什么是工藝過程
工藝過程的概念:在生產(chǎn)過程中凡直接關系到化學合成反應或生物合成途徑的次序,條件(包括配料比,溫度,反應時間,攪拌方式,后處理方法和精制條件等)通稱為工藝條件。
制藥通行慣例是:
1、小試階段——開發(fā)和優(yōu)化方法
2、中試階段——驗證和使用方法
3、工藝驗證/商業(yè)化生產(chǎn)階段——使用方法,并根據(jù)變更情況以決定是否驗證
4、批量的討論備注:中試批量應該不小于大生產(chǎn)批量的十分之一(√)大生產(chǎn)批量不得大于中試批量的十倍(×) 小量試制階段
對實驗室原有的合成路線和方法進行全面的、系統(tǒng)的改革。在改革的基礎上通過實驗室批量合成,積累數(shù)據(jù),提出一條基本適合于中試生產(chǎn)的合成工藝路線。小試階段的研究重點應緊緊繞影響工業(yè)生產(chǎn)的關鍵性問題。如縮短合成路線,提高產(chǎn)率,簡化操作,降低成本和安全生產(chǎn)等。 小試階段的主要任務:
1.工藝:反應參數(shù),工藝過程后處理方式2.物料: 物料屬性, 物料控制3.結(jié)構(gòu)確證 小量試制階段的任務:
1、研究確定一條佳的合成工藝路線:
一條比較成熟的合成工藝路線應該是:合成步驟短,總產(chǎn)率高,設備技術(shù)條件和工藝流程簡單,原材料來源充裕而且便宜。
2. 用工業(yè)級原料代替化學試劑:
實驗室小量合成時,常用試劑規(guī)格的原料和溶劑,不僅價格昂貴,也不可能有大量供應。日田集團大規(guī)模生產(chǎn)應盡量采用化工原料和工業(yè)級溶劑。小試階段應探明,用工業(yè)級原料和溶劑對反應有無干擾,對產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量有無影響。通過小試研究找出適合于用工業(yè)級原料生產(chǎn)的佳反應條件和處理方法,達到價廉、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)。
3. 原料和溶劑的回收套用:
合成反應一般要用大量溶劑,多數(shù)情況下反應前后溶劑沒有明顯變化,可直接回收套用。有時溶劑中可能含有反應副產(chǎn)物,反應不完全的剩余原料,揮發(fā)性雜質(zhì),或溶劑的濃度改變,應通過小試研究找出回收處理的辦法,并以數(shù)據(jù)說明,用回收的原料和溶劑不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。原料和溶劑的回收套用,不僅能降低成本,而且有利于三廢處理和環(huán)境衛(wèi)生。
4. 安全生產(chǎn)和環(huán)境衛(wèi)生:
安全對工業(yè)生產(chǎn)至關重要,應通過小試研究盡量去掉有毒物質(zhì)和有害氣體參加的合成反應;避免采用易燃、易爆的危險操作,實屬必要,一時又不能解決,應找出相應的防護措施。盡量不用毒性大的有機溶劑,尋找性質(zhì)相似而毒性小的溶劑代替。藥物生產(chǎn)的特點之一是原材料品種多,用量大,化學反應復雜,常產(chǎn)生大量的廢氣、廢渣和廢物,處理不好,將嚴重影響環(huán)境保護,造成公害。藥品制造三廢問題在選擇工藝路線時就要考慮,并提出處理的建議。
中試與小試區(qū)別
小試與中試的區(qū)分不僅僅在于投料量的多少、以及所用設備的大小之上,兩者是要完成不同時段的不同任務。小試主要從事探索、開發(fā)性的工作,化學小試解決了所定課題的反應、分離過程和所涉及物料的分析認定,拿出合格試樣,且收率等經(jīng)濟技術(shù)指標達到預期要求,就可告一段落,轉(zhuǎn)入中試階段。中試過程要解決的問題是:如何釆用工業(yè)手段、裝備,完成小試的全流程,并基本達到小試的各項經(jīng)濟技術(shù)指標,當然規(guī)模也擴大了。
為什么要中試
1. 規(guī)模不同
2. 原料來源不同
3. 攪拌方式不同
4. 熱量的傳遞方式不同
5. 反應器的材質(zhì)不同
中試放大的目的
中試是從小試實驗到工業(yè)化生產(chǎn)必經(jīng)的過渡環(huán)節(jié);在生產(chǎn)設備上基本完成由小試向生產(chǎn)操作過程地過渡,確保按操作規(guī)程能始終生產(chǎn)出預定質(zhì)量標準的產(chǎn)品;是利用在小型的生產(chǎn)設備進行生產(chǎn)的過程,其設備的設計要求,選擇及工作原理與大生產(chǎn)基本一致;在小試成熟后,進行中試,研究工業(yè)化可行工藝,設備選型,為工業(yè)化設計提供依據(jù)。所以,中試放大的目的是驗證,復審和完善實驗室工藝所研究確定的合成工藝路線,是否成熟、合理,主要經(jīng)濟技術(shù)指標是否接近生產(chǎn)要求;研究選定的工業(yè)化生產(chǎn)設備結(jié)構(gòu),材質(zhì),安裝和車間布置等,為正式生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)和佳物料量和物料消耗。中試放大的重要性
中試就是小型生產(chǎn)模擬試驗。中試試是根據(jù)小試實驗研究工業(yè)化可行的方案,它進一步研究在一定規(guī)模的裝置中各步化學反應條件的變化規(guī)律,并解決實驗室中所不能解決或發(fā)現(xiàn)的問題,為工業(yè)化生產(chǎn)提供設計依據(jù)。雖然化學反應的本質(zhì)不會因?qū)嶒炆a(chǎn)的不同而改變,但各步化學反應的佳反應工藝條件,則可能隨實驗規(guī)模和設備等外部條件的不同而改變。一般來說,中試放大是快速,高水平到工業(yè)化生產(chǎn)的重要過渡階段,其水平代表工業(yè)化的水平。
中試放大是藥品研發(fā)到生產(chǎn)的必由之路,也是降低產(chǎn)業(yè)化風險的有效措施。
中試放大階段的任務
1、考核實驗室提供的工藝路線在工藝設備、條件、原材料等方面在中試放大時是否有特殊的要求,是否適合工業(yè)化生產(chǎn)。
2、驗證小試工藝是否成熟合理,主要經(jīng)濟指標是否接近生產(chǎn)要求。
3、進一步考核和完善工藝條件,對每一步反應和單元操作均應取得基本穩(wěn)定的數(shù)據(jù);廣西日田集團進行物料衡算。
4、設備材質(zhì)和型號的選擇。
5、確定各步反應對傳熱和傳質(zhì)的要求。放熱反應中的加料方式,加料速度對反應的影響。
6、攪拌器型式和攪拌速度的考察。
7、加熱/冷卻載體的類型及要求
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