浅谈模块化多功能合成车间的工艺设计

1、工厂设计浅谈模块化多功能合成车间的工艺设计中国石化集团上海工程有限公司(200120丁伟军摘要多功能合成车间的建设可以满足小产量、多品种的生产要求,应对市场的迅速变化。本文介绍了多功能合成车间的一种构成方式模块化,并介绍了一种典型的模块的组成方式。关键词多功能合成车间模块化组成1前言化学原料药行业是制药产业的重要基础。近年来,由于发达国家在环境保护方面的限制,以及石油化工产品的涨价,导致其原料药生产成本费用居高不下,而发展中国家在化学制药装备和人员素质上都有了大幅度的提高,以较低的生产费用占据了优势,在国际化学原料药市场中的地位发生了较大的变化。世界原料药的生产中心已转向亚洲,中国和印度原料药

2、生产正在迅速崛起。目前,原料药生产出现了合同生产占原料药贸易重头和生产集中趋势越来越明显等新动向。近几年跨国药企购并重组频繁,都集中主要精力和财力从事研发活动和市场竞争,因此也进一步推动了化学原料药合同生产的迅速发展。国外制剂厂商所需的原料药及中间体60%系外购或合同生产,尤其是美欧国家大多采用此种方式。在全球原料药市场中,有80多亿美元的产品来源于合同生产,在全球原料药贸易中占有较大的比重。这些合同交易的主要特点为产品年交易吨位较少,单品种销售额未超过100万美元的品种占居多数。主要方式是制剂公司委托化学原料药生产厂,按照严格的质量标准和议定书,为其生产原料药或中间体,产品专供委托方制剂公司

3、,合同生产厂商不得自行上市。这种方式的合作较为长期稳定。可以预见,今后这种原料药生产的方式在我们国内也会逐步得到推广采纳。面对原料药生产的这种趋势,多功能合成车间的建设可以满足小产量、多品种的生产要求,应对市场的迅速变化。2模块化多功能合成车间基本情况多功能合成车间的构建可以有多种方式,本文仅简要介绍一种多功能合成车间设计的思路:模块化多功能合成车间。采用模块化的方式构建合成车间的宗旨在于满足多品种、小产量生产的要求。与通常的合成车间是以产品生产流程为基础构建车间不同,模块化合成车间是以设备为核心构建车间。在模块化合成车间中,若干个设备构成一个生产模块,若干个模块组成一个车间。在实际生产中,任

4、何一个模块不囿于某个生产品种,一个模块或若干个模块的组合可以实现一个产品的生产,一个产品可以在不同的模块中生产。通过对生产模块的合理选择、组合,从而达到多品种同时生产,小产量生产的目的。3一种典型的模块组成3.1模块组成的基础通过化学合成制备原料的过程究其实质而言,是一种精细化工生产的过程,往往可能包含各种类型的化工单元操作。在制药工业中,最常用的化工单元操作包括:反应、回流、真空浓缩、萃取、结晶、液固分离和真空干燥等。本文介绍的这种模块组成的就是为了实现上述这些最基本的化工单元操作。3.2设备组成模块中的设备配置以四个反应罐为核心构成。反应罐一般情况下均考虑配置夹套,用于反应或结晶过程的温度

5、控制。同时反应罐配备高位冷凝器,用于实现回流、真空浓缩等操作;冷凝器大小根据反应罐材质、换热面积等相关参数进行计算。模块中四个反应罐每两个分为一组,共二组。每组反应罐考虑配置四个高位槽,二个低位槽;其中两个高位槽的容积较大,可为反应罐容积的1/2左右,用于大容量的反应物或溶剂计量;另两个高位槽体积可以比较小,约为100L或200L,用于生产中反应罐内液体的pH调节或小剂量反应物的加料。每组反应罐配置一个离心机或过滤器,用于液固分离。每组反应罐配置一个输送泵,用于罐与罐之间或其他用途的物料输送。在模块内设置一套真空系统,用于物料的真空输送和模块内的真空浓缩等。通常一套真空系统可以包括:真空泵,缓

6、冲罐,冷凝器等。模块内可以考虑一套真空干燥系统,该系统可以为模块独用或和其他模块共享。该系统一般包括真空干燥器,真空系统(包括真空泵,缓冲罐,冷凝器,温度控制系统(包括膨胀罐,加热器,输送泵。以上所列举的均为最基本的模块中的设备配置,设备材料采用搪玻璃或不锈钢,生产区域一搬情况下可以适应于绝大多数原料药生产,对于特殊产品的生产按防爆设计,生产场所需考虑耐腐蚀要求。实际设计中需根据产品情况增减设备,并选择合适的设备大小、设备材质等。3.3模块布置以上的设备配置可以如附图方式布置。图中所示同一模块内的反应罐大小不同。模块分为二层,其中反应罐穿楼板布置。楼板可以采用混凝土,但反应罐安装区域(如图中所

7、示二层虚线框内部分考虑采用钢结构。采用钢结构的目的在于方便反应罐在需要的时候进行更换和维修。酸碱高位槽布置在两个反应罐中间,而另两个高位槽则布置在反应罐的一侧,以便于操作。一层中考虑操作台,用于操作人员对罐底的阀门的操作。离心机、输送泵、过滤器等布置在操作台下。一层居中设置单独的房间作为真空干燥。模块中的真空系统和真空干燥辅助的真空、热水系统也考虑布置在一层。在干燥间两侧各考虑一个小用量的液体分配站,每个分配站对应于一组反应罐。小用量液体可以采用真空输送至反应罐。 设备配置示意图3.4车间组成以上述模块为基础组成的多功能合成车间基本组成可以包括:若干个生产模块,生产控制区域,物料中转区域,公用

8、工程区等。一般该车间需设有反应和具净化要求的精烘包生产二个区域,特殊工艺生产区域可设氢化、高温或低温反应,耐特殊腐蚀要求的生产区及辅助区域等。车间中不同模块内的设备可以相同,也可以选择不同大小、不同材质的设备,用以适应不同的产品要求。不同的模块之间建议采用必要的分隔措施,以保证不同的产品能够在不同的模块中同时生产。考虑到某些产品可能生产工艺路线较长,可能需要若干个模块内生产设备方能完成,相邻的模块之间应设置互相沟通用的物料输送管道。4结束语模块化作为多功能合成车间的一种方式,其核心在于模块内的设备的配置,设备配置包括设备种类选择、大小选择、材质选择以及设备之间如何连接以满足各项工艺生产的要求。

9、设备配置应保证设备用途的多样性和灵活性,同时也需保证设备更换的方便。总之,无论何种设备配置,多功能合成车间的目的就在于满足小产量、多品种的生产要求。收稿日期:2005208209大动物准清洁系统试验研究设施探讨与实践华中科技大学同济医学院实验动物学部(430030周顺长孔利佳彭佳林许迪摘要国内屏障系统啮齿类大、小鼠动物饲养及动物实验设施通过二十余年的努力,从布局、工艺、管理流程等诸多方面日臻完善。然而大动物饲养和动物实验设施特别是广泛应用于非临床药理、毒理学的犬、猴等设施在open syste m和barrier syste m之间徘徊的局面。本文在中国国内首次提出了专门用于大动物饲养和实验的

10、准清洁级系统的概念(Advanced Cleaning Syste m并用于客观具体的设施设计、施工和使用中。关键词准清洁级系统G LP大动物科研用动物实验设施的规划与设计,是一个创造性过程。尽管科研用动物设施的设计始终是一个不断创新的过程。以至每一个设施都各具特色,然而共同性要求也日渐明确1。无论是业已成熟SPF 啮齿类SPF级大小鼠实验设施,还是开放系统的犬、家兔、豚鼠实验设施,共同的要求是使动物处于无物理性、化学性和微生物因子的稳定环境中,以最大限度地减少各种因素对于实验造成的系统误差。关于大小鼠实验设施的规范性问题经过十余年的努力,从基本布局的合理性、工艺流程的先进性、管理过程的实用性

11、均已经基本成熟。而豚鼠、家兔、犬、猴亦作为实验研究的主干动物品种,由于其SPF化的进程相对缓慢,无论从生产设施,还是实验设施,均未见有十分成熟的方案。在目前的开放系统模式的犬、猴、家兔饲养及实验设施中,特别在分散独立的单体式开放系统犬实验室中不同程度地存在环境条件不能标准化、不易控制鸟类、昆虫、鼠类及野生动物的接近、难以控制城区的躁声、对空间的利用不经济、研究机构的高层建筑难以提供适宜的室外空间等问题2。SPF大、小鼠实验设施对于实验动物质量稳步提高的事实证明:封闭式实验动物设施可以通过防止应激和避免与污物及潜在的病原体的接触,特别是可以控制啮齿类和昆虫,为动物实验动物提供一个可以降低疾病的发生率和死亡率的稳定环境。根据同济医学院处于市中心,且与居民区比邻的地理位置现实,我们综合各级专家及科技人员的意见,把实验动物的环境舒适性、实验流程的合理性、对周围环境影响的环保性作为突破口,全新引入了准清洁级大动物实验设施的概念,提出了G LP大动物试验设施为封闭设施的总体思路。集中送初效、中效风,集中排初效中效风的模式,分体空调调节温湿度。这种有效封闭式系统及SPF