Общие принципы организации укрупненного фармацевтического производства

Организация производства лекарственных препаратов на фармацевтических предприятиях имеет свои особенности.

Для обеспечения высокого качества выпускаемой продукции и рентабельности производства, связанного с разнообразием технологических операций, на фармацевтических предприятиях широко применяется принцип разделения труда. Укрупненное фармацевтическое производство состоит из комплекса специализированных цехов. Цех - основное производственное подразделение предприятия, предназначенное для выполнения однородных процессов (дробильный, экстракционный, фасовочный и т. д.) или для выпуска однотипной продукции (таблеточный, ампульный, аэрозольный и др.). Каждый цех имеет несколько участков или отделений, где осуществляются однотипные операции, составляющие технологический процесс. Например, ампульный цех имеет участки: стеклодувный, моечный, растворный, розлива растворов в ампулы, запайки ампул, стерилизации и т д. Таблеточный цех - участки: смешивания ингредиентов, гранулирования, сушки гранулянта, прессования и др. При такой организации производства большое значение имеет планировка участков цеха.

Расположение машин должно учитывать организацию производственного потока, которая является одним из решающих условий высокопроизводительной работы цеха. В идеальном случае это создание поточных автоматизированных линий, представляющих собой контактную группу машин, аппаратов, выполняющих последовательно все технологические операции с автоматической передачей продукции по потоку. Так, поточная линия в ампульном цехе осуществляет мойку ампул, наполнение их раствором, запайку, проверку на качество запайки и чистоту раствора в ампулах и т. д.

Работа промышленных предприятий характеризуется строгой регламентацией и планированием производства, поскольку осуществляется переработка больших количеств материала и любая ошибка в технологии может привести к значительному материальному ущербу и браку продукции. Во избежание случайностей производственный процесс проводится в определенных стандартных условиях, предусмотренных точными инструкциями, объединенными в один сводный документ - регламент.

Производственный регламент

Регламент (от лат. regulo - упорядочивать, регулировать) представляет собой совокупность правил, определяющих порядок деятельности фармацевтического предприятия по выпуску готовой продукции.

Регламент разрабатывается на каждый выпускаемый продукт НИИ или экспериментальной лабораторией предприятия на основе научных исследований. Утверждается директором предприятия и вышестоящей организацией. В нем дается характеристика и указывается количество исходных материалов, полуфабриката и готового продукта, последовательность стадий технологического процесса, режим и время обработки материалов по стадиям, аппаратурная схема, методы анализа, правила по технике безопасности и другие условия производства. Регламент является законом производства и отступление от него недопустимо. За выполнением регламента следит отдел технического контроля (ОТК), в распоряжении которого имеется контрольно-аналитическая лаборатория и штат контролеров в отдельных цехах завода, в их функции входит контроль проведения производственного процесса. В случае отклонения от регламента ОТК имеет право прекратить производственный процесс.

Основные понятия

Технологический процесс представляет собой научно обоснованный комплекс действий, необходимых для получения готового продукта. Он состоит из отдельных, следующих одна за другой стадий производства.

Стадия производства - это звено технологического процесса - получение промежуточного продукта (полуфабриката). Например, процесс получения таблеток включает следующие стадии: смешивание (получение сложных композиций), гранулирование, прессование. Каждая стадия в свою очередь представляет собой сочетание ряда последовательных операций.

Технологическая операция - это элементарная часть производственного процесса или технологической стадии, выполненная за один прием машиной, отдельным аппаратом или работником. Так, в производстве таблеток технологическими операциями являются: измельчение отдельных ингредиентов, взвешивание, просеивание, увлажнение смеси, подлежащей гранулированию, и т. д.

В фармацевтическом производстве однотипные технологические (физические) процессы подразделяют на: механические, связанные с обработкой твердых материалов, подчиняющиеся законам механики твердых тел. К ним относятся: измельчение, просеивание, смешивание, дозирование, прессование; гидромеханические, применяемые при перемешивании жидкостей, эмульгировании, фильтровании, отсеивании, центрифугировании, очистке газов от пыли и др.; тепловые, подчиняющиеся законам теплообмена. Они протекают с изменением агрегатного состояния вещества - испарение, конденсация, плавление и связаны с нагреванием, охлаждением и др.; массообменные, характеризующиеся переходом одного или нескольких компонентов из одной фазы в другую через поверхность их раздела путем диффузии. Сюда относятся: растворение веществ, кристаллизация, экстракция, ректификация, сушка и др. Способы проведения этих процессов определяют эффективность и рентабельность производства.

По характеру протекания технологические процессы разделяют на периодические, непрерывные и комбинированные, или полунепрерывные. Периодические процессы осуществляются в аппаратах и машинах прерывистого действия и время от времени прекращаются для выгрузки полученного продукта и загрузки новой порции сырья. Непрерывные процессы характеризуются одновременным поступлением исходных материалов и выгрузкой готового продукта. Комбинированные - это такие периодические процессы, в которых одна или несколько стадий протекают непрерывно, например стадия прессования при таблетировании.

Исходные материалы, поступающие в производство для переработки, называются сырьем, а входящие в состав лекарственной формы в малоизмененном или неизмененном виде - ингредиентами. Конечный продукт технологического процесса - готовый продукт, а прошедший одну или несколько стадий обработки - промежуточный, или полуфабрикат. В процессе переработки исходных материалов могут образоваться отдельные фракции, не входящие в состав готового продукта, которые называют отходами производства. Если они представляют потребительскую ценность, т. е. в дальнейшем могут быть переработаны, то составляют побочный продукт. Отходы производства, которые не подлежат дальнейшей переработке и не представляют потребительской стоимости, являются отбросами. Их в настоящее время путем разработки рациональных технологий или переводом в побочный продукт сводят к минимуму. Использованные в технологическом процессе ценные растворители подвергают регенерации и вновь возвращают в производство. Готовый продукт, имеющий неудовлетворительное качество, - технологический брак, который может получиться вследствие использования неполноценного исходного материала и при нарушении технологии.

В процессе производства всегда имеют место материальные потери, образующиеся вследствие распыления, испарения, прилипания материала к стенкам аппаратуры и т. д.

Материальный баланс

Материальный баланс - это соотношение между количествами исходных материалов, полученного готового продукта, отходами производства и материальными потерями. Он лежит в основе производственного регламента, дает возможность оценить правильность организации технологического процесса, сравнить эффективность его проведения на разных производствах и может быть выражен уравнением, диаграммой или в виде таблицы.

Уравнение материального баланса имеет следующий вид:

 

G₁ = G₂ + G₃ + G₄ + G₅,

 

где G₁ - масса исходных материалов; G₂- готового продукта; G₃ - побочных продуктов; G₄ - отбросов; G₅ - материальных потерь.

В случае отсутствия отходов производства уравнение материального баланса примет более простой вид:

 

G₁ = G₂ + G₅

 

Материальный баланс может быть составлен как в отношении всего технологического процесса, так и в отношении каждой отдельной стадии или производственной операции. Он может охватывать все материалы (общий, суммарный баланс) или каждый отдельный компонент.

Например, для приготовления 100 кг борной мази взято 5 кг кислоты борной и 95 кг вазелина. Получено 96 кг мази с содержанием кислоты борной 4,9%. Уравнение материального баланса будет иметь вид:

100 = 96 + 4.

Материальный баланс можно представить в следующем виде.

 

Взято исходных материалов, кг	Получено, кг
Кислоты борной 5 Вазелина 95 Всего 100	Борной мази 96 Потери 4 Всего 100

Материальный баланс на каждый компонент составляют с учетом его процентного содержания в готовом продукте.

В данном случае для кислоты борной G₁ = 5 кг, величину G₂ следует рассчитать следующим образом:

 

4,9 · 96 / 100 = 4,704 кг.

Тогда G₅ = 0,296 кг.

 

Уравнение материального баланса для кислоты борной примет следующий вид: 5 = 4,704 + 0,296.

Для вазелина G₁ = 95 кг, G₂ = 91,296 кг, так как всего потери - 4 кг, из них потери вазелина 4 - 0,296 = 3,704 кг.

Уравнение материального баланса для вазелина будет

 

95 = 91,296 + 3,704.

 

Таким образом, материальный баланс дает возможность определить абсолютную величину материальных потерь (трату Σ). Из уравнения материального баланса находят технологический выход (η) и расходный коэффициент (К_расх).

Технологический выход η - это отношение массы готового продукта (G₂) к массе взятых исходных материалов (G1), выраженное в процентах:

 

η = G₂ / G₁ · 100%,

 

или при наличии отходов производства:

 

η =	G2	· 100%
	G1 – (G3 + G4)

 

Технологическая трата (Σ) - это отношение массы материальных потерь (G₅) к массе исходных материалов (G₁), выраженное в процентах:

 

Σ = G₅ / G₁ · 100%,

 

или при наличии отходов производства

 

Σ =	G5	· 100%
	G1 – (G3 + G4)

 

Чем меньше технологическая трата (Σ), тем рентабельнее производство.

Расходный коэффициент (К_расх)- это отношение массы взятых исходных материалов к массе полученного готового продукта. К_расх величина безразмерная.

 

К_расх = G₁ / G₂ · 100%

или

Красх =	G1 – (G3 + G4)
	G2

 

Расходный коэффициент всегда больше единицы, рассчитывается с точностью до 0,001.

Чем меньше К_расх, тем лучше организован технологический процесс. Умножая цифры прописи, составленной без учета материальных потерь, на расходный коэффициент получают рабочие прописи. Это необходимо для обеспечения выхода заданного количества готового продукта.

Энергетический баланс

Помимо материального баланса по сырью, в производстве составляется также энергетический баланс, представляющий соотношение количеств энергии, введенной в технологический процесс и выделенной по его окончании. Например, энергетический тепловой баланс представлен следующим уравнением

 

Q + Q₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄,

 

где Q - тепло, введенное в технологический процесс с исходным веществом, Дж; Q₁ - тепло, подводимое извне, Дж; Q₂ - тепловой эффект, полученный за счет экзотермических или эндотермических реакций. Он может иметь знак «+» или «-», Дж; Q₃ - тепло, уходящее с готовым продуктом, Дж; Q₄ - потери тепла, Дж.