热。

(3) 加强自然通风对流，同时考虑机械送风排风，在厂房中央设置气楼。

(4) 对防爆车间，楼板上必须留出泄压孔。防爆厂房与其他厂房连接时，必须要有防爆墙隔开；加强车间通风，保证易燃、易爆物质在空气中的浓度不大于允许极限浓度；采取防止引起静电现象及着火的措施。

3.3 人流和物流走向及说明[6]

3.3.1 人流通道设计及说明

凡进入D级洁净区的人员均需经过二更后方能进入。

人员进入洁净区的净化程序见图3。

图3 人员进入洁净区的净化程序

3.3.2 物流通道设计及说明

物料在进入洁净区均需在缓冲室内先刷掉外表面的灰尘污染，再用消毒水擦洗消毒，然后再设有紫外灯的传递窗内消毒，传入洁净区。

物净程序：所有原辅材料在使用时必需经过以下物净程序，见图4。

图4 物净程序

4 结语

生化提取车间的各工艺流程都是紧随其工艺相互紧密联系的，在车间设计的过程中都是以工艺作为核心。在车间布局的过程中要充分贯彻GMP的理念，将精烘包区域与原料药生产区域按照洁净级别有效分隔，设计好人流、物流通道，让人物流通道不仅满足便捷生产，同时也避免物料的交叉返混现象的发生。