I第1章綜述1.1背景2型糖尿病，也稱作非胰島素依賴性糖尿病，主要表現(xiàn)為患者盡管能產(chǎn)生胰島素，但細(xì)胞對其反應(yīng)不足，形成了顯著的胰島素抵抗。此外，部分患者還會出現(xiàn)胰島素分泌不足的癥狀。這類糖尿病的臨床癥狀包括頻繁飲水、進(jìn)食、排尿，并且會導(dǎo)致糖分、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝系統(tǒng)混亂，嚴(yán)重影響患者的健康。如果不對血糖水平進(jìn)行有效控制，患者很容易發(fā)展出糖尿病相關(guān)的急慢性并發(fā)癥，這些并發(fā)癥可能導(dǎo)致殘疾或死亡，極大地威脅到患者的生活質(zhì)量和安全。目前，治療2型糖尿病的臨床策略主要聚焦于降低胰島素抵抗和提升胰島素的敏感性，同時也注重改善β細(xì)胞功能的損傷及血糖水平的調(diào)控。在眾多治療方案中，二甲雙胍（也被稱為甲福明或DMBG）是常用的降糖藥物。二甲雙胍獨(dú)特的作用機(jī)制包括抑制小腸對葡萄糖的吸收、增加肌肉和脂肪組織對葡萄糖的攝取、限制肝臟的糖原異生過程、提高胰島素的敏感性以及抑制胰高血糖素的釋放，通過激活A(yù)MP激活的蛋白激酶實(shí)現(xiàn)其降糖效果。此外，二甲雙胍還具有心血管保護(hù)功能，可以減少肥胖的2型糖尿病患者心血管事件的發(fā)生及死亡風(fēng)險，從而提供全面的治療效果。此外，近年來發(fā)現(xiàn)了二甲雙胍某些新功效，其臨床價值有待確證。本論文主要對鹽酸二甲雙胍的性質(zhì)，機(jī)制，藥理作用，工藝設(shè)計進(jìn)行介紹和其工藝制備、工藝設(shè)備選型、車間設(shè)備圖方面進(jìn)行設(shè)計。1.2糖尿病發(fā)生機(jī)制1.胰島素的分泌障礙：胰島素是維持血糖平衡的關(guān)鍵激素。當(dāng)胰島素分泌不充分時，葡萄糖無法被細(xì)胞吸收用于代謝，結(jié)果導(dǎo)致血糖水平升高。2.胰島素敏感性降低：所謂胰島素抵抗，指的是身體組織對胰島素的反應(yīng)能力減弱。這種抵抗可以導(dǎo)致胰島β細(xì)胞功能減退，進(jìn)而影響胰島素的正常分泌，最終可能觸發(fā)糖尿病的發(fā)展。3.葡萄糖耐受性降低：這一現(xiàn)象涉及到身體對葡萄糖的處理能力減退，無法有效地利用葡萄糖，因此血糖水平上升。4.胰高血糖素過量分泌：胰高血糖素是另一種可以導(dǎo)致血糖上升的激素。其過量分泌會刺激肝臟釋放更多的糖原，進(jìn)而提高血糖水平。5.遺傳因素：糖尿病在某些家族中較為常見，顯示出其遺傳傾向。特定的遺傳變異可能增加個體發(fā)展為糖尿病的風(fēng)險。6.生活方式因素：不健康的生活習(xí)慣是糖尿病的主要觸發(fā)因素。包括不均衡的飲食、缺乏體育活動、過度體重、持續(xù)壓力等，這些因素都能顯著提高罹患糖尿病的可能性。綜上所述，糖尿病的主要發(fā)病機(jī)制是多方面的，包括胰島素分泌不足、胰島素抵抗、葡萄糖耐受性下降、胰高血糖素分泌過多、遺傳因素以及不良的生活方式等。為了預(yù)防和治療糖尿病，我們需要關(guān)注這些因素，并采取相應(yīng)的措施。1.3產(chǎn)品1.3.1概述鹽酸二甲雙胍是目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的雙胍類降糖藥，其降血糖效果確鑿，特別是在餐后降血糖方面表現(xiàn)尤為顯著，而且不會引發(fā)低血糖的風(fēng)險。除此之外，鹽酸二甲雙胍還能有效阻礙動脈粥樣硬化的發(fā)生，對糖尿病血管并發(fā)癥的預(yù)防和治療起到重要作用，有助于延長患者的壽命。因此，它成為了肥胖型二型糖尿病患者的首選降糖藥物。在制備工藝方面，鹽酸二甲雙胍同樣表現(xiàn)出色。采用先進(jìn)的薄膜包衣技術(shù)，替代了傳統(tǒng)的糖衣片，使得藥品的品質(zhì)更加卓越。這一技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了藥品的穩(wěn)定性和生物利用度，還使得藥品在體內(nèi)的釋放更為均勻，從而更好地發(fā)揮藥效。綜上所述，鹽酸二甲雙胍憑借其獨(dú)特的藥理作用、廣泛的應(yīng)用范圍以及先進(jìn)的制備工藝，成為了糖尿病治療領(lǐng)域中的佼佼者，為廣大患者帶來了福音。化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在N-1位置有兩個甲基,沒有與降糖靈苯乙基相似的長疏水側(cè)鏈;在亞氨基上被質(zhì)子化因而不能像降糖靈那樣以分子內(nèi)

N-N…N氫鍵形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致了鹽酸二甲雙胍和降糖靈藥理作用的差異。藥物作用特性：二甲雙胍等藥物在治療糖尿病時的優(yōu)勢在于它們不僅不刺激胰島素的額外分泌，而且還能保護(hù)已經(jīng)受損的胰島β細(xì)胞，防止其進(jìn)一步惡化。這種保護(hù)機(jī)制有助于長期管理糖尿病。此外，使用這類藥物避免了磺脲類降糖藥可能引起的高胰島素血癥和進(jìn)一步的胰島素抵抗。它們還能幫助減輕體重，降低血脂水平，減少動脈平滑肌細(xì)胞的成纖維細(xì)胞增生，降低由缺氧引起的上皮細(xì)胞增生，抑制血小板的凝集，增加動脈血流，擴(kuò)張微血管，增強(qiáng)血管的收縮能力，并降低血管的通透性。該品性質(zhì)穩(wěn)定,與蛋白結(jié)合不到5%,所以其降糖作用很少受具有強(qiáng)陰離子特性的藥物如阿司匹林、水楊酸鹽等的影響。該品以原形從尿中排出,清除迅速,肝臟中無聚集,很少誘發(fā)乳酸酸中毒,其副作用只有降糖靈（鹽酸苯乙雙胍)的1/50。無皮膚過敏反應(yīng)。鹽酸二甲雙胍的藥理機(jī)制與磺脲類降糖藥顯著不同，它不促進(jìn)胰島β細(xì)胞產(chǎn)生胰島素。它主要在胰島外組織發(fā)揮作用，通過提高細(xì)胞對葡萄糖的吸收利用及抑制糖的生成，從而有效降低血糖水平。具體來說，這種藥物可以增加周圍組織糖的無氧酵解和有氧代謝，從而加快糖的消耗和利用。此外，它還能降低肝糖原異生和減少腸葡萄糖吸收，進(jìn)一步減少血糖的生成。這種多重作用使得鹽酸二甲雙胍在降血糖方面具有顯著的效果。1.3.2結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)鹽酸二甲雙胍的結(jié)構(gòu)圖如下：圖1.1鹽酸二甲雙胍結(jié)構(gòu)式中文名：1，1-二甲雙基雙胍鹽酸鹽化學(xué)式：C4H12ClN5分子量：165.625熔點(diǎn)：223-226℃沸點(diǎn)：224.1°Cat760mmHg溶解性：物理性質(zhì)方面，鹽酸二甲雙胍的溶解性較高，可容易溶解在水和甲醇中，而在乙醇中僅稍微溶解，且完全不溶于乙醚與氯仿密度：g/cm3閃點(diǎn)：89.3℃性質(zhì)：作為一種白色結(jié)晶性粉末，其在購買后的兩年內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定，而其溶液在DMSO或蒸餾水中存放于-20°C時可保持穩(wěn)定性長達(dá)兩個月。雙甲雙胍類Biguanides藥物主要是雙甲雙胍(雙甲雙胍)。二甲雙胍對糖尿病患者有降低血糖的作用，而不是胰島B細(xì)胞功能，正常人則不會有這種作用。其作用機(jī)制目前被認(rèn)為是作為一種AMPK(Adenosine5'-Monophosphate-ActivatedProteinkinase)激活劑起作用，在藥理作用上，鹽酸二甲雙胍通過多重機(jī)制發(fā)揮作用，包括抑制腸道細(xì)胞對葡萄糖的吸收，促進(jìn)脂肪及骨骼肌等組織的葡萄糖攝取與利用，同時抑制肝臟的糖原生成過程。此外，該藥增強(qiáng)了靶組織對胰島素的敏感性，并有效抑制了胰高血糖素的釋放。這些復(fù)合效果使其成為治療2型糖尿病的首選藥物，不增加患者體重，能明顯減少與糖尿病有關(guān)的血管并發(fā)癥的危險；特別是肥胖的Ⅱ型糖尿病。二甲雙胍是一種常用的降糖藥物，其半衰期約為1.5小時，主要通過腎臟排泄。二甲雙胍的最嚴(yán)重不良反應(yīng)是乳酸性酸中毒，這是一種非常罕見但非常嚴(yán)重的副作用，每10萬服用二甲雙胍的患者中不超過1個1。乳酸性酸中毒的癥狀包括嘔吐、腹痛、過度換氣、神志障礙等7，且在嚴(yán)重情況下可能致命。1.4鹽酸二甲雙胍作用雙胍類biguanides藥物主要為二甲雙胍(miertomin)。二甲雙胍對不論有無胰島B細(xì)胞功能的糖尿病患者均有降血糖作用，對正常人則無。其作用機(jī)制目前認(rèn)為是作為AMPK(adenosine5'-monophosphate-activatedproteinkinase)激活劑起作用，鹽酸二甲雙胍的特點(diǎn)是不僅不促進(jìn)體重增加，還能有效降低糖尿病患者血管并發(fā)癥的風(fēng)險。這些獨(dú)特的藥理效果，確保了其在糖尿病治療中的重要地位。尤其肥胖性2型糖尿病。二甲雙胍t1/2約1.5小時，作用時間短，主要以原形藥物從腎臟排泄。本品最嚴(yán)重的不良反應(yīng)是誘發(fā)乳酸酸中毒，其他尚有食飲下降、惡心、腹部不適、腹瀉、低血糖等不良區(qū)應(yīng)。此外,近年來發(fā)現(xiàn)了二甲雙胍的某些新功效,其臨床價值有待確證。1.5鹽酸二甲雙胍的劑型鹽酸二甲雙胍片劑（通稱為MetforminHydrochlorideTablets）呈片狀形式，每片覆蓋一層白色薄膜，核心成分也為白色。它是一種效果顯著的降血糖藥物，主要用于治療依賴胰島素的急性糖尿病類型。藥物用法和生理劑量：推薦通過口服給藥。標(biāo)準(zhǔn)劑量為每次0.5克，每天總劑量不超過1.5克，除非有醫(yī)生的特別指示。用藥注意事項：血液充血性引起心力衰竭、肝、腎上腺功能不全，糖尿病思者可合并慢性關(guān)癥?；加兴嶂卸?、急性細(xì)菌感染或?qū)λ幬锍煞诌^敏的情況下，應(yīng)立即停止使用該藥物。此外，孕婦在妊娠期間使用此藥應(yīng)格外謹(jǐn)慎。規(guī)格：每片0.25克。貯存：應(yīng)將藥品密封存放以保持其穩(wěn)定性。批準(zhǔn)文號：中國通過國藥淮宇（H20060164）批準(zhǔn)上市處方和依據(jù)：依據(jù)：《中國藥典》2020年版二部。1.6鹽酸二甲雙胍的制備工藝以氯化二甲基銨和雙氰胺作為原料進(jìn)行合成，鹽酸二甲雙胍合成路線如圖1.2：圖1.2鹽酸二甲雙胍合成路線1.7工藝流程框圖鹽酸二甲雙胍工藝流程框圖如圖1.3和圖1.4所示（1）合成二甲雙胍原料圖1.3鹽酸二甲雙胍的合成工藝流程框成品的制備流程圖1.4鹽酸二甲雙胍制備流程1.8鹽酸二甲雙胍的市場與發(fā)展前景一、市場現(xiàn)狀鹽酸二甲雙胍是全球應(yīng)用最廣泛的口服降糖藥之一，尤其在糖尿病治療領(lǐng)域占有重要地位。目前，全球鹽酸二甲雙脈的市場規(guī)模穩(wěn)步增長，主要集中在中國、美國、歐洲等地區(qū)。隨著全球糖尿病患者人數(shù)的不斷增加，鹽酸二甲雙胍的市場需求將繼續(xù)保持增長態(tài)勢。二、競爭格局市場分析顯示，鹽酸二甲雙胍在全球范圍內(nèi)，尤其是在中國和歐美，面臨著激烈的市場競爭。多家大型制藥公司在這一領(lǐng)域競爭。這些企業(yè)在原料藥和制劑的生產(chǎn)、研發(fā)、銷售等方面均具有較強(qiáng)的實(shí)力和優(yōu)勢。此外，隨著中國制藥行業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)的一些新興企業(yè)也開始進(jìn)入鹽酸二甲雙胍市場，為市場注入了新的活力。三、政策環(huán)境各國政府對于藥品市場的監(jiān)管力度不斷加強(qiáng)，對于藥品質(zhì)量和安全的要求也越來越高。此外，隨著全球環(huán)保意識的不斷提高，對千藥品生產(chǎn)過程中的環(huán)保要求也越來越嚴(yán)格。這些政策環(huán)境的變化將對企業(yè)的發(fā)展帶來一定的影響，需要企業(yè)密切關(guān)注并積極應(yīng)對。四、技術(shù)創(chuàng)新隨著醫(yī)藥科技的不斷進(jìn)步，鹽酸二甲雙胍的生產(chǎn)技術(shù)和工藝也在不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。目前，一些企業(yè)已經(jīng)開始采用新的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，以提高鹽酸二甲雙胍的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。未來，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，鹽酸二甲雙胍的生產(chǎn)將更加高效、環(huán)保和安全。五、發(fā)展趨勢1.隨著全球糖尿病患者人數(shù)的不斷增加，鹽酸二甲雙胍的市場需求將繼續(xù)保持增長態(tài)勢。2．隨著醫(yī)療保健體系不斷完善，政府對于藥品質(zhì)量和安全的要求將更加嚴(yán)格，這將推動企業(yè)加強(qiáng)藥品研發(fā)和質(zhì)量控制。3.隨著制藥技術(shù)的進(jìn)步，鹽酸二甲雙胍的制造過程預(yù)計將持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)得到優(yōu)化，以提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4.隨著環(huán)保意識的不斷提高，企業(yè)將更加注重環(huán)保生產(chǎn)，推動藥品生產(chǎn)向綠色化、低碳化方向發(fā)展。5.隨著國際化進(jìn)程的不斷加速，國內(nèi)企業(yè)將更加積極地開拓國際市場，提高國際競爭力。1.9研究目的意義滿足臨床需求：二甲雙胍的合成反應(yīng)機(jī)制研究對于藥物的生產(chǎn)和改進(jìn)具有重要意義。通過深入理解二甲雙胍的合成反應(yīng)機(jī)理，可以優(yōu)化合成工藝，提高產(chǎn)率和純度，從而更好地滿足臨床需求。指導(dǎo)類似結(jié)構(gòu)的藥物合成：對于合成反應(yīng)機(jī)理的研究還可以為類似結(jié)構(gòu)的藥物合成提供借鑒和指導(dǎo)。車間生產(chǎn)意義：車間生產(chǎn)是社會化大生產(chǎn)的集中體現(xiàn)，是工業(yè)和貿(mào)易的集中體現(xiàn)，是科學(xué)技術(shù)的集中體現(xiàn)，也是企業(yè)管理的集中體現(xiàn)。車間生產(chǎn)具有很強(qiáng)的計劃性，車間生產(chǎn)具有明顯的連續(xù)性，車間生產(chǎn)具有嚴(yán)格的質(zhì)量控制，車間生產(chǎn)具有高度的協(xié)調(diào)性，車間生產(chǎn)具有高效率性，車間生產(chǎn)具有高度的安全性，車間生產(chǎn)具有嚴(yán)格的成本控制，車間生產(chǎn)具有高度的創(chuàng)新性，車間生產(chǎn)具有很強(qiáng)的環(huán)保性。1.10制備原料藥工藝過程說明1.10.1粗制階段在生產(chǎn)過程中，以鹽酸二甲胺和雙氰胺為原料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)兩者的質(zhì)量比為1：1.1時，可以獲得較高的產(chǎn)率。生產(chǎn)時首先將鹽酸二甲胺溶解于反應(yīng)釜中，接著加入環(huán)己醇作為溶劑，其質(zhì)量是雙氰胺固體的兩倍。然后加入雙氰胺，并升溫至120℃進(jìn)行攪拌，以確保完全溶解。在超過130℃的條件下，繼續(xù)加熱進(jìn)行回流，以完成反應(yīng)過程，并且在此過程中持續(xù)攪拌約1小時，這些條件共同作用促進(jìn)了針狀晶體的形成。高溫有利于晶體的生長和長大，而適當(dāng)?shù)臄嚢鑴t有助于促進(jìn)晶體的擴(kuò)散和生長，盡管過快的攪拌可能會導(dǎo)致晶體尺寸減小。因此，這種特定的操作條件是針狀晶體形成的有利因素。在完成初步合成后，停止加熱并采用冷卻方法將反應(yīng)混合物的溫度維持在140℃，保持此狀態(tài)直到結(jié)晶形成，然后繼續(xù)反應(yīng)60分鐘。此后，終止攪拌，讓溫度自然下降至130℃，并將結(jié)晶體通過出料口排放，送入離心機(jī)中除去多余水分，并使用無水乙醇進(jìn)行洗滌，再次離心以除去殘余乙醇，這樣可獲得鹽酸二甲雙胍的粗制品，隨即轉(zhuǎn)入下一生產(chǎn)階段進(jìn)行精制。這一過程涉及到的關(guān)鍵步驟包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾干燥等。1.10.2精制階段1.10.2.1脫色工序在精制過程中的脫色階段，向系統(tǒng)中加入占粗制品重量兩倍的78%乙醇溶液，并將溫度控制在75至82℃之間，以確保粗制品完全溶解。若未完全溶解，可適量添加純凈水以促進(jìn)溶解。待物料完全溶解后，加入適量的活性炭進(jìn)行脫色，持續(xù)時間控制在15至25分鐘。維持溫度在75至82℃期間，確保溶液被完全過濾并導(dǎo)入結(jié)晶罐中。1.10.2.2精制結(jié)晶工序（結(jié)晶釜）結(jié)晶過程開始時，加入95%藥用乙醇并啟動循環(huán)水系統(tǒng)以降低濾液溫度。在降溫階段，溫度每降低1℃需用10分鐘，通過電機(jī)變頻器精確調(diào)節(jié)攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速，以確保攪拌均勻。調(diào)節(jié)電機(jī)輸入頻率以精細(xì)控制輸出轉(zhuǎn)速，使其保持在20至35轉(zhuǎn)每分鐘。當(dāng)溫度降至-10℃以下，進(jìn)行最后的離心分離，此時必須確保離心機(jī)的轉(zhuǎn)速適宜，以完成材料的最終凈化。1.10.2.3干燥工序（真空干燥機(jī)）在操作干燥機(jī)之前，確保設(shè)備內(nèi)部的真空管和濾套已徹底清潔并且緊固。同時，檢查人孔蓋是否已經(jīng)妥當(dāng)鎖緊。對濕料在吸濾桶內(nèi)進(jìn)行松散處理后，安裝好進(jìn)料管道。隨后，啟動干燥機(jī)的真空和進(jìn)料閥，讓所有濕料被抽入干燥機(jī)內(nèi)。完成這一步驟后，關(guān)閉進(jìn)料閥并拆除進(jìn)料管。接著，打開夾套蒸汽進(jìn)出閥，啟動干燥機(jī)旋轉(zhuǎn)開關(guān)，設(shè)置夾套蒸汽壓力為0.1Mpa，內(nèi)部溫度控制在35-70℃，真空度維持在-0.02至-0.09MPa。保持設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)2至2.5小時，期間每隔半小時記錄一次相關(guān)工作參數(shù)。完成干燥后，停止干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉蒸汽閥，并在5分鐘后啟動冷卻系統(tǒng)，冷卻至內(nèi)部溫度降至40℃以下。隨后關(guān)閉所有閥門，緩慢釋放壓力并打開人孔蓋，將干燥后的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至存儲容器。完成操作后，進(jìn)行干燥機(jī)內(nèi)部的清潔工作，并拆洗再次裝配真空管和濾套，準(zhǔn)備下一批次的干燥工作。1.10.3制備過程的注意事項1.縮合過程中注意環(huán)己醇為易燃液體，脫色過程乙醇易燃易爆液體，不應(yīng)有明火接觸；2.脫色工序的壓料壓力應(yīng)控制在0.2Mpa以下；3．結(jié)晶時保持結(jié)晶罐中無塵埃；4.干燥時要保持真空度在負(fù)0.09Mpa以下；5.注意制備過程中對乙醇的回收。1.11制片過程1.11.1鹽酸二甲雙胍處方表1.1鹽酸二甲雙胍片處方序號組成重量/mg1鹽酸二甲雙胍2502糊精53預(yù)膠化淀粉35.74淀粉8.35硬脂酸鎂11.11.2產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格（1）產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格表1.2產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格產(chǎn)品名稱規(guī)格包裝規(guī)格產(chǎn)量鹽酸二甲雙胍250mg/片24片/盒1億片/年（2）設(shè)計基準(zhǔn)表1.3設(shè)計基準(zhǔn)產(chǎn)品名稱班次工作時間工作日鹽酸二甲雙胍2班8小時250/天1.11.3操作步驟(a)過篩：篩分是為了得到粒度較為平均的物品為后續(xù)制粒做準(zhǔn)備。(b)初混：把材料和輔料初步攪拌平均，提高原輔料粉末的均勻度。(c)制粒：把原輔料的攪拌物制成微粒狀。本次設(shè)計采用的是濕法制粒。(d)整粒：濕法制粒粉碎后，可能存在有粒度不均的現(xiàn)象，需經(jīng)重新過篩，使顆粒均勻。(e)總混：整粒后，顆?？赡艽嬖诜稚⒉痪鶆虻默F(xiàn)象，總混提高顆粒的均勻度。(f)壓片：將總混后的物品壓成素片。(g)包衣：使用預(yù)熱高效包衣鍋，將已經(jīng)壓片的素片放入包衣鍋內(nèi)，在確保素片溫度達(dá)到要求之后進(jìn)行下一步處理。(h)包裝：包括內(nèi)包裝和外包裝。使制備好的片劑封入鋁塑泡罩板中。成品達(dá)到密封，防潮防濕、避熱避光等條件。第2章物料衡算2.1物料衡算依據(jù)年產(chǎn)量：25000(Kg)根據(jù)每片規(guī)格0.25g/片0.25×100000000=25000(Kg)年工作日：250天可以得每天生產(chǎn)25000÷250=100(Kg)2.2縮合罐的物料衡算進(jìn)料1進(jìn)料2縮合反應(yīng)罐出料4進(jìn)料325t/250天=100Kg/天因?yàn)槭章蕿?2.2%。由公式：投料量=日產(chǎn)量總收率×M相對分子質(zhì)量和質(zhì)量見表2.2.1表2.1質(zhì)量表物料名稱Mm雙氰胺84m0二甲胺鹽酸鹽81.5m1環(huán)己烯鹽酸二甲雙胍100.12165.5m2m3在制備鹽酸二甲雙胍的化學(xué)過程中，基于雙氰胺和鹽酸二甲雙胍的分子量比，計算得1.970。根據(jù)生產(chǎn)效率，我們得到收率公式：鹽酸二甲雙胍的產(chǎn)出量占雙氰胺輸入量和1.9702的乘積的82.2%。據(jù)此，理論上當(dāng)雙氰胺的投入量為100公斤時，所需的實(shí)際雙氰胺量為61.74728公斤。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)雙氰胺與鹽酸二甲胺的比例為1.1:1時，可以實(shí)現(xiàn)最佳收率，因此實(shí)際雙氰胺的用量應(yīng)為67.922公斤。接下來，考慮到鹽酸二甲雙胍與鹽酸二甲胺的分子量比為2.0307，以相同的收率計算，所需的鹽酸二甲胺的量為59.9077公斤。另外，加入無水乙醇（95%濃度），其量為鹽酸二甲雙胍總產(chǎn)量的20%，即20公斤。關(guān)于溶劑環(huán)己醇的使用，其體積應(yīng)當(dāng)是雙氰胺重量的兩倍。計算得到環(huán)己醇的體積為0.135844升，考慮到環(huán)己醇的密度為0.9624克/毫升，相應(yīng)的重量為130.681928公斤。綜合上述數(shù)據(jù)，可得到各種物料的輸入量如下：雙氰胺的實(shí)際添加量為67.922公斤。鹽酸二甲胺的添加量為59.9077公斤。環(huán)己醇的總重量為130.682公斤。在這一過程中，考慮到工藝效率和操作上的精確控制，不額外計算物料損耗，從而所有添加物料的總重為256.512公斤。這一工藝設(shè)計旨在實(shí)現(xiàn)材料的最大利用和生產(chǎn)效率的優(yōu)化。m0=67.92kgm1=59.91kgm2=130.68kgm4(總出料量)=m0＋m1＋m2=256.51kg得到總出料量m4進(jìn)入離心機(jī)，把它記作進(jìn)料①。2.3離心機(jī)的物料衡算

進(jìn)料①

出料③

進(jìn)料②

離心機(jī)

出料④

出料⑤在處理濕料的分離步驟中，將原料首先加入到離心機(jī)中，以分離溶劑和鹽酸二甲雙胍的粗制品，隨后進(jìn)行甩干處理。最終使用無水乙醇進(jìn)行洗滌并再次進(jìn)行甩干。根據(jù)設(shè)備的性能數(shù)據(jù)，離心機(jī)的有效離心率為50.40%，從而計算出分離的母液總量為256.512kg的50.40%，即129.282kg?？紤]到設(shè)備在操作過程中的典型損耗范圍為0.60%至0.75%，本設(shè)計采用的損耗率為0.624%。因此，各階段物料的流量計算如下：消耗的量m7=256.512×0.624%=1.6006kg所以濕品m6=256.512-129.282-1.6006=125.6294kg無水乙醇（95%）m5=濕品×0.2=125.6294×0.2=25.12588kg初始濕料總量為256.512kg。使用無水乙醇（95%濃度）作為溶劑，濕料的20%即51.3024kg。經(jīng)過離心分離后，殘留濕料為125.6294kg。再次使用等量的無水乙醇進(jìn)行洗滌。最終獲得的離心母液為129.282kg，該母液將回收并循環(huán)使用于后續(xù)的縮合步驟中。即m4=256.51kgm5=25.13kgm6=125.63kgm7=25.13kgm8=129.28kg出料③進(jìn)入脫色罐記作脫色罐進(jìn)料量(1)2.4脫色罐的物料衡算

進(jìn)料(1)

出料(4)

進(jìn)料(2)

脫色罐

進(jìn)料(3)

出料(5)根據(jù)制藥過程中常用的添加劑比例，確定活性炭的用量為雙氰胺投料量的3.6%。因此，計算出的性炭用量為:m10=0.036x67.922kg=2.4452kg進(jìn)料的計算得出濕品的總重量，從原料總重減去母液和已知損耗:m6=256.512kg-129.282kg-1.6006kg=125.6294kg使用70%乙醇作為重結(jié)晶溶劑，其用量通常是濕品重量的2.3倍，計算得:m9=125.6294x2.3=289.0962kg考慮到本過程中幾乎沒有物料損耗，整個系統(tǒng)的輸出相等于輸入的總和:mi=m6+m9=125.6294kg+289.0962kg=414.7256kg廢碳即使用過的活性炭的重量:m12=2.4452kgm6=125.63kgm9=289.1kgm10=2.25kgm11=414.73kgm12=2.45kg出料(4)作為進(jìn)料Ⅰ進(jìn)入結(jié)晶罐。2.5結(jié)晶罐的物料衡算

進(jìn)料Ⅰ

出料Ⅱ

結(jié)晶罐

進(jìn)料Ⅰ進(jìn)入結(jié)晶罐后，開循環(huán)水降溫結(jié)晶。

進(jìn)入結(jié)晶罐后的原料，稱為進(jìn)料I，重量為:進(jìn)料I=414.7256kg。2.6精制離心罐的物料衡算

出料b

進(jìn)料a

精制離心罐

出料c

出料d

在離心過程中，根據(jù)離心機(jī)的效率和物料的性質(zhì)，離心率達(dá)到71.45%，從而母液的量計算為:脫離母液=414.7256x74.66%=309.6341kg設(shè)備運(yùn)行的損耗比例為0.624%，相應(yīng)的損耗量為:耗損量=414.7256x0.624%=2.5879kg濕品的總重量，扣除了脫離的母液和損耗后，為:濕品=414.7256kg-309.6341kg-2.5879kg=102.5036kg考慮到濕品的含水量要求低于3%，再次計算無水乙醇的加入量，即濕品重量的20%:無水乙醇=102.5036x0.2=20.5007kg出料b，即脫離的母液，進(jìn)入回收工序。出料c，即干燥后的濕品，用于后續(xù)的干燥步驟。出料d為配合干燥過程所需的無水乙醇量，具體計算如上。2.7干燥機(jī)的物料衡算

進(jìn)料(a)

出料(b)

干燥機(jī)根據(jù)物料計算，干燥物料總重為：102.5036kg，在進(jìn)行工藝設(shè)計時，濕品鹽酸二甲雙胍的含水量定為3%，即3.075公斤。因此，干燥過程中預(yù)計的失重量也為3.075公斤。在此過程中，設(shè)備本身的操作損耗被考慮為0.150%，這種損耗主要來源于流化床的排空系統(tǒng)以及機(jī)械本身的不完美，計算得損耗量為0.1538公斤。基于這些數(shù)據(jù)，得到的最終干產(chǎn)品量為99.276公斤，這一量幾乎達(dá)到了每日設(shè)計產(chǎn)量的100公斤目標(biāo)。進(jìn)料(a)的情況為：來自離心機(jī)處理后的濕鹽酸二甲雙胍重量為102.5036公斤。出料(b)的情況為：經(jīng)過干燥處理后，得到的干燥成品總量為99.276公斤。2.8制片過程物料衡算2.8.1工作參數(shù)年產(chǎn)量：1億片鹽酸二甲雙胍片年工作日：250天根據(jù)公式，“日產(chǎn)量=年產(chǎn)量/年工日”，可得出：以1億片為年產(chǎn)量，250天為年工作日，則日產(chǎn)量將達(dá)到40萬片。每片含量：250mg/片2.8.2原輔料的物料衡算表2.2各工序損耗率序號工序損耗量1粉碎1.02篩分1.03混合0.545制粒干燥1.00.56整粒0.57總混0.58壓片1.0鹽酸二甲雙胍經(jīng)過的工序?yàn)榱咳?、篩分、混合、制粒、整粒、總混、壓片。工序的消耗率最終得率：（1-0.01）×(1-0.01)×(1-0.005)×(1-0.01)×(1-0.005)×(1-0.005)×(1-0.005)×(1-0.01)=94.2%糊精、預(yù)膠化淀粉、淀粉經(jīng)過混合、制粒、干燥、整粒、總混、壓片。按每個工序的損耗量最終的得率為：（1-0.005）×(1-0.01)×(1-0.005)×(1-0.005)×(1-0.005)×(1-0.01)=95.6%硬脂酸鎂的工序?yàn)榭偦臁浩?。最終的損耗率為(1-0.005)×(1-0.01)=98.5%表2.3原料的需求量處方名稱每片含量/mg最終的率/（%）年需求量/kg總利用率/（%）鹽酸二甲雙胍25094.22808594.5糊精預(yù)膠化淀粉535.795.695.6552.53952.594.594.5淀粉硬脂酸鎂8.3195.698.5917.51072.594.594.5各階段損耗量=94.5%計算過程：1.鹽酸二甲雙胍日用量=（0.25×400000）÷（0.942×0.945）=112.34kg2.糊精日用量=(0.005×400000)÷（0.956×0.945）=2.21kg3.預(yù)膠化淀粉日用量=（0.0357×400000）÷（0.956×0.945）=15.81kg4淀粉日用量=(0.0083×400000)÷（0.956×0.945）=3.67kg5.硬酯酸鎂日用量=（0.01×400000）÷（0.985×0.945）=4.29kg年用量=每日用量×年天數(shù)計算過程如下1.鹽酸二甲雙胍年用量=112.34×250=28085kg2.糊精年用量=2.21×250=552.5kg3.預(yù)膠化淀粉年用量=15.81×250=3952.5kg4.淀粉年用量=3.67×250=917.5kg5.硬酯酸鎂年用量=4.29×250=1072.5kg2.8.3包裝材料物料衡算表2.4包裝損耗表名稱損耗率（%）藥用PTP鋁箔1.0PVC復(fù)合硬片1.0紙盒0.5紙箱0.05說明書0.11.藥用PTP鋁箔：厚度0.02mm，密度2.7×103kg/m32.PVC復(fù)合硬片：厚度0.14mm，密度1.67×103kg/m33.單面印字箔的涂布劑：干量0.007kg/m24.每版規(guī)格為（70×40）mm每盒規(guī)格為（100×50×15）mm紙盒規(guī)格為（750×500×200）mm（1）藥用PTP鋁箔每板量=（0.02×10-3×2.7×103+0.007）=0.0001725kg每日的量=0.0001725kg×40萬÷240=2.875kg每年的量=2.875×250=718.75kg（2）PVC復(fù)合硬片每板的量=014×10-3×1.67×103×70×10-3×40×10-3/(1-1.0%)=0.0006613kg每日的量=0.0006613×(400000÷24)=11.02kg每年量=11.02×250=2755.42kg（3）紙盒每日的數(shù)量=400000/24/（1-0.5%）=16751個年的數(shù)量=16751×250=4187750個（4）紙箱每日的數(shù)量=400000/24/1000/（1-0.05%）=17個每年的數(shù)量=17×250=4250個（5）說明書每日的數(shù)量=400000/24/1/（1-0.1%）=4171張每年的數(shù)量=4171×250=1042750張包裝材料信息如表3-4所示表2.5包裝材料信息一欄表材料名稱單價（元）日需求量年需求量藥用PTP鋁箔55/kg2.875kg718.75kgPVC復(fù)合硬片55/kg2.875kg2755.42kg紙盒0.25/個16751個4187750個紙箱1.8/個17/個4250個說明書0.04/張4171張1042750張第3章熱量衡算3.1熱量衡算依據(jù)與目的熱量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，主要目的是為了確定設(shè)備的主要工藝尺寸。確定熱量衡算式；選擇計算基準(zhǔn)溫度(25℃)；計算各種形式熱量的值；列出熱量平衡表。3.2熱量平衡方程式在考慮傳熱設(shè)備的熱量平衡方程時，應(yīng)包括以下部分：Q1：物料初始帶入的熱量；Q2：通過加熱或冷卻劑傳遞給設(shè)備及物料的熱量；Q3：由化學(xué)反應(yīng)或物理變化引發(fā)的過程熱效應(yīng)；Q4：物料從設(shè)備排出時帶走的熱量；Q5：用于加熱或冷卻設(shè)備的能量消耗；Q6：設(shè)備對外界環(huán)境的熱量散失。3.3主要計算3.3.1比熱容的計算（一）經(jīng)《化學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》可查得環(huán)己醇的比熱容，見下表3.1（二）鹽酸二甲胺與雙氰胺比熱容的計算液體的比熱容通常介于1.7至2.5千焦/（千克·攝氏度）之間，部分液體如水和液氨的比熱容較高，達(dá)到約4千焦/（千克·攝氏度），而汞和某些液態(tài)金屬的比熱容則較低。液體的比熱容大多不受壓強(qiáng)影響，但會隨溫度的升高而略有增加。為了近似計算溶液的比熱容，可以先估算出固體成分的比熱容，然后根據(jù)以下公式進(jìn)行計算C=CSn+(1-n)其中C表示溶液的比熱容，CS為固體成分的比熱容，n為溶液中固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在分析有機(jī)化合物的熱特性時，可以利用基團(tuán)法來估算比熱容。例如，鹽酸二甲胺含有兩個甲基和兩個碳氮鍵，雙氰胺包含一個碳氮雙鍵和一個碳氮三鍵，以及氮?dú)滏I；而二甲雙胍則包括四個碳氮鍵、兩個碳氮雙鍵、三個碳氮鍵和一個氨基（-NH2）。比熱容的計算利用公式:CP＝a＋bT＋cT2＋dT3其中單位為cal/(mol·k)。因基團(tuán)貢獻(xiàn)法具有加和性，且在不同分子中保持同值，可根據(jù)基團(tuán)結(jié)構(gòu)單元貢獻(xiàn)加和求得。經(jīng)查閱文獻(xiàn)資料得出基團(tuán)貢獻(xiàn)法（基團(tuán)拆分近似計算法求物質(zhì)比熱容）擬合經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下：CP＝Σniai＋ΣnibiT＋ΣniciT2＋ΣnidiT3擬合參數(shù)a、b、c、d是與物質(zhì)有關(guān)的物性系數(shù)，可從各種手冊中查到，注意應(yīng)用時需要表明適用范圍。求得三個物質(zhì)的比熱容。如表3.2表3.1不同溫度下的比熱容（KJ/Kg℃）名稱CP20℃

130℃

145℃環(huán)己醇2.152.203.14鹽酸二甲胺3.043.42雙氰胺

2.072.17鹽酸二甲雙胍1.962.343.16表3.2三個不同物質(zhì)的比熱容基團(tuán)ab×10-2c×10-4d×10-6—CH34.19845-0.3127090.178609CH3—NH—CH3-8.4794313.7293-2.83967N(H)(C)(N)2.911502.65501-0.604121N—CH39.76972-0.7870010.0290844N—(C2)N-2.832756.32687-1.33894—CN-1.004354.62053-0.65983

經(jīng)以上式子可求得所需比熱容（KJ/Kg℃）3.3.2能量衡算3.3.2.1加熱過程中能量衡算Q1t1Q3t3Q2t2反應(yīng)罐Q4t4Q5t5在進(jìn)行鹽酸二甲雙胍生產(chǎn)過程的能量平衡分析時，可以采用如下的公式來描述整個反應(yīng)罐的熱能變化：Q1+Q2=Q3+Q4+Q5Q1是由鹽酸二甲胺、雙氰胺和環(huán)己醇在進(jìn)入反應(yīng)罐時攜帶的初始熱量(單位為千焦耳，K);Q2是通過水蒸氣輸入系統(tǒng)的熱量;Q3是物料從初始溫度至最終溫度t期間吸收的熱量;Q4是水蒸氣在離開設(shè)備時帶走的熱量;Q5是從設(shè)備散失到環(huán)境中的熱量；

設(shè)定溫度如下:t1初始物料溫度為20'℃:t2水蒸氣的初始溫度為180℃;t3反應(yīng)前反應(yīng)罐中的溫度為20℃;t4水蒸氣離開設(shè)備時的溫度為130℃;t5反應(yīng)后反應(yīng)罐的溫度同樣為130℃；1.求Q1Q1的計算公式為:

Q1=∑mctKJ;其中m是輸入物料的質(zhì)量(公斤，kg)，c是物料的平均比熱容(ku/kg℃)，t是溫度變化(℃)；Q1=[67.922Kg×2.17KJ/Kg℃+59.908Kg×3.04KJ/Kg℃+130.682Kg×2.15KJ/Kg℃]×20℃=1.221×104KJ2.求Q2Q2=(67.922Kg×2.17KJ/Kg℃+59.908Kg×3.42KJ/Kg℃+130.682Kg×2.20KJ/Kg℃)×130℃-(67.922Kg×2.07KJ/Kg℃+59.908Kg×3.04KJ/Kg℃+130.682Kg×2.15KJ/Kg℃)×20℃=7.4679×104KJ3.求Q3

查閱資料得水的比熱容是4.2KJ/Kg℃則D=Q2/[H-CT]η設(shè)備的熱效率(m)范圍，對于保溫設(shè)備為0.97至0.98，而對于非保溫設(shè)備為0.93至0.95。水蒸氣在180℃的焓值為2777k/kg，提供了系統(tǒng)所需的熱量D=7.468×104÷{[2777-4.2×130]×0.97}=3.2563×105KgW=∑mc(t4-t2)KJ=3.256×105Kg×4.2KJ/Kg℃×(180℃-130℃)=6.838×107KJ由Q1+W=Q2+Q3得：Q3=Q1+W-Q2=1.221×104KJ+6.838×107KJ-7.4679×104KJ=6.832×107KJ3.3.2.2反應(yīng)過程中能量衡算反應(yīng)過程

Q1,t1

反應(yīng)罐

Q3，t3

Q2，t2Q4

Q2+Q1=Q3+Q4在冷卻過程中:Q1是冷卻水進(jìn)入系統(tǒng)時的熱量;Q2是由于化學(xué)反應(yīng)或物理過程產(chǎn)生的熱量;Q3是冷卻水離開時帶走的熱量，Q4是系統(tǒng)向環(huán)境散失的熱量;t1冷卻水的初始溫度為20℃;t2反應(yīng)后罐內(nèi)的溫度為148℃;t3冷卻水離開時的溫度也為148℃；1、Q1、Q3均可用下式計算：Q1（Q3）=∑mctKJ;m水的重量Kg；c水比熱容KJ/Kg℃t溫度℃Q1=1000×257Kg/250天×4.2KJ/Kg℃×20℃=8.635×104KJQ3=257Kg×1000/250天×4.2KJ/Kg℃×148℃=6.39×105KJ

2、求Q2Q2=ΔH=Q生-Q反Q=nCΔTQ2=3、Q4Q4=Q1+Q2-Q3=8.876×KJ+1.206×KJ-8.926×KJ=1.156×KJ3.3.2.3冷卻過程冷卻過程在化學(xué)工程中，對于制藥過程中的冷卻階段，正確的熱量管理是保證產(chǎn)品質(zhì)量和能效的關(guān)鍵。以下冷卻過程的熱量平衡可以表示為:Qtota1=Q1+Q2+Q3+Q4表示由物料從初始溫度T0降至最終溫度T2過程中釋放的熱量(千焦耳，K);Q1是冷卻劑水在進(jìn)入設(shè)備時帶入的熱量;Q2是晶漿在離開設(shè)備時攜帶的熱量;Q3是冷卻劑在流出時帶走的熱量;Q4是由于設(shè)備散熱而向環(huán)境釋放的熱量。溫度設(shè)定如下:T0是物料冷卻前的溫度，設(shè)定為148℃;T1是冷卻劑水進(jìn)入設(shè)備時的溫度，設(shè)定為20℃;T2T3是最終反應(yīng)罐和晶漿離開設(shè)備時的溫度，均設(shè)定為130℃;T4是冷卻劑離開設(shè)備時的溫度，也是130℃；1、Q1(Q3)的熱量計算Q1=100×257Kg/250天×4.2KJ/Kg℃×20℃=8.635×103KJQ3=257Kg×100/250天×4.2KJ/Kg℃×130℃=5.613×104KJ2、Q2

Q2的計算方法為：

Q2=∑mctKJ;其中m代表輸入或輸出設(shè)備的物料質(zhì)量(公斤，kg)c為物料的平均比熱容(ku/kg℃);t為物料溫度變化(℃)；

由Q2=∑mct=257×2.34×130℃=7.818×104KJ3、QQ=(125.83Kg×3.16KJ/Kg℃+130.682Kg×3.14KJ/Kg℃)×148℃

=1.196×105KJ4、Q4Q4=Q+Q1-Q2-Q3=1.196×105KJ-7.818×104KJ+8.635KJ×103-5.613×104KJ第4章主要工藝設(shè)備計算4.1工藝設(shè)備選型原則設(shè)備的選擇是任何化工過程設(shè)計的重要部分，特別是在制藥行業(yè)，這不僅涉及到經(jīng)濟(jì)性的考慮，還要確保滿足嚴(yán)格的制藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如GMP（良好制造實(shí)踐）。選擇正確的設(shè)備不僅關(guān)乎成本效益，也直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的可靠性。因此，設(shè)備選擇過程中必須進(jìn)行全面的成本-效益分析，確保選型符合生產(chǎn)需求且經(jīng)濟(jì)高效。藥品和藥劑的生產(chǎn)主要采用機(jī)械設(shè)備（其中大部分是專門設(shè)計的設(shè)備），而化工設(shè)備則起輔助作用。藥物劑型包括丸劑、散劑、膏劑、糖漿劑、片劑、顆粒劑、膠囊劑、合劑、露劑、栓劑、錠劑和茶劑等12種，每種劑型都要相應(yīng)的專用出產(chǎn)設(shè)備。因此，根據(jù)本次設(shè)計采用的低成本理念，應(yīng)該選擇功耗低、維修容易、占用空間少的設(shè)備。一、工藝需求匹配工藝設(shè)備選型的首要原則是要確保設(shè)備能夠滿足生產(chǎn)工藝的具體需求。這包括設(shè)備的生產(chǎn)能力、加工精度、操作范圍等方面。設(shè)備必須能夠準(zhǔn)確、高效地執(zhí)行工藝步驟，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。二、設(shè)備性能評估在選型過程中，應(yīng)對設(shè)備的性能進(jìn)行全面評估。這包括設(shè)備的效率、能耗、精度、穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)。通過對比不同設(shè)備的性能參數(shù)，選擇最適合生產(chǎn)工藝要求的設(shè)備。三、設(shè)備成本分析成本是設(shè)備選型過程中不可忽視的因素。需要對設(shè)備的購置成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本等進(jìn)行全面分析，確保所選設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上具有合理性。同時，也要考慮設(shè)備的使用壽命和投資回報率。四、技術(shù)先進(jìn)性選型時應(yīng)優(yōu)先選擇技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備。這不僅能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還能為企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時，先進(jìn)技術(shù)也代表著更低的能耗和更高的環(huán)保性。五、可靠性與穩(wěn)定性設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵要素。應(yīng)優(yōu)先選擇那些經(jīng)過市場檢驗(yàn)、具有良好口碑的設(shè)備，以確保生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。六、維護(hù)與操作便捷設(shè)備的維護(hù)和操作便捷性對于降低人工成本和提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。在選型時，應(yīng)優(yōu)先考慮那些易于維護(hù)、操作簡單的設(shè)備，以減少后期運(yùn)營過程中的困擾。七、安全性與環(huán)保性隨著環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，設(shè)備的安全性和環(huán)保性已成為選型過程中不可忽視的因素。應(yīng)優(yōu)先選擇那些符合安全標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保要求的設(shè)備，確保生產(chǎn)過程中的安全和環(huán)境質(zhì)量。八、供應(yīng)商信譽(yù)與服務(wù)供應(yīng)商的信譽(yù)和服務(wù)質(zhì)量對于設(shè)備選型的后續(xù)保障至關(guān)重要。在選型時，應(yīng)對供應(yīng)商的資質(zhì)、口碑、售后服務(wù)等方面進(jìn)行全面考察，確保所選設(shè)備能夠得到及時、有效的技術(shù)支持和維修服務(wù)。綜上所述，工藝設(shè)備選型是一個綜合考量的過程，需要充分考慮工藝需求、設(shè)備性能、成本、技術(shù)先進(jìn)性、可靠性、維護(hù)與操作便捷性、安全性與環(huán)保性以及供應(yīng)商信譽(yù)與服務(wù)等因素。只有綜合考慮這些因素，才能選出最適合企業(yè)生產(chǎn)需求的工藝設(shè)備。4.2工藝設(shè)備計算4.2.1結(jié)晶反應(yīng)釜4.2.1.1反應(yīng)釜體積的計算：在設(shè)計間歇式釜式反應(yīng)器時，關(guān)鍵是確保有效體積不僅能滿足反應(yīng)過程本身的需求，還要兼顧到輔助操作如物料的裝載、卸載和清洗所需的時間。因此，總體積的計算必須綜合反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)及輔助操作的耗時，以確保反應(yīng)器能在最優(yōu)條件下運(yùn)行，同時保證產(chǎn)品的一致性和高質(zhì)量。設(shè)定的有效體積計算公式為：VR=VH(T+t)VR:所需的反應(yīng)體積，即物料占據(jù)的空間，以立方米（m3）為單位；VH:每小時處理的物料體積，以立方米（m3）為單位； T：為實(shí)現(xiàn)預(yù)定的化學(xué)轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)時間，以小時（h）為單位；t:輔助操作所需時間，以小時（h）為單位當(dāng)考慮總體積VT,時，還需考慮到裝料系數(shù)，即實(shí)際操作中填充到反應(yīng)器中物料的空間效率。VT=Vr假設(shè)日處理量為256.512公斤，由于操作為間歇性，每批的反應(yīng)時間設(shè)定為4小時，輔助時間為0.5小時。因此，一天內(nèi)需完成的反應(yīng)批次約為24/4.5=5.3次，實(shí)際可完成五個完整批次。每批的投料量為：1ρ=鹽酸二甲胺的相對密度ρ1為0.64，雙氰胺的相對密度ρ2為1.40，環(huán)己醇的相對密度ρ3為0.9624，x1x2x1ρ=求出ρ每批處理的體積為51.3/906＝0.057m3VT＝0.057/0.8＝0.071m34.2.1.2反應(yīng)釜的筒體直徑D高度HD=34V/π(H了合適地選擇反應(yīng)器的物理尺寸，進(jìn)行圓整選擇后，反應(yīng)器的直徑D＝450mm,參考數(shù)據(jù)表，當(dāng)直徑DN＝450mm時，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的高度h1=112mm，直邊高度h2=25mm，封頭的體積和表面積分別為0.0158立方米和0.254平方米。由此計算得到的一米高筒體體積為0.159立方米。H=(V-Vh)/V1=(0.071-0.0158)/0.159=0.347m筒體高度圓整為H=400mm4.2.2夾套的計算夾套內(nèi)徑D1，可以根據(jù)筒體內(nèi)徑D選取表4.1

不同筒體內(nèi)徑的夾套的計算D500～600700~18002000~3000D1D+50D+100D+200則夾套的內(nèi)徑為D1=1100+100=1200mm有前面知道，裝料系數(shù)η＝0.8；夾套的高度計算如下：Hj=ηV?V?V1=(0.8×0.071-0.0158)/(選取夾套高度，剛，這樣是便于筒體法蘭螺栓裝拆的。由此查表可得到總加熱面積等于70.45平方米，對于夾套的選材和設(shè)計，由于水作為介質(zhì)具有較低的腐蝕性，選擇Q235-A材料進(jìn)行制作。參照相關(guān)手冊，Q235-A的板厚范圍為4.5至16毫米，其允許應(yīng)力為113兆帕。夾套的設(shè)計壓力P設(shè)為1.1倍的工作壓力PW，即0.44MPa。由于安全考慮，夾套的環(huán)焊縫未能進(jìn)行雙面焊接和探傷檢測，故所有焊縫均使用增加的焊縫系數(shù)，并考慮到鋼板厚度的負(fù)偏差C1=0.6mm以及單面腐蝕的腐蝕余量C2=1mm。夾套的壁厚計算如下：Td=PD1/(2[σ]ψ-P)+C=（0.44×1000）/(2×113×0.6-0.44)+0.83=4.09mm在設(shè)計藥品制造用的反應(yīng)器時，封頭的選擇和壁厚的設(shè)定是至關(guān)重要的，確保安全性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。反應(yīng)器的封頭通常采用標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形設(shè)計，并且考慮了在制造過程中可能出現(xiàn)的壁厚減薄現(xiàn)象。因此，凸形封頭的設(shè)計中只需考慮兩種壁厚調(diào)整因素:制造公差c1和腐蝕余量C2。具體而言，c1設(shè)為0.6毫米，而腐蝕余量C2設(shè)為1毫米。T=PD1/(2[σ]ψ-0.5P)+C=(（0.44×1000）/(2×113×0.6-0.44×0.5)+0.83=3.25mm在具體實(shí)施中，封頭的標(biāo)準(zhǔn)壁厚通過鋼板規(guī)格厚度調(diào)整并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，通常確定為4毫米。4.2.3筒體的材料和壁厚筒體材料也選用Q235-A，筒體受內(nèi)壓取設(shè)計壓力為P＝0.6MPa,設(shè)計溫度300℃，參考前面計算夾套壁厚結(jié)果，可知按強(qiáng)度計算內(nèi)筒的壁厚約為6mm，對于反應(yīng)器的筒體設(shè)計，由于它需要承受外部壓力(外壓)，我們采用了更為保守的設(shè)計策略。在計算時，按照設(shè)計外壓P=0.44Mpa進(jìn)行，確保得到的壁厚大于僅考慮內(nèi)壓時的計算值。這意味著，如果筒體壁厚能滿足外壓的穩(wěn)定性要求，自然也足以應(yīng)對內(nèi)部壓力。基于此，筒體的壁厚初選為10毫米，附加考慮腐蝕和制造公差，具體取值為c1=0.8毫米和C2=2毫米，從而有效壁厚te=tn-c=7.2mm。通過以上設(shè)計，可以確保筒體在受外壓作用時的穩(wěn)定性。按照D0/te=1100/7.2=153的比率計算，顯示結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。L=Hj+h2+h/3=1100+40+1100/12=1232mmL/D0=1232/1100=1.12由D0/te=1100/7.2=153和L/D0=1可以查得系數(shù)A=5.8×104,B=64Mpa。筒體的許用外壓為[p]=Bt/D0=64/139=0.46Mpa>P=0.44Mpa對于封頭部分，由于它們主要承受內(nèi)壓，筒體下封頭的設(shè)計也采用了10毫米的壁厚，保持與筒體相同，這樣不僅簡化了制造過程，也確保了結(jié)構(gòu)的均一性。計算顯示，在長度與直徑比L/D=1.0時，封頭的設(shè)計允許外壓為[p]=0.57Mpa，這遠(yuǎn)高于操作壓力P=0.44Mpa，表明設(shè)計是安全的。這種綜合考慮制造精度和安全余量的設(shè)計方法，不僅提高了設(shè)備的可靠性，也確保了藥品生產(chǎn)過程中的安全和效率。4.2.4攪拌器的設(shè)計計算攪拌過程在制藥工業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色，特別是在活性藥物成分的生產(chǎn)中。攪拌不僅確保了原料的均勻混合，也極大地增強(qiáng)了熱量和物質(zhì)的傳遞效率，從而加速化學(xué)反應(yīng)或促進(jìn)物理過程的完成。針對本次操作的特定要求，攪拌器需盡量減少剪切力同時保證高效的熱傳遞。因此，采用螺旋形攪拌器是理想的選擇，適用于處理環(huán)己醇這類低粘度流體。攪拌器的葉輪直徑通常設(shè)置為反應(yīng)釜直徑的1/3至1/4，本項目中選擇了直徑為250毫米的葉輪，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速設(shè)置在350至800轉(zhuǎn)/分鐘，具體采用350轉(zhuǎn)/分鐘。本設(shè)計決定使用三葉螺旋槳式攪拌器。4.2.5容器支座的選用計算對于反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)支持，由于需要附加保溫功能，采用B型懸掛式支座。反應(yīng)釜的總重量包括：內(nèi)含物料或進(jìn)行水壓試驗(yàn)時水的重量（W1）、釜體及夾套的重量（W2）、以及電動機(jī)、攪拌設(shè)備、過濾系統(tǒng)、法蘭和其他附件的總重（W3）。物料重量W1設(shè)定為256.512公斤。釜體和夾套的重量可通過手冊查詢或計算得出，此處計算得W2為235.1公斤（釜體74.1公斤，夾套160公斤）。電動機(jī)和其他設(shè)備的重量合計為360公斤，具體分配為：電動機(jī)50公斤，攪拌設(shè)備40公斤，法蘭120公斤，過濾設(shè)備100公斤，以及手孔和其他附件50公斤。綜合這些數(shù)據(jù)，反應(yīng)釜的總重量W計算為851.512公斤。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《耳式支座》(JB/T4725-1992)，選用三個承載力為30的支座B2JB/T2725-1992確保穩(wěn)固性。4.3離心機(jī)在干燥和分離過程中，每批干燥物料的總重量為102.504公斤。考慮到24小時的連續(xù)運(yùn)營模式，生產(chǎn)周期設(shè)置為每批1小時。為此，選擇SS-1000型三足式離心機(jī)，每批處理10公斤物料。根據(jù)生產(chǎn)需求計算所需設(shè)備數(shù)量，即N=102.504/[10×(24/1)]=0.45（臺），因此選用一臺SS-1000型三足式離心機(jī)完全足以滿足日常生產(chǎn)需求。4.4脫色罐在本次設(shè)計中，針對的是處理大量物料的需求，具體的物料總重量達(dá)到5009.193公斤，預(yù)定的生產(chǎn)時間為每天24小時，每個生產(chǎn)周期約15至20分鐘。根據(jù)這一需求，計劃采用H—24P2S型夾套保溫袋式過濾器，這種過濾器每次可裝料50公斤。根據(jù)生產(chǎn)需求計算，需要的過濾器數(shù)量為：N=5009.193/[50×]=1.39(臺)因此，決定配置2臺H—24P2S型過濾器以滿足生產(chǎn)需求。4.5制片過程設(shè)備選型4.5.1電子秤分析以上的計算，我們可知其中最輕為5%PVP無水乙醇為2.26kg,最重的為鹽酸二甲雙胍為9.23kg一共有五種原料需要稱重，選用稱重范圍為0.01-150kg的電子臺秤2臺。如表5-1所示ALC-D電子秤的技術(shù)參數(shù)：型號名稱面板材質(zhì)稱重范圍電動功率（kw）外形尺寸（mm）ALC-D不銹鋼10g-150g0.015600×700×6504.5.2粉碎設(shè)備原輔料的粉碎工序很關(guān)鍵，原輔料粉碎的好，會利于之后獲得均勻粒度的物料，從而更好的控制藥物的質(zhì)量。表4.2WF型萬能粉碎機(jī)技術(shù)參數(shù)型號生產(chǎn)能力（kg/h）主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)料粒度（mm）粉碎細(xì)度（目）電機(jī)功率（kw）外形尺寸（長×寬×高）mm重量（kg）WF-180B10-506000660-1202.2550×600×12501004.5.3篩分設(shè)備有許多不同種類的篩分設(shè)備可供選擇，如搖動篩、振動篩、旋轉(zhuǎn)篩、滾筒篩以及多用途振動篩等。在本設(shè)計中，我們選擇使用ZS-500分層振動篩。分層振動篩具備篩選范圍廣、高效、輕便、體積等特點(diǎn)。如表5-3所示篩分機(jī)的技術(shù)參數(shù)：型號處理量(kg/h)過篩目數(shù)篩網(wǎng)直徑功率層數(shù)外形尺寸ZS-5003005.3255001.11-4600×700×9504.5.4混合設(shè)備根據(jù)計算的結(jié)果主藥鹽酸二甲雙胍9.23kg，所有輔料一共為27.29kg，選用SYH-1000三維混合機(jī)。用于對粉狀和顆粒狀物料進(jìn)行均勻混合。如表5-4所示SYH-三維混合機(jī)的技術(shù)參數(shù)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)尺寸三維混合機(jī)無死角混合，比重偏析和聚集現(xiàn)象可以得到有效避免。間歇操作，批量處理。600×650×6004.5.5制粒設(shè)備此種制粒方法。其中最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠一次性完成混合、加濕、制粒等工序。通過物料衡算得知，在制粒過程中，每天需要加工的原料總量為27.59kg。每小時需要處理的原料量為3.448kg。GHL-120型濕法制粒機(jī)的生產(chǎn)能力為80kg/h。干燥選擇GFG-120。如表5-4所示GHL-120制粒機(jī)的參考數(shù)據(jù)型號名稱生產(chǎn)能力（kg）風(fēng)機(jī)功率（kw）攪拌功率（kw）整機(jī)重量（kg）尺寸GHL-20012018.50.7514501000×900×1800GFG-120高效沸騰干燥機(jī)使用、清洗方便，干燥快速，工作溫度穩(wěn)定；對于車間的日常運(yùn)營，根據(jù)物料平衡的計算，發(fā)現(xiàn)車間每天處理的物料量為27.297公斤，而預(yù)定的機(jī)器生產(chǎn)能力為每小時120公斤。如表5-5所示高效沸騰干燥機(jī)型號名稱生產(chǎn)能力功率KW滾筒轉(zhuǎn)速尺寸GFG-12012018.50.75900×500×7004.5.6整粒設(shè)備YK160整粒機(jī)是一種可通過旋轉(zhuǎn)和篩網(wǎng)進(jìn)行混合潮濕粉末的設(shè)備，可產(chǎn)生顆粒。該設(shè)備的生產(chǎn)能力介于20-100kg/h之間。整個車間每天需要處理27.29kg的物料總量，并且每小時需要處理3.412kg的原料。，根據(jù)理論計算，每天應(yīng)運(yùn)行4小時。如表4.3所示YK160整粒機(jī)的參考數(shù)據(jù)型號名稱生產(chǎn)能力功率KW滾筒轉(zhuǎn)速r/min滾筒角度尺寸YK16020-1002.265360。980×1240×16904.5.7壓片設(shè)備ZP27A旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式壓片機(jī)由上面的計算可知，每天的數(shù)量為40萬片。生產(chǎn)能力為每小時15萬片，因此理論上每天需要運(yùn)行3小時才能完成生產(chǎn)任務(wù)。如表4.4所示ZP27A壓片劑的參考數(shù)據(jù)型號名稱最大生產(chǎn)能力pc/h最大壓片壓力KN最大壓片直徑mm轉(zhuǎn)臺速度r/min尺寸ZP27A150000801314-361240×980×16504.5.8包衣機(jī)如表4.5所示BGB-200包衣機(jī)的參考數(shù)據(jù)型號名稱生產(chǎn)能力（kg/次）尺寸電動功率KW風(fēng)機(jī)功率BGB-2002001570×1360×20003.02004.5.9包裝機(jī)如表4.6所示DΧWHL600DE的參考數(shù)據(jù)型號名稱生產(chǎn)能力電動功率整機(jī)重量外形尺寸(mm)DΧWHL600600板300盒/分鐘27kW9200kg11100×1800×2150第5章

車間布置設(shè)計5.1概述車間的布局設(shè)計是實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。這不僅涉及到施工和安裝的方便性，還直接關(guān)系到未來車間運(yùn)營的安全性、效率和成本。在設(shè)計初期，必須詳盡收集和分析各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括車間的內(nèi)外部環(huán)境因素。這一過程中，要詳細(xì)考慮生產(chǎn)區(qū)與輔助區(qū)域之間的相互作用及其對整體運(yùn)營的影響。在具體布局中，要根據(jù)工藝需求合理規(guī)劃生產(chǎn)線和輔助設(shè)施的位置，確保所有設(shè)施的合理分布，并滿足國家藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）的嚴(yán)格要求。設(shè)計時應(yīng)優(yōu)化設(shè)備配置和工藝流程，使物料轉(zhuǎn)運(yùn)盡可能直接，減少不必要的橫向移動，避免生產(chǎn)過程中的交叉污染和物料浪費(fèi)。此外，車間設(shè)計還需考慮到設(shè)備的維護(hù)空間，確保所有設(shè)備都易于訪問和維護(hù)，從而降低運(yùn)營成本并延長設(shè)備使用壽命。通過這些細(xì)致入微的設(shè)計措施，可以顯著提升整個車間的生產(chǎn)效率和安全性，同時確保產(chǎn)品質(zhì)量符合行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)劃制藥工藝車間時，設(shè)計團(tuán)隊必須綜合考慮多方面的意見和分析，力求找出最優(yōu)解。采用系統(tǒng)布局規(guī)劃（SLP）理論，該方法強(qiáng)調(diào)在設(shè)備布局設(shè)計中綜合關(guān)系矩陣的使用，幫助分析和優(yōu)化生產(chǎn)流程。通過對現(xiàn)有布局問題的深入分析，設(shè)計師可以采用加權(quán)因素分析法評估各種可能的布局方案，從而選擇最符合生產(chǎn)效率和成本效益的方案。這種方法不僅確保了車間運(yùn)作的流暢性，還有助于最小化物料搬運(yùn)路徑，從而顯著降低物流成本。5.2車間布置設(shè)計的依據(jù)車間布置設(shè)計的依據(jù)主要包括以下幾個方面：1.生產(chǎn)工藝流程圖：這是車間布置設(shè)計的基礎(chǔ)，它描述了從原料到成品的整個生產(chǎn)過程，包括各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的順序、聯(lián)系和相互關(guān)系。通過深入分析，確定每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最佳位置，以及設(shè)備的最佳布局和物料流向，以優(yōu)化整個生產(chǎn)過程。2.物料衡算和性質(zhì)分析：這涉及對原料、半成品、成品及副產(chǎn)品的詳細(xì)記錄，包括其數(shù)量和特性。同時，必須詳細(xì)規(guī)劃廢物的處理方法，這些都是設(shè)計設(shè)備規(guī)模、布局和物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)。3.設(shè)備詳細(xì)信息：包括每臺機(jī)器的尺寸、重量、支撐方式、保溫特性及操作要求。設(shè)備的物理和操作參數(shù)將影響其在車間中的擺放位置及所需的空間和基礎(chǔ)設(shè)施。4.公用系統(tǒng)的規(guī)劃：如水、電、熱能、制冷和壓縮空氣等供應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模和布局，這些公用設(shè)施的配置直接關(guān)系到車間的整體功能和運(yùn)作效率。5.車間組織及定員資料：這決定了車間的組織結(jié)構(gòu)、人員配置和工作流程。人員的工作流程和作業(yè)環(huán)境是車間布置設(shè)計中需要考慮的重要因素。6.廠區(qū)總平面布置：在進(jìn)行制藥廠區(qū)的總體布局規(guī)劃時，關(guān)鍵是確保生產(chǎn)流程的高效性和安全性。車間與車間之間、輔助區(qū)域及生活設(shè)施之間的布局需要考慮便利性與合理性，以支持物流與人流的順暢流動，并有效管理廠區(qū)內(nèi)的交通。7.土建資料和勞動安全、防火、防爆資料：這些資料是確定車間建筑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施和安全措施的重要依據(jù)。車間布置設(shè)計需要確保建筑物的穩(wěn)定性和安全性，同時滿足勞動安全、防火、防爆等要。綜上所述，車間布置設(shè)計的依據(jù)是多方面的，需要綜合考慮生產(chǎn)工藝、物料性質(zhì)、設(shè)備條件、公用系統(tǒng)、車間組織、廠區(qū)布局以及土建和安全等方面的因素。5.3車間布置設(shè)計應(yīng)考慮的因素車間的戰(zhàn)略定位在廠區(qū)中至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懙轿锪系倪\(yùn)輸效率、能源供應(yīng)的連續(xù)性及員工的日?；顒?。設(shè)計過程中，以下要素需被細(xì)致考慮：（1）車間位置的戰(zhàn)略選擇：確保車間位置在整個廠區(qū)布局中能夠?qū)崿F(xiàn)高效物流和人流管理，降低運(yùn)輸成本，提高操作效率。（2）綜合工藝需求與設(shè)施要求：車間設(shè)計需要滿足從生產(chǎn)到建筑安裝、日常維護(hù)的全方位需求。（3）空間與資源的有效利用：合理規(guī)劃建筑面積和土地使用，優(yōu)化空間配置，確保生產(chǎn)活動的靈活性與擴(kuò)展可能性。（4）安