制药工程自动控制（精选8篇）
制药工程自动控制 第1篇
关键词：制药工程自动控制,化工仪表及自动化,教学方法,教学改革,中医药
随着工业发展, 在制药生产中为提高生产效率与产品质量、节约生产成本, 对自动控制提出了更高的要求。同时, 随着计算机、电子、控制理论和技术领域的科研进展, 制药工程领域的自动控制水平也在日益进步[1]。因此, 为使制药工程专业的本科生更好地适应将来的工作, 特开设《制药工程自动控制》课程。本课程是一门综合性学科, 是制药工程本科生的专业限选课, 旨在介绍制药生产中的仪表、控制器、简单的控制理论和方法等, 并通过这些知识内容为学生架构起工科思维方式[2]。我校制药工程专业本科生在大二下学期开设这门课程。在此之前, 学生们接触到的相关知识几乎是零, 因此在教学过程中必然会遇到诸多问题。经过一系列对教学理念、教学方法、教学手段和教学内容的调整, 问题终迎刃而解。现将近年来的教学经验分享之。
1《制药工程自动控制》课程教学中的难题
1.1 学生的工学基础知识较薄弱, 缺乏制药的工业化生产相关概念
作为中医药类院校, 工学专业师资略显不足。笔者授课对象是大二下学期的本科生, 相比工科院校或综合性院校的制药工程专业学生, 他们在此之前接触的工学基础课程少之又少。甚至部分学生对制药生产的认识还停留在“使用试管、烧瓶、研钵、酒精灯等制备药品”的概念上。对于《制药工程自动控制》这样一门全新的课程, 接受的难度较大。若授课教师按传统的照本宣科模式进行教学, 则学生收效甚微, 此课程也就失去了开设的意义。
1.2 制药工程专业的学生对自动控制理论缺乏兴趣
不少学生在报考时选择制药工程专业是基于对化学、生物一类学科的兴趣, 而他们普遍对涉及大量数学、物理和计算机知识的自动控制理论缺乏足够兴趣。因此, 在本课程的教学中, 呆板而生硬地介绍仪表工作原理、自控理论等, 就是再次打击学生们本来就不多的兴趣, 最终使得这门课程变成了“凑学分工具”。为避免此现象, 教师的教学内容、教学方法和教学手段务必做出相应的调整, 在传授知识的同时更要激发学生的学习兴趣, 挖掘学生的潜能, 使之自发地探求新知识。
1.3 现有教材多数都是针对化工专业而编写, 鲜见为制药工程专业量身订做的教材
很多化工专业也有自控类的课程, 其使用的多为《化工仪表及自动化》教材。制药生产与化工生产相似之处甚多, 因此制药工程专业学生也可使用这样的教材。但是, 若学生在课程中若接触不到对制药生产特有操作的自控设计, 则会质疑本课程的意义和重要性。因此教师在授课时不能仅仅局限于教材中的案例, 应有所拓展。
2 教师在授课过程中解决问题的办法
2.1 改变教学顺序, 从实践出发, 再总结理论
在本门课程的教学中, 教师可以不按教材的先后顺序进行讲授。可以先从制药生产的实例入手, 通过视频资料、照片、图纸等介绍具体的制药生产项目, 再分析该项目为节约成本、提高生产率和利润而必须进行的自动控制系统设计, 提出相关问题若干, 由学生们共同讨论自动控制的设想。这样, 尽管学生们提出的仅仅是设想, 但是他们对制药的工业化生产概念与思维模式已经建立起来, 在此基础上介绍仪表、控制器的工作原理, 他们的接受程度就得到了很大的改观。
2.2 引导学生自主学习与自助式学习
与必修课不同, 这门课程的性质是专业限选课, 大纲中对于教学内容与教学方法的限制很少, 这就给教师和学生很大的自由空间。因此, 每次课程结束前, 教师都会布置一个课本以外的题目留给学生, 让学生们查阅资料、讨论、设计方案、制作幻灯片报告, 在下一次课上由学生代表汇报方案。当然, 学生可以选择的内容是很宽泛的, 只要与教师布置的题目相关的内容都可以作为汇报的主题。这样师生双方都不受教材和大纲的限制, 学习的自由度大大提高, 兴趣也会随之提升。
另外, 无论教师还是学生, 都应转变对大学阶段学习的态度。大学期间接触的知识是开放性的, 不能仅仅局限在“学习”的层面上, 更多的应该以“研究”的态度对待新课程、新知识。这样, 学生不仅获得知识, 更重要的是熟悉了该领域的研究方法。
2.3 为制药工程专业学生量体裁衣设计案例
仅仅以化工生产的自动控制作为案例, 本课程对学生也就缺乏了亲和力。因此, 除了书本上介绍的化工自动控制相关案例外, 教师应多设计些诸如中药生产中的温控系统、流量控制系统、药物合成反应器控制系统等。这样一方面可以让学生提前了解专业知识, 另一方面也是使这门课程更具有针对性, 最大程度地发挥课程的作用, 同时也提高了学生对本课程意义的认可。
结束语
本课程虽只有短短的32学时, 但若教师和学生都能充分将其利用好, 不拘泥于传统, 灵活地更新内容, 改变教与学的方法, 则会使本课程的功效最大化。通过本课程的学习和研究, 学生们建立起了工科思维方式, 他们的收获已远大于这32学时本身。
参考文献
[1]瞿海斌等.论加速建立现代化中药制造工业的若干制药工程技术问题[J].中国中药杂志, 2003 (10) :10-12.
制药工程自动控制 第2篇
制药工程学是制药工程专业的必修考试课程，根据药制药工程教学大纲，试卷着重考核学生对制药工程学基本理论的掌握情况。
考试内容：第一章 制药工程设计2分；第二章场址选择6分；第三章工艺流程设计4分；第四章物料横算10分；第五章能量横算17分；第六章制药反应设备23分；第七章制药专用设备14分；第八章车间布置设备4分；第九章管道设计2分；第十章制药工业与环境保护16分；第十一章防火防爆与安全卫士1分；第十二章技术经济概算1分。
考试形式为闭卷，命题2套。题型为：名词解释10题，每题2分，共10分；填空9题，每空1分，共20分；简答5题，共20分；计算3题，共40分。
本年度对上年度客观性试题利用率不超过25%，主观性试题利用率不超过25%。
命题方案符合教学大纲，试卷情况良好。
命题人：郭强
制药工程自动控制 第3篇
关键词：制药工程,纯化水系统,在线监测控制
1 制药工程纯化水系统概述
纯化水作为制药用水的一种, 对其制备与加工工艺都有着严格的标准规定, 对于纯化水的储存与管道输送也有着很高的要求。通常制药企业的纯化水系统主要是由制备装置和管道分配系统两部分组成, 制备装置主要作用是将原水即市政自来水通过一系列的设备及加工工序进行加工处理, 充分去除水中杂质以及与药品生产要求不符合的成分, 最终形成制药用的纯化水, 再将纯化水经由专门的管道分配系统, 输送至各类药品生产线进行使用。在纯化水的制备过程中, 对于存储设备、生产设备、生产原料、输送管道等都要进行严格的管理, 定期进行杀菌及消毒, 确保整个生产系统的清洁, 从而保障纯化水生产的质量, 并为药品生产的安全性提供保障。
2 制药工程纯化水系统的在线检测与自动控制设计
2.1 制药工程纯化水生产的特点
在大多数制药工程中, 纯化水的生产制备都是企业进行药品生产的一个重要环节, 许多制药企业在纯化水生产过程中采取24小时持续作业的方式, 这也对纯化水生产系统的持续运行能力提出了较高的要求。
2.2 纯化水系统的在线检测与自动控制
由于纯化水系统需要24小时持续运行, 因此, 自动化控制模块的设计就显现出了极大的必要性。纯化水系统的自动检测与在线控制主要由实时控制系统及相关模块实现的, 实时控制系统主要负责对纯化水系统的生产运行整个流程中的各个环节进行实时的监管与控制, 包括实时生产管理、生产过程互连锁、安全方面的连锁包括报警、供给顺序的过程控制、开关量模拟量控制、过程IO等, 水质的在线自动检测也可以通过在系统中配置在线电导率仪或在线电阻率仪等检测装置, 实现实时的纯化水在线水质检测, 并通过对水质检测数据的自动传输与分析, 及时发现水质不合格的纯化水产品不进行有效处理, 并通过实时控制系统对各设备的监控, 找出生产设备中的故障部分, 对故障予以及时排除。
3 制药工程纯化水系统自动控制主要流程
3.1 原水部分
制药工程纯化水系统的原水部分的主要设备包括原水罐、原水进水阀以及原水泵。原水部分的主要功能是对用于制作纯化水的普通饮用水进行相应的预处理, 并为纯化水生产提供水源, 原始部分也是纯化水系统自动控制的第一个环节。在这一环节中的自动控制, 主要是对原水罐液位的自动监控以及原水罐液位监测与原水进水阀的连锁, 自动控制的基本目标在于确保原水罐液位数值能够满足纯化水生产系统的运行要求, 并保障系统运行水源的正常供应。
3.2 处理系统部分
预处理系统部分是纯化水原水处理的重要环节, 主要由多介质过滤器、软化器等部分构成, 根据不同制药工程药品生产实际情况的差异, 所用设备可能有所不同。这一部分的主要功能在于通过一系列的物理手段, 对进入正式膜纯化处理前的原水进行初步的处理, 由于市政自来水系统在自来水的效度过程中会使用氯化物进行消毒, 并且原水中本身也可能存在一些其他化学成分或较大颗粒物, 在预处理过程中, 要对原水的化学成分进行过滤或消除, 并要对酸碱值进行相应调整, 同时还要尽可能降低其硬度、池度及污染指数, 使其满足膜纯化处理的基本要求。这一阶段的自动控制, 主要是进出水阀门与管道压力的监控, 以及对预处理设备的自动控制与管理。
3.3 纯化水制备部分
纯化制备部分是纯化水系统自动控制的最主要环节, 也原水纯化的关键环节, 在这一环节中, 主要是通过膜纯化技术对经过预处理的原水进行纯化处理, 生产出适用于药品生产的纯化水。纯化制备部分的构成因制药企业的生产条件不同, 设备也有所区别, 通常情况下都是由保安过滤器、RO膜处理系统、监测仪器系统等构成, 条件较好的制药企业会采用TOC检测仪器设备, 进行对水质的实时在线检测, 不具备条件的制药企业则是安装在线电导率仪来实现对水质的在线检测。纯化制备部分的自动控制主要包括原水自动过滤与软化、进水/出水/回水点到、温度自动控制、反渗透、EDI、液位、紫外设备状态、CIP/SIP状态等。
3.4 储存与分配部分
经制备部分的加工纯化制成的纯化水要进入专门的储存设备进行储存, 在需要应用时还要经由管道分配系统, 分配运输至相应的药品生产线使用, 这一部分也是衔接药品生产的重要部分。其中储存系统主要包括:纯化水储存罐体以及与罐体相配套的温度传感器、液位传感器、进出水阀门、呼吸器等设备。储存过程中的自动控制, 主要在于纯化水机和储罐之间的循环、储罐和各用水点之间的循环、各传感器及相关仪表数据的自动监测, 阀门设备的自动控制等。分配系统则主要利用卫生型泵将储存罐体中的纯化水按照相应需求分配并输送至不同生产线及用水点。纯化水分配过程中的自动控制主要是对泵的自动变频控制, 相应阀门的自动监控, 以及在线检测设备的自动控制。
4 总结
制药工程用水对于药品生产而言至关重要, 保障制药用水的质量是保障药品生产质量、保障人们用药安全的必要条件。在制药工程纯化水制备的过程中, 应加强对纯化水系统及其在线检测与控制系统的完善与优化, 提高纯化水自动生产制备的安全性与可靠性, 并通过检测技术的加强, 提高纯化水质量的控制水平, 从而充分确保药品生产的质量, 也为我国药品安全提供基本保障。
参考文献
制药工程自动控制 第4篇
关键词：门径管理,流程,识别门,概念门,执行门,范围检查点
0引言
门径管理系统是20世纪80年代创立的一种新产品开发的流程管理技术,美国、欧洲、日本企业多应用于新产品的开发。许多跨国公司将门径管理方法用于工程项目的控制,取得了很好的效果。这里的工程项目是指新建和改建厂房的工程项目、引进设备和流水线、技术改造等。
1门径管理的概论
门径管理流程是为企业提供标准化、系统化的项目管理方法。一般来说,超过一定投资额的项目需要运用完整的门径管理流程,反之则可以运用简易的门径管理流程。借助于企业管理的计算机软件和模块,如企业资源计划系统SAP中的RPM(Resource and Portfolio Management)资源和资产组合管理模块,可以快速准确地作出“朝前走”还是“停止”的关卡的判断和决定。
2完整的门径管理流程
关卡(Stages)是门径管理流程中的节点,在这些节点上,公司或工厂领导需作出项目是“朝前走”还是“停止”的决定。其中的一些关卡与是否提供资金或者投入成本的决定联系在一起。
检查点(Checkpoints)也是门径管理流程中的节点,在这些节点上,需检查并批准工程项目的可交付成果。检查点是与项目的技术方面联系在一起的,与是否提供资金无关。
完整的门径管理流程包括识别、概念、实施和关闭4个关卡(门),在到达识别门之前先要进行项目登记, 在到达执行门之前要完成“范围”和“设计基础”2次检查,具体流程如图1所示。
完整的门径管理流程适用于较大投资额的项目, 比如1 000万人民币以上。
对于较小投资额的项目可以执行简易门径管理流程,与完整的门径管理流程不同的是,简易门径管理流程没有“范围”和“设计基础”2个检查点,只包括识别、 实施和关闭3个关卡,如图2所示。大生产的厂房扩建、为提高包装效率而引进的流水线等。(2)确定业务需求后进行项目的登记。一旦用户(如制造部、QC、供应链等)提出了固定资产投资的申请,职能受理部门就要进行项目登记,注明项目的名称、描述、期望的开始时间和结束时间、项目成本估算、 净现值(净现值=未来报酬总现值-建设投资总额)和
本文就完整的门径管理流程,对门径管理流程的相对应的关卡(门)的作用和方法作一介绍。
2.1识别门的作用和流程
建立识别门(Recognition Gate)的目的是在任何进一步的行动前确保该项目的投资是和公司的战略目标一致的。
2.1.1项目登记
首先要进行项目登记(Registration),当业务部门提出了新项目时,就要求先登记,因为这可能就是一个潜在的投资项目,需要有连续的投资计划。快速的登记可以使项目清晰可见,让项目的相关利益者帮助建立长期的项目计划。
只有识别的项目才能成为资本预算的一部分,因此识别关卡是企业的领导者作出“朝前走”还是“停止” 的决定的第一道关卡。识别关卡需审核问题的描述、建议的行动计划,即拟建项目的简要说明、成本估计及项目的建设时间。识别关卡的文件必须由公司或工厂领导批准。
2.1.2识别门的流程
识别门的流程:(1)识别业务需求,如GMP改造、扩用户名称等。授权的领导根据登记的内容决定项目是否批准、撤销或者推迟,批准的项目即进入识别流程。 (3)完成拟定项目的风险评估。(4)决定初步的项目优先权的分数。(5)核实业务需求,并确保与企业的战略目标一致。(6)估算投资成本大小和时间进度。(7)估计项目可能性和概念。(8)用户(项目受益者)的审核。(9) 识别门的批准。
2.1.3可交付的成果内容
(1)进行项目的描述,说明业务驱动因素。
(2)项目影响评估。进行项目影响评估的目的是决定项目管理团队的机构、如何管理资金和进行项目控制,将所有的努力、有限的精力和资源用在公司最有附加值的项目上。
项目影响评估通过打分来进行,分数的高低决定项目由什么人参与及其在项目中的角色和责任、项目的流程和各阶段可交付的成果。总分是100分,由6个项目关键的组成部分单独打分组成,这些关键组成部分是财务指标、复杂性、技术风险、EHS(环境、健康和安全)风险、业务风险和法规(如质量/GMP)风险。这6个领域要单独评估并打分,各自的权重也是不同的。 其中,财务指标分值最高,根据投资额的大小,分数可以从0~50分,投资额越大,分值越高,小于一定的金额可以是0分;其他5个组成部分的总分也是50分,每个组分根据风险的高、中、低可设为10分、5分、0分,风险越高,分值越高。将各自的打分加起来就是项目的风险评估分数,总分高说明风险大,批准的权限也就不同, 可能就需要上级公司的负责人批准。由于项目关键组成部分涉及不同的领域,其评估结果就要由财务、EHS、 质量、技术和业务部门来审核。
项目的财务指标是根据投资额的大小来判定风险。从项目的复杂性判定风险大小的依据有:是否需要有人专门做连续的与有关部门的协调?是否需要与其他项目整合?项目是否需要特别的知识、经验和精力? 判定项目技术风险大小的依据有:是否涉及特别的技术领域?技术和方法是否是本公司常用的?拟用的新技术是否需要知识产权保护?判定项目EHS风险大小的依据有:项目建设是否直接和严重影响到环境、人员健康和安全?是否符合EHS的相关法规?判定项目业务风险大小的依据有:产品的开发、升级或者上市时间是否与公司的战略计划的执行一致?项目是否是公司永续业务计划的一部分?是否改变公司的形象和声誉?判定项目法规风险大小的依据有:项目建设是否直接和严重影响到产品质量和数据的完整性?是否符合质量/ GMP的相关法规?
(3)优先权打分。优先权打分是针对较小投资的项目设定的,因为这种小项目可能每年有许多个,通过打分决定项目资本组合投资的优先权。
(4)投资成本估算。成本估算内容包括直接费用和间接费用。直接费用包括:1)土地费用,如征地等;2)建筑和设施费用,如空调、电气、给排水等;3)制药和包装设备、控制和仪表系统费用;4)办公家具和实验室设备费用;5)各种政府费用,如办理许可证、税款等;6)项目聘用人员和服务费用;7)项目外部管理费用,如聘请项目管理公司、基建律师等;8)旧厂房和设备拆除、计算机软件等费用;9)不可预见费用。间接费用包括:1)安全、能源、IQ/OQ和验证费用;2)项目咨询(土建、结构等)费用;3)不可预见费用。
(5)建设时间估计。
(6)项目净现值计算。
(7)识别门的批准。所有可交付的成果都完成后就可以准备签署识别门的批准文件了,批准页上要记载以下内容:1)问题阐述:现在的状况识别,需要项目解决什么问题。2)项目描述:拟建项目的简单介绍,说明解决现有问题所建议的行动计划。3)申请项目的理由: 解释采取行动计划的理由,包括法规的运用或者其他足够的信息,便于领导决定项目是否进行下去。4)项目成功的主要风险:识别关键的问题,这些问题可能影响项目的价值,如采用新技术、激进的计划目标、流程的不确定性、市场的不确定因素等。5)与其他项目的关联性:明确是否与在建的和拟建的其他项目的相互依赖。
2.2概念门的作用和流程
概念门(Concept Gate)用来研究工程(项目)的可选方案、成本和时间的影响。对重大项目来说,还需比较外面同类标杆项目的成本和设计指标。选择最能满足业务需要和符合投资战略的方案作为工程设计的依据。重大项目还要进行风险评估,明确评价项目的精度范围并进行偶发事件分析。概念关卡的文件由公司的投资委员会批准。
2.2.1概念关卡的流程
概念关卡的流程:(1)任命项目经理。一旦识别关卡被批准,工厂领导就要任命一个项目经理。(2)组建项目团队。项目经理根据项目规模的大小组建项目团队,并吸收利益相关者参与项目的各种决定。(3)挖掘业务案例。这主要是研究项目的背景、范围和理由。(4) 探索替代选择方案。一个项目可能有多种方案,项目团队对每个方案需说明涉及的范围、成本、时间进度和净现值供领导选择。这需要填写初步的范围需求表,初步的范围需求表在后续的“范围检查点”和“设计基础检查点”阶段还要进一步深化,它也是成本估计的依据。 (5)执行项目风险评估。(6)确立项目成本估计及建设时间。对于重大的项目,上级工程管理部门要提供行业或总公司内的同类项目的基准数据供设计和成本估算,使成本估算更加准确,最终选择最佳方案。(7)执行净现值计划。(8)进行概念门的介绍。当所有可交付成果达成后,准备汇报资料向投资委员会介绍。(9)公司投资委员会批准概念门文件。根据财务权限,上级领导或投资委员会作出项目批准、撤销和延期的决定。
2.2.2概念门可交付的成果
(1)业务案例、替代选择方案和建议的选项方案等。业务案例主要说明建议项目的推动力,如为了扩产、提高生产效率、法规/cGMP的符合性、减少风险等。
(2)项目经理和团队任命。任命项目经理和团队的目的是保证项目的有效管理,如设计、施工、设备选择、 安全、法规符合性等。团队成员可能有多重角色,根据项目的需要,团队决定开会讨论的频率。
(3)项目经理需吸收所有的利益相关人参与项目的决定,使项目能达到原始的意图,使项目能安全、合规、有效地完成。项目的利益相关人有用户代表、项目经理、EHS经理、质量部经理、信息部经理、制造部经理、采购部经理、法务部经理、财务部经理等,以及上级单位的上述人员。
(4)项目风险管理计划。项目风险管理计划是对项目实施中可能发生的风险进行评估,采取消除或减少风险的行动,它由以下几个方面组成:1)风险评估。找出风险事件和潜在影响,评估风险事件和潜在影响发生的可能性,评估发生后产生影响的严重性,并对这种风险进行综合打分,即可能性分值×严重性分值,总分越高,风险越高。一般来说,事件发生的可能性根据出现的百分比有低(偶尔发生)、中(经常发生)、高(频繁发生)3种。2)风险控制。如果某种风险事件是不容发生的,需要发展消除这种风险的行动计划并确保切实可行。3)风险响应,包括行动计划和沟通计划。4)风险检测。分清执行消除风险的行动计划的相关人员的责任, 跟踪现状,检查落实情况。
(5)确定市场基准价格。可以参考(建筑)行业协会有关制药厂建设的费用,根据原料厂、制剂厂、实验室等类型查找。制药厂建设总费用的基准价格包括“硬件”和“软件”。“硬件”指工厂和设施的建造以及设备的费用,设备费用包括工艺设备和包装设备价格、安装费用和自动控制费用;“软件”指工程设计和建造管理费用、试车和验证费用。市场基准并不是项目成本估算的依据,而是用作同类项目间成本的比较,项目方案介绍时要用到,所以市场基准价格要经过适当的校正。
(6)范围需求的初步确定。项目的范围需求初步确定是阐述项目的目标、目的和约束条件,内容包括:1) 问题描述。说明项目将解决什么问题?为什么需要做这个项目?2)用户的需求和目标。定义项目的成本、时间和质量目标,达到何种功能,取得怎样的结果。3)工程、 维修、操作等其他部门的需求和目标。说明是否需要其他公用工程和基础设施的改变或更新来支持项目的实现。4)项目定义。简要说明业务的需求,项目如何与工厂的主战略投资计划保持一致,描述建议的项目如何满足业务的需要。项目定义包括工厂的背景、项目如何执行、财务分析意见和无形收益。5)替代方案研究。说明替代的业务方案和工程方案选项的优缺点,以及所推荐方案不能拒绝的理由。6)可行性和敏感度。评估项目的可行性及可能遇到的挑战,分析调整变数的影响。 7)约束条件。讨论项目需要的时间和约束条件。
(7)成本准确估算,是在识别门阶段项目投资初步估算基础上的进一步估算。为了有效和高效利用资金, 项目投资的估算应科学和准确,通过关键指标的设定, 有了行业和公司集团内同类项目的基准价格,可以对本项目的投资额进行比较。概念门的投资成本的估算应更准确,接近实际价格。
(8)净现值计算。净现值是一项投资所产生的未来现金流的折现值与项目投资成本之间的差值。净现值法是评价投资方案的一种方法。该方法利用净现金效益量的总现值与净现金投资量算出净现值,然后根据净现值的大小来评价投资方案。一般来说,重大的投资项目需要计算净现值,作为投资委员会决策的依据之一。
(9)向领导介绍项目的“概念”。概念门是整个门径管理流程中首个批准资金的关卡,公司决策层将在这里作出项目“朝前走”还是“停止”的决定。介绍项目“概念”的目的是使领导赞同项目的投资策略并希望项目的资金计划得到批准,所以汇报的内容必须符合公司的资金投资战略。
2.3范围检查点作用和流程
范围(Scope)检查点是确保工程计划执行前,项目的目的、范围和业务案例符合利益相关方的意向。以后若范围有重大的改变,必须执行变更控制程序。重大项目还要进行风险评估,明确评价项目的精度范围并进行偶发事件分析。所有利益相关方批准了检查点文件后才能继续进行后续工作。
2.3.1范围检查点的流程
范围检查点的流程:(1)一旦概念门文件批准,项目经理就要申请项目启动的工程资金(首次固定资产拨款申请)。(2)项目经理与团队成员检查识别门的文件、概念门的介绍、项目范围和时间进度。(3)确定项目的设计标准,如果项目聘请项目管理公司管理,也要他们参与标准设计。(4)项目经理与团队成员检查所有范围检查点的可交付成果需要的文件。对于重大项目,要执行风险评估的行动计划,达到项目特定的费用估计精度和意外开支范围。(5)更新成本估计和时间表。 (6)递交范围检查点可交付成果的检查表和支持文件, 由主管部门签字批准。(7)如果范围检查点可交付成果的检查表未被批准,那么项目可能需要修正上述文件, 延期或者停止该项目。(8)如果项目范围在批准时有改变,需要执行项目变更控制程序。
2.3.2范围检查点可交付的成果
范围检查点可交付的成果:(1)工程项目启动的固定资产拨款申请得到批准。工程项目的启动资金包括项目申请的政府费用、咨询等的前期费用。(2)范围需求文件的进一步深化。对概念门的范围需求初步确定进行检查更新,并增加新的内容。增加的内容主要是工程图纸介绍、项目管理定义和本公司设计标准的引用。 (3)成本估计。在初步估计的基础上进一步深化和更新。(4)项目风险管理计划。在原有的基础上进一步深化和更新。(5)设计标准例外的说明。若该项目未采用本公司的设计标准,则要说明理由并得到批准。(6)环境、健康和安全EHS的问卷。填写EHS问卷的目的是在项目开始前和进行中,能识别任何EHS法规的符合性问题。符合性是指满足当地政府和公司内部的法规和规定。项目要求是百分之百达到法规符合性。(7)上级EHS部门的审核意见。在项目设计和执行中,上级EHS部门要参与项目关于环境、健康和安全方面的审核,用他们广泛的经验和全球范围的管理知识支持项目的实现。(8)范围检查点可交付成果文件检查表。可交付成果文件检查表由有关职能部门,如质量、EHS、 财务和授权领导批准。
2.4设计基础检查点的作用和流程
设计基础(Basis of Design,BOD)检查点是确保工程设计能满足前述的范围,符合利益相关方的意向并用文件记录,且清晰地反映在项目的详细定义上,包括使用何种设计标准。通过各个步骤的检查确保设计满足项目意向,符合现行的设计规范,建设成本和时间进度是可控的。重大项目还要进行风险评估,明确评价项目的精度范围并进行偶发事件分析。所有利益相关方批准了检查点文件后才能继续进行后续工作。
2.4.1设计基础检查点的流程
设计基础检查点的流程:(1)项目经理和团队检查识别门文件、概念门介绍演示、范围需求文件、项目成本和时间表;(2)项目团队和服务商(如项目管理公司) 了解所用的工程设计标准,根据设计基础检查点的可交付成果检查表的要求准备文件;(3)项目经理审核设计基础检查点的可交付成果检查表的所有文件;(4)更新时间表、成本估算、风险评估和意外事件;(5)为了后续的详细工程设计符合规范,节约资金,初步设计的文件需要请第三方的同业单位(如另外的设计院或咨询单位)检查,检查完毕提出一个详细的报告;(6)确保独立同业报告中提出的意见已完成整改或答复;(7)项目经理分发设计基础检查点的可交付成果的文件和附件(如概念设计图)交主管部门签字批准;(8)如果设计基础检查点可交付成果的检查表未被批准,那么项目可能需要修正上述文件,延期或者停止该项目;(9)主管领导批准设计基础检查点的文件。
2.4.2设计基础检查点可交付成果
设计基础检查点可交付成果:(1)更新范围需求; (2)更新项目风险管理计划;(3)更新EHS问卷;(4)设计基础文件描述和附件,主要包括工程图介绍、环境、 健康、安全、法规方案和其他工作计划等;(5)更新成本估算和风险评估;(6)项目同业审核报告,项目同业审核的单位可以是外请的设计院、咨询单位、上级单位等;(7)设计基础检查点可交付成果文件检查表,设计基础检查点可交付成果文件检查表由有关职能部门, 如质量、EHS、财务和授权领导批准。
2.5执行门的作用和流程
一旦通过了设计基础检查点的文件审核,就进入了执行关卡,可以申请项目的全部资金,也就是资金划拨申请(Capital Appropriation Request,CAR)的批准。
2.5.1执行门的流程
执行门(Implementation Gate)的流程:(1)项目经理根据设计基础检查点审核的文件修改数据,包括资金、 费用、意外开支、时间表、净现值等;(2)当执行门可交付成果文件都准备齐全,项目经理和用户、团队一起准备项目汇报演示文稿;(3)在项目汇报中,项目经理向授权的领导提出项目资金的审核,其结果是项目被批准、撤销或延期;(4)一旦执行门的文件批准,那么全部的资金划拨申请被批准。在范围检查点批准的仅是项目启动的资金,在执行门批准的是全部资金;(5)资金划拨得到批准就进入了项目的实际实施阶段,进行项目的详细设计,订立资金使用计划和时间表,开始订购设备和土建施工,并跟踪完成任务的主要里程碑工作。
2.5.2执行门可交付成果
执行门可交付成果:(1)向公司投资委员会作汇报的项目全部资金划拨申请演示文稿。汇报的目的是希望全部资金划拨得到批准。执行门是门径管理系统中最后一个关于资金批准的关卡,在这里投资委员会将作出项目“朝前走”还是“停止”的决定。所以,汇报的内容必须说明项目的设计符合所有利益相关者的期望, 成本合理,时间紧凑,说明项目来源、目的、资金分配(土建、安装、设备、管理费用)等;(2)执行门文件检查表。执行门文件检查表由有关职能部门,如质量、EHS、 财务和授权领导批准;(3) 全部资金划拨申请得到批准;(4)项目执行。
2.6关闭门的作用和流程
关闭门(Closeout Gate)是确认土建工程是否彻底完工,所有设施和设备是否进行了试车、确认,是否可以交付使用。所有相关文件要备齐并经过检查和审核, 确保项目完全关闭。
2.6.1关闭门的流程
关闭门的流程:(1)项目经理确保整个项目的流程符合规定,所有利益相关者均参与,可交付成果的文件已完成;(2)确认所有的建造、试车和验证、文件准备和财务结算已完成;(3)确认所有的竣工评价、调查和评估已完成;(4)确认关闭门可交付文件检查表和附属文件已签字批准;(5)项目经理提出项目关闭的申请。
2.6.2关闭门可交付成果
关闭门可交付成果:(1)关闭门文件检查表。由有关职能部门,如质量、EHS、财务和授权领导批准;(2) 项目总结报告,包括学到的技能、经验教训等。
3结语
西药制药工程及设备、制药管理研究 第5篇
1 关于西药工程
西药制药是指利用化学反应, 通融生物生成新物质的方法, 是一种利用先进的科学技术和理念制作可靠药物的过程, 其产品具有极大的临床作用。在西药制药工程中, 有一个重要的问题需要得到切实的解决, 那就是对药物进行检测时, 如何利用安全有效且快速的过程参数进行, 从而能够有效地分析出化学物质, 并能保证生产和加工药品的稳定性, 从而节约相关的人力物力, 有效地控制整个制药过程, 使人为等因素导致的一些误差得以避免。有关的研发任务表明, 西药制药涉及药物分析与质量评价, 过程分析化学、化学工程与工艺、过程装备与控制、工业仪表与自动控制、计算机应用、工业系统工程等众多学科, 既需要对于各类先进的制药工程方法、工艺和设备进行研发, 又需要对于西药的质量控制方法和仪器分析技术进行研究;还需要对于相关的西药制造过程信号检测技术, 分析处理数据技术、自动控制技术, 以及各类综合性计算机信息管理系统等进行开发。
2 常用的制药技术工艺介绍
虽然我国是用药大国, 但受当初国情的种种影响, 在制药技术方面我国仍然处于起步阶段, 致使在进行临床用药时, 国人一般不信任国产的药品, 而普遍认为国外的产品具有更好的药效。换而言之, 我国还需要进一步加强制药工业技术。例如, 在药品的提取、分离、浓缩、干燥、制剂、灭菌等全过程中, 仍然较为普遍地采用独立运行操作各步单元制药设备的模式, 还没有形成集成联用与控制的智能化, 从而致使产生一系列的问题, 例如转运过程中损失物料、生产效率不高等, 同时由于敞口较长时间的暴露, 使物料受到污染和损失有效成分的可能性大幅增加。除此之外, 因为缺乏在线检测和分析设备, 不能进行全过程的监控, 无法有效控制因人工操作而形成的波动因素, 从而很难优化制药过程的参数, 致使控制药品质量方面形成了技术盲点, 药品不同的生产批次间具有较大差异的化学组成, 最终无法达到均一稳定的质量标准。
3 西药设备的有关研究
随着业界提出GMP, 我国制药工程的发展得到了有效地推动, 也要求加大管理药品质量的力度。GMP有效地指导了我围的制药设备, 主要包括:对制药设备的进行选型、设计和安装, 要与国内的需求和药品的生产要求相符合;选用的制药设备在清洗、消毒灭菌、生产操作时必须要保证简单方便, 更要便于对设备进行保养和维修, 并且能够有效防范差错事故和环境等污染。因此, 新建的制药企业和实施GMP改造的制药企业, 其购买装备的制药设备必须与GMP的要求保持高度一致。而设备是否满足制药工艺的要求、什么设备才与GMP的要求相符合, 在制药设备的外观、检验、结构设计、在线控制监测、验证技术指标等方面, GMP有什么要求等问题, 是进行设备选择时必须要加以明确的重要内容。同时, 复杂的制药工艺又需要多样化的设备功能, 其优劣也决定着使用功能能否得到满足, 以及是否具有环境洁净的适用性。另外, 在使用制药设备的过程中, 如何促进综合利用率的提高、生产潜力的充分发挥、设备使用寿命有效延长等问题, 都是制药企业提升管理水平和增强竞争能力必须要认真研究和重点解决的。所以说, 科学管理设备, 充分满足GMP的要求, 确保顺利安全进行药品生产, 是制药企业发展的必由之路。
4 管理操作西药制药设备的规范
在管理西药制药设备方面, GMP要求必须按照相应的操作管理规范执行, 任何人都不能以任何理由违反相应的管理操作规范章程。这个操作规程就是人们常说的SOP。在这个操作规程的约束下, 不仅可以使人为因素造成的工作失误得到有效避免, 而且能够保证在使用仪器设备的过程中避免形成误差, 从而使药品的药效质量不会出现问题。首先, 只要人们严格执行操作规程, 跟踪管理设备, 就可以实现人力物力的节约。例如:填写各种制药设备的运行记录, 收集汇总分析实现SOP化, 可以确保主管生产的领导和生产计划部门准确掌握全厂设备的运行状况, 从而对于全厂的药品生产设备实现合理安排, 保证申请采购、开箱安装调试、验收等工作实现SOP化, 进而保证合理添置设备, 有效降低设备和生产风险。另外, 按照操作规程进行管理和生产, 能够在生产过程中确保工人的操作技术实现规范化, 同时促进工人操作技能的有效提高。具体说:操作设备SOP化, 能够使工人操作设备的技能得到提高, 使得他们之间的技能差异有效减少;维修设备SOP化, 能够使维修工的工作效率得到提高, 设备停机的时间得以有效减少, 从而保证顺利进行药品的生产。
5 我国改革西药制药管理的方向
目前, 我国的西药制药条件仍然不够令人满意, 还有待于加强临床上应用西药的效果。在这一过程中, 极为重要的一点就是如何加强管理西药制药。在西药制药的过程中, 不但要对设备管理的工作要加强, 而且还要对检查监督的各种工作进行完善, 同时也要相应地完善和改革GMP文件, 使其与人们的时代需求更加符合, 从而把制药设备的工作效能和生产效率充分发挥出来。因此, 工程技术人员和相关的维修管理人员, 应该从安装设备做起, 依据制药设备对厂房、基础、水电气等相关的技术要求, 对于设备的结构特点、工作原理、性能指标和保养维护方法等予以全面的了解和掌握, 从而为设备GMP操作和管理文件的编写, 提供必要的技术资料支持。
浅谈基因工程制药 第6篇
1 关于基因工程的概述
基因工程是一项复杂的技术, 主要是在分子水平上操作基因, 具体说就是:在体外剪切、组合和拼接目的基因及其载体, 继而利用载体转入微生物、植物或植物细胞、动物或动物细胞 (受体细胞) , 在细胞中目的基因得以表达, 从而使人类需要的产物产生, 或者新的生物类型诞生。自从20世纪70年代基因工程问世以后, 在医药领域最早被采用, 同时也是目前该技术应用最活跃的领域, 特别是其已经被广泛应用于研发和生产新药。
2 基因工程制药及其发展
基因工程药物是首先把能够预防和治疗某种疾病的蛋白质首先确定下来, 然后取出对该蛋白质合成过程能够起到控制作用的基因, 然后对基因进行一系列的操作后, 将其放入能够大量生产的受体细胞中, 再通过受体细胞持续繁殖的过程, 从而使对某种疾病具有预防和治疗作用的药用蛋白质得以大规模生产出来。利用基因工程技术进行药物的生产具有以下的优势:一是在以往很难获得的生理活性物质和多肽得以大规模生产, 从而有力地保障了临床应用;二是更多的内源性生理活性物质被挖掘和发现;三是改造、去除了内源生理活性物质不足的地方;四是能够生产新型的化合物, 筛选药物的来源得以扩大。
生物工程主要包括五个部分, 即:基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程。基因工程是现代生物技术的核心, 它在20世纪70年代诞生, 1978年, 人类成功地用大肠杆菌生产生长激素释放抑制因子, 从此以后, 又相继诞生了数十种基因工程产品, 如:人胰岛素、胸腺素、尿激酶、人生长激素、肿瘤坏死因子和干扰素、乙肝病毒疫菌等, 它们从1982年被投入医药市场后, 广泛地应用于防治疾病, 而且时至今日持续取得了巨大的治疗效果和经济效益;1989年, 经过卫生部的批准, 我国首个基因工程药物IFN-a1获得新药证书;1995年, 《自然杂志》汇集发表了人基因组全物理图, 以及3号、16号和22号人染色体的高密度物理图;1997年, 以洪国藩教授为核心的中国科学院国家基因研究中心科学家小组, 首次在世界上成功构建了高分辨的水稻基因组物理图;英国爱丁堡罗斯林研究院首次成功克隆了引起世界轰动的多莉羊。
3 基因工程药物目前的主要类型
3.1 干扰素
其主要是在诱导下哺乳动物细胞产生的一种淋巴因子, 它可以使巨噬细胞的吞噬作用得到, 并且强力杀伤癌细胞。对于细胞内病毒的增殖具有抑制作用, 可以用于治疗肿瘤及其他的病毒病。
3.2 生长激素
人体生长激素对于侏儒症和愈合伤口具有治疗和促进作用。动物生长激素可以对于畜禽的生长发育具有加速的作用。目前, 在大肠杆菌中都已经成功表达了人和动物的生长激素基因, 而且已经应用到医学和畜牧业领域, 并且取得了显著的效果。
3.3 红细胞生成素
它是产生于肾脏的一种作用于肾髓的相关造血细胞因子, 能够缩短原始红细胞的成熟期, 对于造血细胞在肾髓中的含量具有调节功能, 能够治疗因为不全的肾功能、放射化疗引起的贫血, 以及一些其他罕见的贫血症。在外科手术前, 准备自体输血的病人也可以适应。
3.4 白细胞介素
它是一种具有抗肿瘤作用的免疫因子, 对于T细胞的生长、增殖和分化, B细胞的生长和增殖具有促进作用。同时, 能够使杀伤性淋巴细胞的功能得到增强, 也能够治疗癌症。
3.5 集落刺激因子
一是粒细胞集落刺激因子, 二是巨噬细胞集落刺激因子。两种因子都能够增殖体内白细胞, 对造血功能进行调控, 使粒细胞的功能得到增强, 用于治疗化疗后肿瘤病人白细胞下降。
4 基因工程制药技术的应用
在目前的医药工业中, 应用基因工程技术最重要领域就是研发生产新药, 以及对传统药物进行改造。而且利用这一先进技术, 解决了传统的药物材料来源困难或制造技术存在的问题。从而生产出了以前无法生产的药物, 主要包括三类, 即生理活性物质、抗体、疫苗。
4.1 用于生产生理活性物质
利用基因工程技术已经可以生产出激素类、细胞因子类、重组溶血栓类等药物。如胰岛素、重组人生长激素、重组人促卵泡激素、干扰素、集落刺激因子、白细胞介素、肿瘤坏死因子、趋化因子、转化生长因子B、生长因子、重组链激酶及重组组织型纤维酶原激活剂等。
4.2 用于生产抗体
基因工程抗体 (重组抗体) , 是指利用蛋白质工程技术和DNA重组, 依据需要的不同, 加工改造和重新装配编码抗体的基因, 经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子, 其在预防、诊断和治疗临床疾病、进行基础理论等方面具有广泛的应用。
4.3 用于生产疫苗
基因工程疫苗的生产过程大致为:在表达载体中克隆入病原体的编码保护性抗原的基因片段, 使细胞或真核细胞微生物及原核细胞微生物得以转染后得到的产物, 或者删除病原的毒力相关基因, 使之成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。包括基因工程亚单位疫苗、基因缺失活疫苗、基因工程活载体疫苗、核酸疫苗、转基因植物疫苗等。相比于传统的疫苗, 基因工程疫苗具有安全有效、低生产成本、适于大规模生产和使用等很多的优点。
摘要：20世纪70年代DNA重组技术诞生, 推动基因工程制药实现了迅速发展。同时, 在关于基因组和蛋白质组研究持续推进的基础上, 基因工程药物的研发也不断取得突破。基于此, 主要对基因工程、基因工程制药及其发展、基因工程药物的主要类型、基因工程制药技术的应用等方面进行综述。
制药废水治理工程实例 第7篇
医药工业是我国工业体系中的重要产业之一, 但大多数企业产品技术含量低、新药开发能力低、经济效益低、污水治理设施及运行管理投入小, 导致制药行业成为国家环保规划重点治理的12个行业之一。
制药废水通常成分复杂, 有机污染物种类多、浓度高、含盐量高和NH3-N浓度高、色度深且具有一定生物抑制性, 相对其他有机废水, 处理难度更大。
结合制药业生产工艺和排污特点, 可将制药废水分为生物发酵类、化学合成类、提取类、生物工程类、中药类及混装制剂类等废水。本文通过工程实例, 介绍某项目化学合成制药废水的处理工艺。
2 项目简介
2.1 项目概况
某企业主要从事药物及其关键中间体和抗肿瘤药物原料的生产和销售, 承接医药原料及中间体和抗肿瘤药物原料领域的研发并实现产业化。
2.2 设计原则
(1) 严格执行国家及当地环境保护的各项规定, 确保各项出水指标达到规定的排放标准;
(2) 针对废水水质特点, 选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、运转成本低、操作管理方便的处理工艺, 以节约投资, 降低运行费用, 确保达标排放;
(3) 设备选型做到合理、可靠、先进、节能;设备布置合理, 结构紧凑, 占地面积少, 投资小;
(4) 操作管理方便, 技术要求简单, 维修简便, 适宜于长期使用;
(5) 在设计中适当考虑处理设施运行的自动化操作, 以减少劳动力, 减轻劳动强度。
2.3 设计范围
该项目的设计范围从污水处理站进水口到总排口, 与厂方水、电等交接点为设计界区外1m。不包括站外至污水处理站的供水、供电、污水管渠、车间污水管的分流及干化污泥的外运, 污水外排去向。
3 项目产品工艺分析
3.1 项目产品工艺
该项目的主要产品为硝苯地平控释片、卡左双多巴控释片、甲磺酸二氢麦角碱缓释片等。主要产品的制作工艺如下:
3.1.1 硝苯地平控释片制造工艺
(1) 将药物与促渗剂等药用辅料混合均匀、干法制粒。
(2) 将促渗剂、渗透压活性物质药用辅料混合均匀后湿发制粒。
(3) 制备双层片芯。
(4) 制备控释层包衣液。
(5) 包控释层。
(6) 打孔。
(7) 包薄膜衣。
3.1.2 卡左双多巴控释片制造工艺
(1) 依次将左旋多巴、卡比多巴、微晶纤维素、羟丙甲纤维素混合。
(2) 匀速加入粘合剂、制粒。
(3) 粒粒过筛。
(4) 干燥。
(5) 粒粒过筛整粒, 备用。
(6) 确定片重。
3.1.3 甲磺酸二氢麦角碱缓释片制造工艺
(1) 将处方中的聚维酮溶于处方量的乙醇作为粘合剂、备用。
(2) 将主药中的甲磺酸二氢麦角碱溶于粘合剂中、备用。
(3) 混合。
(4) 制粒。
(5) 干燥。
(6) 整粒。
(7) 终混。
(8) 中间体含量确定。
(9) 压片。
3.2 项目废水来源、产生量以及水质
该项目生产废水主要来源于固体制剂车间设备冲洗水、研发中心研发废水、纯化水制备浓水、员工生活污水、循环水池排水等。
3.2.1 车间设备冲洗废水
根据工艺流程分析, 需定期对混合机、流化床、造粒机、整粒机等设备进行冲洗产生冲洗废水, 先用自来水冲洗, 后用纯化水冲洗。原料桶冲洗之前先用专用抹布将粘在桶壁上的物料擦拭下来收集作为固废, 然后将桶进行机械清洗。清洗过程中约有 0.1%的原辅料进入清洗废水中。根据同类型企业的调查结果, 废水中残留部分辅料及原料药, 水质为CODCr约1500～2500mg/L, 按平均水质CODCr约2000mg/L、氨氮50mg/L, SS 400mg/L。
3.2.2 研发中心研发废水
主要为研发实验室设备冲洗水、地面冲洗水及研发人员生活污水, 主要污染物为有机杂质、氮有机物。根据类比同类规模医药研发实验室用水量统计情况, 实验室地面每周冲洗一次, 冲洗水量按 5L/m2·次计, 外加各类研发设备冲洗, 预计研发废水产生量为12.4t/d;废水水质为CODCr约1500mg/L, 氨氮 60mg/L, SS 600mg/L。
3.2.3 纯化水制备浓水
该项目配套有纯化水制备设施。项目纯化水用量约 6t/d, 主要用于设备冲洗及研发设备用水。根据二级反渗透装置的制水原理及同类装置的实际运行情况, 纯化水制备浓水产生量约1.5t/d, 直接排入下水道, 平均水量约1.5t/d, 废水水质状况为:悬浮物≤80mg/L, Ca2+120mg/L。
3.2.4 生活污水
该项目劳动定员350人, 生活用水量按100L/人·d计, 生活污水产生量按生活用水量的80%计, 则生活污水产生量约28t/d, 按250d计为7000t/年;一般生活污水COD浓度约300mg/L, 氨氮浓度约35mg/L。
3.2.5 循环水池排水
根据工程可研报告, 冷却塔循环水池排水18m3/h, 288m3/d, 全部作为清水排入雨水管网, 不计入废水总量。
4 废水处理工艺
4.1 设计规模
根据环评和业主提供的水量数据, 该处理系统设计处理水量为200t/d。
4.2 设计进水指标
根据环评和业主提供的水质数据, 考虑一定的安全系数 (Kz=1.1) , 确定设计进水水质。详见表1。
注:由于废水中含有有机氮, 在水解过程中会形成氨氮, 故设计值放大。
4.3 设计出水指标
根据当地环保局和污水处理厂进水要求, 该项目的出水水质执行《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 的二级标准, 具体标准限制如表2。
4.4 废水水质情况分析
该企业利用外购原料药生产片剂或胶囊, 整个生产过程中, 没有化学合成过程, 因此没有工艺废水产生, 只有生产线上的容器清洗水和料桶清洗水, 因此项目所产生的废水相对浓度较低, 污染较轻。
该企业使用的主要原辅料包括:左旋多巴、卡比多巴、甘露醇、硝苯地平、羟丙甲基纤维素及其他类型纤维素。其中硝苯地平不溶于水;左旋多巴及卡比多巴属于带苯环的芳香族类氨基酸, 水中溶解度为5000mg/L, 无生物毒性, 苯环虽难以打开, 但经过较长时间的污泥驯化, 还是可生物降解;甘露醇溶于水, 易生物降解;羟丙甲基纤维素及其他类型纤维素在水中溶涨, 多以胶体形式存在于水中, 难生物降解。上述物料只在清洗容器或料桶时会进入废水中, 按 0.1%的流失量计算, 上述物料在废水中的浓度只有几十ppm, 对CODcr的贡献并不大。在生产过程中, 丙酮作为溶剂大量使用, 丙酮溶于水, 因此我们分析 CODcr的贡献主要来自于丙酮, 低浓度丙酮可生物降解。
该企业设有独立的研发中心, 研发中心废水具有不确定性, 建议单独收集并预处理。根据上述分析, 该企业废水特点如下。
(1) 废水主要是设备及车间清洗水, 污染程度相对较轻, 污染因子主要是 CODcr、氨氮及悬浮物。
(2) 废水的COD浓度不高, 组成COD的成分以丙酮、甲基纤维素、甘露醇左旋多巴等为主, 除甲基纤维素外, 其他均可生物降解, 其中丙酮、甘露醇可生化性较好。
(3) 甲基纤维素在水中溶胀, 以胶体形式存在, 硝苯地平不溶于水, 这两类物质均可混凝沉淀去除。
(4) 废水中不含生物毒性物质。
(5) 废水中氨氮以有机氮形式存在, 有机氮会逐渐降解为氨氮, 造成废水中氨氮不降反升。
(6) 研发中心废水量小, 但水质多变, 需特别予以关注。
4.5 处理工艺的选择
根据对该企业的废水的分析, 废水主要含有部分原辅料及溶剂, 表现为有机污染和氨氮污染, 无生物毒性, 因此考虑以生化处理工艺为主体。废水中含有较多悬浮物和胶体物质, 该部分物质难生化降解, 考虑通过混凝沉淀去除。 废水中可溶COD组成以丙酮、甘露醇等可生化性较好成分居多, 但也含一定的左旋多巴等可生化性较差物质, 因此考虑采用水解+好氧的组合工艺。设置单独水解沉淀池, 保持一定浓度的、有针对性的兼氧水解菌, 将大分子有机物降解为小分子有机物, 提高废水的B/C比为提高废水的可生化性, 同时将有机氮转化为氨氮。
好氧工艺的选择需要考虑生物脱氮。生物脱氮主要通过硝化-反硝化实现, A/O工艺是一种成熟的生物脱氮工艺, 并通过前置反硝化段, 利用废水中有机物作为反硝化段的碳源, 避免了外加碳源, 减少了运行费用。
研发中心废水水量小, 但水质难以确定, 难以排除高浓、有毒有害废水的排放, 因此, 为保险起见, 将研发中心废水单独收集, 单独预处理。预处理工艺采用Fenton氧化工艺, FeSO4和H2O2通过链式反应, 生产羟基自由基, 为强氧化体系, 能对苯环进行破环, 降解废水中的难降解污染物, 消除废水的毒性, 并提高废水的B/C比, 该工艺具有广泛的适用性, 且操作方便。通过 Fenton氧化处理, 基本可以消除废水的毒性, 并提高废水可生化性, 避免因不可预料的排放对生化处理系统的冲击。
经过上述组合工艺处理的废水, 能满足连续稳定的出水排放要求。
4.6 处理工艺流程
处理工艺流程见图1。
4.7 工艺说明
研发中心的实验废水自流到集水槽, 通过泵提升到Fenton反应槽, 反应槽内加酸, 将pH值调节至3～4, 加入FeSO4和H2O2进行反应。Fenton反应过后的废水加碱调节pH值至 8～9, 并加入PAM, 上清液排入调节池, 污泥排到污泥池。
车间清洗废水及生活废水自流到调节池, 在调节池均质均量后通过泵提升到反映池, 反应池内投加PAC、PAM, 通过搅拌机搅拌发生絮凝反应, 形成大颗粒絮体, 然后自流到混凝沉淀池, 通过重力作用实现泥水分离, 上清液自流到水解池, 污泥排到污泥浓缩池。废水进到水解池后, 通过潜水搅拌机实现泥水的充分混合, 水解池后设置一道水解沉淀池, 在沉淀池内泥水分离, 上清液自流到A/O池, 污泥回流到水解池前端, 保持水解池内的生物量, 剩余污泥排到污泥池。废水进入A/O池后, 首先在A池与回流混合液及回流污泥混合, 通过反硝化菌发生反硝化反应, 将NO2-、NO3-转化为N2, 混合通过潜水搅拌机实现。在O池设置曝气装置, 通过好氧菌降解有机物, 同时通过硝化菌发生硝化反应, 将 NH3-N转化为NO2-、NO3-。O池末端进行混合液回流, 将硝化液回流到A池, 进行硝化反硝化作用去除氨氮。O池的泥水混合液自流到生化沉淀池, 实现泥水分离, 上清液达标排放, 污泥部分回流到A池, 保持A/O池内的生物量, 剩余污泥排放到污泥池。Fenton反应槽、混凝沉淀池、水解沉淀池和生化沉淀池的剩余污泥排入污泥池中, 通过压滤机将污泥压滤成泥饼, 滤液回流至调节池, 泥饼委托有资质的单位外运填埋处置。
5 项目总投资预算
该投资未包括场地平整、地基处理、绿化、围墙道路、化验设施及COD在线仪等工程费用, 土建费用约70万元、工艺设备约46万元、仪表14万元、管道及配件10.8万元、电气及控制6万元、安装费和运杂费5万元, 外加设计费、调试费、工程管理费及税金等总投资约178万元。
6 运行费用测算
该项目劳动定员2人, 每人每月1500元, 则人工费用为0.5元/m3废水, 电费为0.78元/m3废水, 药剂费为0.80元/m3废水, 运行成本为2.08元/m3废水, 运行费用为624元/d。
7 结语
该项目工艺简单、操作简便、成本低廉, 而且系统运行稳定可靠。项目实施后, 该企业废水能达标排放, 真正做到环境效益、经济效益和社会效益的统一。
摘要：指出了医药工业是我国工业体系中的重要产业之一, 制药废水通常成分复杂, 多数制药企业产品技术含量低、经济效益低、污水治理设施运行和管理投入小, 导致制药企业成为当地水体主要污染来源之一。通过实例, 探讨了某制药厂废水的处理工艺。
关键词：医药工业,制药废水,工程实例
参考文献
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[4]杨珊姣, 丁丽霞.UASB工艺在制药废水处理中的应用及案例分析[J].科技资讯, 2012, 28:139～140.
制药生产环境控制系统的改造 第8篇
由于近两年我国制药行业连续发生多起药害事件, 因此制药生产环境受到了国家高度重视, 对企业生产环境 (如生产线温湿度、洁净度、室内外压差及空气风量等) 提出了非常严格的要求。2008年1月1日, 国家食品药品监督管理局新修订的《药品GMP认证检查评定标准》对生产环境的要求更为严格。
如今越来越多的制药厂家已深刻认识到生产环境指标对控制药品质量的重要性。特别对于固体制剂及针剂车间洁净室 (区) 的温湿度, 我国的GMP有着严格的要求, 洁净区的温度和相对湿度应与药品生产工艺要求相适应, 温度应控制在18～26℃, 相对湿度应控制在45%～65%;洁净区与非洁净区间压差应>10 Pa, 洁净区与不同洁净级别间压差应>5 Pa。所以说, 其数值变化是洁净室 (区) 生产环境状况的晴雨表, 同时也是更换高效过滤器的重要数据。如果生产环境得不到有效控制, 是难以确保药品生产质量的。
2 问题的提出
目前, 大多洁净区生产环境的检测和控制, 由相关洁净区人员进行记录, 以满足生产工艺要求。长期以来, 本公司主要采用干湿球温湿度计, 在日常的检测过程中发现有以下几个问题:
2.1 仪表自身问题
2.1.1 温湿度计
(1) 干湿球温湿度计不能持续监测; (2) 干湿球温湿度计不能确定报警极限和动作极限, 不能任意调出记录时间内的历史数据和历史曲线, 缺乏数据长期储存功能。
2.1.2 压差计
我们对洁净区压差数值进行了检查, 37%压差计出现了数值上的偏差。检查分析原因如下:安装不到位, 造成数据的偏差;压差计检测孔漏气;压差计不归零;压差自身精度不高, 洁净区压差计正常使用范围0～50 Pa, 精度±2 Pa。
2.2 人为原因
(1) 由于功能间的分散, 人工巡回检查, 不能随时监测环境参数以控制系统来满足生产工艺要求; (2) 夜班和公休日缺乏有效的监督, 不利于产品质量的稳定; (3) 人工检测数据, 减弱了管理层的监督、检查职能, 同时作业人员受工作任务压力而疏于检查和自控; (4) 无自动存储功能, 事故追忆困难。
3 问题的解决
通过对上述问题的分析研究与多方调研, 车间实施了生产环境控制实时监控系统。此系统依据车间厂房设计特点及实际生产情况, 将计算机置于控制室内, 将数据采集数显仪表置于洁净区现场, 用于数据采集和显示, 同时将这些信号用RS485通信线传至计算机控制室, 实现数据的采集、显示、存储、记录和管理。
图1为生产环境实时控制系统图, 图2为生产环境实时监测平面图, 并达到以下功能: (1) 远程监控机组的运行状态和故障状态, 远程启停机组设备等, 以确保设备在生产过程中无故障不间断运行; (2) 通过风机变频控制和洁净区气流压差梯度控制, 保证送回风总压力和区域压差恒定, 以确保生产区域洁净度满足生产工艺要求; (3) 通过调节冷冻水电动阀门、蒸汽加热和加湿电动阀门的开度来实现总送风温度和湿度的恒定, 以保证生产区域温湿度达到生产工艺的要求; (4) 连锁控制, 如新风阀和送风机连锁、送风机和排风机的连锁控制、电动水 (蒸汽) 阀和送风机的连锁等, 减少事故的发生; (5) 重要数据的采集, 超标报警处理等。
4 系统控制原理
4.1 远程启停控制
净化空调启停控制主要指风机的启动和停止, 包括送风机、排风机。启停控制方式可分为程序自动控制、程序手动控制和手动控制3种。
4.1.1 手动控制
当配电柜上的“手动/自动”转换开关处于“手动”状态时, 若要操作风机, 必须在控制柜上通过“启动”或“停止”按钮控制设备启停。 (此时自动操作无效)
4.1.2 程序手动控制
当控制柜上的“手动/自动”转换开关处于“自动”状态时, 设备自动控制有效, 此时可根据需要在中央工作站微机上利用鼠标在彩色图形界面上对每台空气处理机组进行启停控制。
4.1.3 程序自动控制
通过预先编制好的程序控制机组自动启/停, 该控制系统具有任意周期实时时间控制功能, 用户可根据需要任意规划日历表和设置时区, 控制设备的启停。日历表和时区可随时修改, 并受密码保护。系统通常运行在程序自动控制方式。
4.2 送风风量恒定控制
由于洁净室的空气洁净度要求比较高, 需设置多重过滤器来过滤处理空气。各级过滤器在运行过程中随着积灰的增多, 阻力会逐渐增大。如采用定频风机, 初期阻力较小, 风机的送风量偏大, 通过调节风阀控制风量一方面容易造成洁净区压差的不稳定, 而且还会造成能源浪费;末期阻力加大, 风机的送风量减少, 可能又达不到净化要求。采用变频调速风机可以保持系统的风量恒定, 从而使洁净室压力稳定, 避免影响净化效果, 并达到节能的目的。
4.3 温度和湿度恒定控制
洁净室的温湿度控制是一个多变量控制对象, 温度控制和湿度控制之间相互影响, 且其动态特性差异较大, 特别是温度和湿度的相关性较强, 单纯地采用室内温度闭环控制冷/热水阀以控制室内温度的做法, 其PID参数难以整定在合适的范围内, 很难保证系统的稳定性和精度。
因此, 夏季可采用湿度优先的方法, 冷水阀主要用来除湿, 然后通过热水阀的再热, 使温湿度达到所要求的值;冬季则通过加热器和加湿器来完成升温加湿的空气调节过程。
鉴于工艺设备发热量大的特点, 我们认为温湿度控制系统应能快速响应热负荷变化引起的扰动。为了达到这一目的, 可选择温湿度串级控制策略。温湿度串级、分程、选择控制原理如图3所示, 生产环境控制系统如图4所示。
4.3.1 温度调节
由室内温度传感器和送风温度传感器分别测得室内和送风温度, 室内温度取平均值后和室内温度设定值输入PI调节器TC01, TC01输出作为送风温度控制器TC02的设定值, 用室内温度重调送风温度设定值。TC02的输出信号通过分层控制器分层控制热水阀和冷却阀。
4.3.2 湿度调节
由室内湿度传感器和送风湿度传感器分别测得室内和送风湿度, 室内湿度取平均值后和室内湿度设定值输入PI调节器HC01, HC02的输出信号通过分层控制器分层控制冷水阀和加湿阀。
由于冷却阀有除湿和降温的双重作用, 通过选择器SC01来选择是温度控制信号还是湿度控制信号, 并以湿度信号优先。
5 结语
该控制系统设计简捷、直观, 能够自动控制与监测洁净区各房间环境状况。使各子系统和设备始终在有条不紊、协调一致、被控状态下运行, 为管理提供决策依据, 同时保证生产环境的各种工艺参数, 还能够有效地节约能源消耗、降低设备运行费用和维护费用, 节约人员费用开支、降低管理费用。上述方案已成功应用于车间洁净区生产环境实时监测系统, 取得了良好的应用效果。
摘要：制药生产工艺过程中对空气质量和空气调节的要求, 得到了国家GMP认证中心的高度重视, 为避免人工误操作与测量误差, 提出了生产环境实时监控系统的改造。