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藥廠車間平面布局的討論

更新時間:2021-12-20  |  點擊率:21689

一、廠區總體布置
(一)總體布置的原則
廠區總體布局應符合GB 50187-93《工業企業總平面設計規范》規定,同時應滿足新版GMP相關廠房設施的要求。
進行廠區總體布置時,廠區按行政、生產、輔助和生活等劃區布局,結合廠區的地理環境、衛生、防火技術、環境保護等進行綜合分析,做到總體布置緊湊有序、工藝流程規范合理,以達到項目投資省、建設周期短、產品生產成本低、經濟效益和社會效益高的效果。具本應考慮以下原則和要求。
1、下風原則
潔凈區、辦公區、質檢、生活區、倉庫等布置在廠前區,并置于該地區主風的上風處,產生有害氣體、粉塵的生產區、輔助生產區應置于下風處。兼有原料藥物和制劑生產的藥廠,原料藥生產區布置在制劑生產區的下風處,防止生產時的交叉感染。三廢化處理、鍋爐房等有嚴重污染的區域應置于廠區的最大頻率下風側。布置時一般將主要生產區設計在廠區中心,而將輔助車間布置在它的附近。
2、人、物流分流原則
醫藥工業潔凈廠房應布置在廠區內環境清潔、人流貨流不穿越或少穿越的地方,為避免人、物對一些生產車間產生干擾,設置人、物流專用大門,方便生產及管理人員出入,倉儲區與各生產區或集中輔助生產區之間的物流輸送。對生產性質相類似或工藝流程相聯系車間要靠近或集中布置。
3、方便輸送、有利生產的原則
公用系統(動力設施、公用工程)應設置在各生產區域都比較近的位置,以降低物流輸送的總費用。車庫、倉庫、堆場等布置在鄰近生產區的貨運出入口及主干道附近,防止人、物流交叉,方便廠區內外運輸短捷順直。
4、工程管線綜合布置原則
一個藥廠工程管線主要有水流管路、輸變電線路、動力管路、物流管線、通信線路等,種類繁多、布置復雜一般要求管線之間、管線與建筑物、構筑物之間盡量相互協調,確保安全生產、方便施工、便于檢修。管線變化、延伸應當在竣工圖上明確記載,以便今后的擴建、改造與維修。
5、近期建設與遠期的發展相結合的原則
工廠布置設計的合理性很重要,在一定程度上給生產及生產管理、產品質量、質量檢驗工作帶來方便和保證。在設計上既要適當考慮工廠的發展遠景和標準提高的可能,又要注意今后擴建時不致影響生產以及擴大生產規模的靈活性。目前國內不少中小制劑藥廠都采用大塊式組合式布置,這種布局方式能滿足生產并縮短生產工序的路線、方便管理和提高工效、節約用地并能將零星的間隙地合并成較大面積的綠化區。
6、生態環境,凈化空氣
按照生產區、行政區,生活區和輔助區的功能要求,規劃一定面積的綠化帶,在各建(構)筑物四周空地及預留場地布置綠化,使綠化面積最好達50%以上。綠化以種植草坪為主,輔以常綠灌木和喬木,這樣可以減少露土面積,有利于保護生態環境,凈化空氣。廠區道路兩旁植上常青的行道樹,不能綠化的道路應鋪成不起塵的水泥地面,杜絕塵土飛揚。
7、其它
危險品庫應設于廠區安全位置,動物房的設置應符合GB 14925《實驗動物環境及設施》的有關規定,布置在僻靜處,并有專用的排污和空調設施。
(二)廠區總體布置實例
實例1:下圖為某制藥企業廠區總體布局圖,通過對廠區布局圖分析有以下特點:
①充分考慮該地區主導風向--東南風,將廢水處理和原料藥車間布置在下風側。
②辦公區、生活區、生產區分區布置。
③廠區人流、物流無交叉污染。
④建筑物周邊留有足夠的綠化面積。
⑤考慮了工廠未來發展預留。

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實例2:下圖為某中藥生產企業廠區總體規劃布置示例圖。
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二、分區及隔離
(一)藥品生產環境的分區
根據生產工藝和藥品質量的要求,需對生產車間的環境進行劃分,國內外在藥品生產環境的分區上趨于一致,通常分為以下4個區域。
1、室外區
室外區(黑色區)是廠區內部或外部無生產活動和更衣要求的區域。通常與生產區不連接的辦公室、機修加工車間、動力車間、化工原料儲存區、餐廳、衛生間等在此區域。
2、一般區和保護區
一般區和保護區(非控制區,制藥黑色區)是廠房內部產品外包裝操作和其它不將產品或物料明顯暴露操作的區域,如外包裝區、QC實驗區、原輔料和成品儲存區等。
一般區:沒有產品直接暴露或沒有直接接觸產品的設備和包材內表面直接暴露的環境。如無特殊要求的外包裝區域,環境對產品沒有直接或間接的影響,環境控制只考慮生產人員的舒適度。
保護區:沒有產品直接暴露或沒有直接接觸產品的設備和包材內表面直接暴露的環境。但該區域環境或活動可能直接或間接影響產品。如有溫濕度要求的外包裝區域、原輔料及成品庫房、更衣等。
3、潔凈區
潔凈區(制藥灰色區)是廠房內部非無菌產品生產的區域和無菌藥品滅(除)菌及無菌操作以外的生產區域。非無菌產品的原輔料、中間產品、待包裝產品,以及與工藝有關的設備和內包材能在此區域暴露。如果在內包裝與外包裝之間沒存隔離,則整個包裝區域應歸入此等級的區域。
4、無菌區
無菌區(制藥白色區)是無菌產品的生產場所。生產過程各環節對環境級別的具體要求見下表:
最終滅菌產品和非最終滅菌產品的生產操作示例分別如下:

潔凈度級別

最終滅菌產品的生產操作示例

C級背景下的局部*

高污染風險的產品灌裝

C級

1、產品灌裝

2、高污染風險產品的配制和過濾

3、眼用制劑、無菌軟膏劑、無菌混懸劑等的配制、灌裝

4、直接接觸藥品的包裝材料和器具最終清洗后的處理。

D級

1、軋蓋

2、灌裝前物料的準備

3、產品配制和過濾直接接觸藥品的包裝材料和器具的最終清洗。

潔凈度級別

非最終滅菌產品的無菌生產操作示例

B級背景下的*

1、處于未*密封狀態下產品的操作和轉運,如產品灌裝、分裝,壓塞、軋蓋等

2、灌裝前無法除菌過濾的藥液或產品的配制

3、直接接觸藥品的包裝材料、器具滅菌后的裝配以及處于未*密封狀態下的轉運和存放

4、無菌原料藥的粉碎、過篩、混合、分裝。

B級

1、處于未*密封狀態下的產品置于*密封容器內的轉運

2、直接接觸藥品的包裝材料、器具滅菌后處于密閉容器內的轉運和存放。

C級

1、灌裝前可除菌過濾的藥液或產品的配制

2、產品的過濾。

D級

直接接觸藥品的包裝材料、器具的最終清洗、裝配或包裝、滅菌

(二)不同潔凈區域的隔離
潔凈分區是平面規劃上防止污染和交叉污染的有效措施之一,不同潔凈區域的隔離也是一種有效措施,特別是防止由空氣流動引起的污染和交叉污染的有效措施。
根據空氣潔凈技術原理,隔離可以分為以下三類:
物理隔離:利用平面規劃時設置的抗滲性屏障,對可能引起污染和交又污染的空氣流動進行物理阻隔。物理隔離適用于塵源無法實現局部排塵的場合,例如,塵源設備形狀特殊,排塵吸氣罩無法安裝,只能在較大范圍內進行物理隔離。
靜態隔離:即壓差隔離。在平面規劃時,把需正壓或負壓大的房間設在盡頭成中心。
動態隔離:即流動氣流隔離。在平面規劃時,在有常開洞口的區城考慮動態隔離。
1、靜態隔離
通過在兩個相鄰區城之間建立壓差,可防止空氣由于某種原因的帶動而通過區城間的縫隙或開門瞬間,由低壓一側進入高壓一側而造成污染。潔凈室的靜壓差實質上是在該室門窗關閉條件下,定量空氣通過門窗等縫隙向外(內)滲透的阻力。縫隙越小,滲過定量空氣需要的壓差Δp越大,此時通過縫隙的速度也越大。如通過某小縫障時在5Pa壓差下的滲透量和某大縫隙在1Pa壓差下的滲透量若相同,則通過小縫隙的速度將要打2.23倍。反過來說,縫隙越小,在定壓差下,空氣通過縫隙的流量越小。可見在Δp=5Pa時,縫隙的滲透速度可達2.37m/s,則另一面的空氣要滲過縫隙,必須有大于2.37m/s的速度,這是很難遇到的。
2、動態隔離
對于一個常開的洞口來說,要靠壓差來抵擋洞口另一側的污染是不現實的。例如,一個0.2m*0.2m的洞口,當其兩側房間維持5Pa壓差時,通過該洞口從一邊流向另一邊的空氣量將達到146m3/h,對于不是很大的房間來說,補充這樣多的新風是很困難的。然而有時平面規劃中必須在相鄰區域間開這樣的洞口,為了解決洞口的污染問題,德國最早提出的用流動空氣抵抗污染的概念,此方法也被國際標準ISO明確用于隔離污染,其主要特點是讓通過孔洞的氣流速度大于0.2m/s。值得注意的是,這一速度不適用于開門這種孔洞較大的情況。之所以采用0.2m/s的氣流速度是因為除非直接向洞口吹風,正常情況下洞口外側的氣流流動速度一般小于0.2m/s,不容易穿過有速度大于0.2m/s的外流氣流的洞口進人洞口內側。假定此洞口的大小仍為0.2m*0.2m,則保持0.2m/s的外流氣流速度時,兩側只需約0.04Pa的壓差。如果在防止來自洞口外的污染的同時還要防止來自于另外相鄰區域的縫隙的污染,則上述這點正壓差是微不足道的,要對洞口采取其它措施了。
3、生物隔離
生物隔離是為了防止生物醫藥產品之間,特別是那些采用存活生物的制造過程產生交叉污染,而采用專用設施、設備和封閉系統。生物隔離一般分為兩次隔離。一次隔離設施是安全設備(生物安全柜)、 密閉容器、封閉式生產系統和其他工程控制裝置,這種設計在zui大程度上控制污染源,是源頭隔離的一種方法。二次隔離是采用輔助設備或系統防止污染源向房間環境擴散,保護了外部環境,常采用負壓的方法,使鄰近車間的氣流反向流進隔離區,從而有效地防止生物源外流。要特別注意的是負壓的系統方式與除懸浮微粒的靜態隔離方式壓差是相反的。
三、潔凈車間的布置
藥物制劑車間多采用集中布置,車間的平面形狀以長方形居多,常用的寬度為12m、15m、18m,高度主要決定于工藝、安裝和維修要求,同時也要考慮通風、采光和安全要求。車間可以建成大框架、大面積、大塊玻璃為固定窗的無開啟窗的廠房,有利于生產時按區域概念靈活分隔房間,也便于以后工藝變更、更新設備或進一步擴大產量。
(一)車間布置的內容
藥廠生產車間一般由以下幾部分組成,根據其作用不同可分為:
①生產設施(各工序操作間、控制室及原材料、輔料、包裝材料、成品等存放室)。
②生產輔助設施(除塵室、通風室、動力房、配電房、機修房、化驗室、空調室等)。
③生活、行政設施(車間辦公室、會議室、更衣室、衛生間等)。
④其它特殊用房(工具及工作服洗滌、干燥、存放室,氣閘室、空氣吹淋室等)。生產車間布置就是把上述各設施、車間各工段、車間內各設備進行合理布置,使施工安裝、設備維護和檢修方便,降低基建時工程造價,避免人流和物流紊亂等問題,車間建成后保證生產正常進行。
(二)生產潔凈區布置的方式
生產潔凈區一般由潔凈區、準潔凈區、輔助區三部分組成。潔凈區由潔凈室和潔凈室內走廊組成,有潔凈度級別的要求;準潔凈區包括人身凈化區、物料凈化區和潔凈外走廊三部分,有的要求達到一定的潔凈度,有的只要求有潔凈送風;輔助區包括凈化空調機房、技術夾層、純水站、氣體凈化站及其他輔助設施,這部分沒有潔凈要求,只要求清潔。生產潔凈區的平面布置可以有以下幾種方式:
①外廊環繞式:走廊在外圍潔凈室環繞,稱為外廊,外廊可以有窗和無窗,兼作參觀和放置一些設備用,外窗必須是雙層密封窗。
②內廊式:與外廊環繞式相反,潔凈室設在外圍,而走廊設在內部,這種走廊的潔凈度級別一般都較高,有時甚至達到潔凈室的級別。
③兩端式:潔凈區設在一邊,另一邊設準潔凈區和輔助用房。
④核心式:以潔凈區為核心,上下左右被各種輔助用房和隱蔽管道的空間包圍起來,這樣不僅可以避開室外氣候對潔凈區的影響,同時節約了用地,縮短了管線,減少了冷熱能耗,是一種節能的布置方式。
(三)潔凈車間布置原則
藥品生產車間的布置應符合以下原則:按工藝流程合理平面布置;嚴格劃分潔凈區城;防止污染和交叉污染;方便生產操作。生產區應有足夠的區域合理安放設備和物料,防止污染和混淆,還應考慮原輔料、半成品儲存面積,設備清洗的面積,清潔工器具的面積等。
布置生產車間時應滿足以下基本要求:
(1)生產操作間要按工藝流程布置,減少生產流程的迂回或往返。下圖為某口服液生產車間的平面布置圖,由于是按工藝流程進行的分區,因此布置合理緊湊、流暢。

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(2)稱量室宜靠近原輔料存放室或原輔料庫,其潔凈級別與配料室相同。原輔料、半成品存放室與生產區的距離要近,避免途中污染。(3)操作間內設置必要的工藝設備及放置與生產有關的物品。操作區、儲存區不得用作非區域內工作人員的通道。布置上要避免無關人員或物流通過生產區域。
(4)人員和物料的出入口應分別設置,原輔料和成品的出入口也應分開,防止原材料、中間體和半成品間的交叉污染。極易造成污染的物料和廢棄物可設置專用出入口。
(5)空氣潔凈度高的房間或區域宜布置在人員最少到達的地方,并宜靠近空調機房。不同潔凈級別的房間或區域宜按空氣潔凈度的高低由里向外布置;潔凈度相同的房間或區域的布置則宜相對集中。潔凈度不同的房間之間相互聯系時,要有防止交叉污染的措施。如氣閘室、空氣吹淋室、緩沖間或傳遞窗(柜)等。
(6)人員和物料進入潔凈廠房要有各自的凈化用室和設施,凈化用室的設置要求與生產區的潔凈級別相適應,人員和物料使用的電梯宜分開。電梯不應設在潔凈區內,如需設置應在電梯前設氣閘室或其它確保潔凈區空氣潔凈度等級的措施。
(7)對D級的生產區可將設備及容器具清洗室布置在本區域內;對*與B級生產區宜設在本區域外,其潔凈級別可低于生產區一個級別。
(8)潔凈工作服的洗滌與干燥室可設在低于生產區一個潔凈級別的區域。無菌服裝的整理與滅菌室須設在與生產區潔凈級別相同的區域。
(9)工具洗滌及存放室、維修保養室宜設在潔凈區外。盥洗室應在生產區外間,衛生間及浴室可設在更衣區。
(10)宜盡量減少潔凈區域的面積,潔凈室內只應放置必要的工藝設備和設施,室內工作人數應控制在zui低限度。同時,還應考慮到使原材料、半成品和成品存放區面積與生產規模相適應。
最終滅菌大容量注射劑生產平面布置示意圖:(參考)

非最終滅菌無菌凍干粉注射劑生產平面布置示意圖:(參考)

四、潔凈車間環境參數及控制
根據GMP要求,為保證藥品有潔凈的生產環境,在廠房設施的性能確認中,應對潔凈區的懸浮粒子數、沉降菌數進行確認,同時應對潔凈區的換氣次數、風速、溫度和濕度、壓力差、照度、新鮮空氣量等作出必要的規定。
1、斷面風速
對于*區斷面風速的要求為0.36~0.54m/s,一般情況下,盡可能在B級或C級環境內,用局部層流方式達到*要求。
2、換氣次數
我國《藥品生產質量管理規范》推薦,在一般情況下要求的換氣次數根據潔凈度的要求不同分別為:潔凈度B級的換氣次數40~60次/h,潔凈度C級的換氣次數20~40次/h,潔凈度D級的換氣次數6~20次/h,并指出換氣次數應根據熱平衡和風量平衡計算加以驗證。
3、溫度和相對濕度
潔凈室(區)的溫度和相對濕度應與藥品生產工藝要求相適應。當藥品生產無特殊要求時,*、B級的潔凈室(區)一般控制溫度為20~24℃,相對濕度為45%~60%;C級、D級潔凈室(區)一般控制溫度為18~26℃,相對濕度控制為45%~65%。當工藝和產品有特殊要求時,應按這些要求確定溫度和相對濕度。
4、壓力差
潔凈室(區)的窗戶、天棚及進入室內的管道、風口、燈具與墻壁或天棚的連接部位均應密封。GMP要求在潔凈室與鄰近潔凈度較低的空間之間保持一個可測量的壓差(DP),中國不同空氣級別之間的DP值規定為不小于10Pa,FDA建議值為10~15Pa。在工藝過程產生大量粉塵、有害物質、易燃和易爆物質的工序,生產強過敏性藥物等,其操作室應與相鄰房間或區域保持相對負壓。
5、照度
潔凈室(區)應根據生產要求提供足夠的照明。主要工作室的照度宜為300lx;輔助工作室、走廊、氣閘室、人員凈化和物料凈化用室可低于3001x,但不能低于1501x;對照度有特殊要求的生產部位可設置局部照明。廠房應有應急照明設施。
6、新鮮空氣量
潔凈室內應保持每人每小時的新鮮空氣量不少于40m3。新鮮空氣量應為單向流潔凈室總送風量的2%~4%;非單向流潔凈室應為總送風量的10%~30%,補償室內排風和保持室內正壓值所需的新鮮空氣量。
五、潔凈廠房的清潔和消毒
制藥企業潔凈廠房內表面必要時可采用化學、物理或其它的方式進行定期的清潔和消毒,殺滅病原微生物,使微生物總量控制在潔凈環境日常監測的范圍內,以防止微生物對生產車間環境可能的影響及污染。
潔凈環境常用的消毒方式有:甲醛熏蒸、臭氧熏蒸、乳酸熏蒸、雙氧水熏蒸和其它消毒劑熏蒸等。每一種滅菌方式都有其特定的適用范圍,滅菌工藝必須與注冊批準的要求相一致,且應當經過驗證。生產中應該根據具體情況選擇*的消毒方式以保證潔凈環境達到規定的要求。
1、清潔劑和消毒劑的要求
清潔劑應具有高效、環保、無殘留、水溶性強、濃度明確或配制簡便等特性。供應商應具備專業資質。每個最小包裝單位上均有標識清晰的生產日期和有效期。使用符合衛生部頒布的《消毒管理辦法》要求的消毒劑,每月輪換交替使用,以防止微生物產生耐受性。
2、清潔標準
通過清潔的潔凈廠房要求所有清潔項目達到無塵、無痕、無脫落物、整潔。
無塵:指墻面、地面、設施的表面無灰塵,粉塵。
無痕:指地面、墻面、設施無施工遭留痕跡,地面無行車痕跡。
無脫落物:指無纖維、墻皮等脫落物。
整潔:指清潔過程有條不紊,清潔現場、使用的工器具自身潔凈,擺放齊整。
3、清潔/消毒操作
①制定標準操作程序規定消毒劑的配制方法,消毒劑應現配現用。
②針對不同的消毒對象制定適宜的清潔/清毒方法和頻次。清潔消毒對象包括墻面、地面、設備、地漏、洗手池、空調風口等。
③潔凈區域內,在清潔完一個生產房間后,使用過的拖把、洗滌車等清潔工具需要清洗后才能進行下一個生產房間的清潔。
④清潔/消毒工作結束后應及時進行記錄。
⑤通過季度和年度環境監測報告的數據分析,評估清潔/消毒方法的有效性。