化学制药工艺学 第四章 中试放大课件

1、中试放大及工艺规程概念 将实验室和中试车间试验取得的研究结果应用到大规模的工业生产中的过程就是放大（Scale up）。工艺的放大包括实验室、中试工厂（车间）和生产车间3个步骤。2010年第一学期吉首大学课件制药工艺过程的开发研究过程（1）实验室小试：在实验室规模的条件下进行，研究化学或生物合成反应步骤及其规律，考查工艺参数、设备与原料，转化率，收率，成本估算等。目的是为中试做技术准备。要求收率稳定，质量可靠。确定操作条件，制成品、半成品、中间品、原料等建立相应的分析方法。（2）中试放大：把实验室小试研究确定的工艺路线与条件，放大50100倍的中等规模，进行工艺试验，工业化生产考查、优化，包括

2、产品质量、经济效益、劳动强度等，确定最佳操作条件。目的是为车间设计、施工安装、中间质控，制定质量要求与规程提供数据和资料。（3）制定生产工艺：在大型设备和车间投入生产，试制若干批号后，制定出生产工艺规程。2010年第一学期吉首大学课件中试放大的内容 中试放大的内容是研究在一定规模设备中的操作参数和条件的变化规律，验证实验室工艺路线的可行性，解决在实验室阶段未能解决或尚未发现的问题。 1、验证工艺路线，修正工艺过程，确定生产工艺流程。2、工艺条件限度实验与过程优化控制。3、原辅料和中间体质量控制。 2010年第一学期吉首大学课件中试放大研究的基本方法 1、 经验放大 经验放大是根据已有的操作经验

3、，所建立的一些规律，通过摸索反应器的特征，从实验室装置到中试装置、再到车间大型装置，实现逐级放大。这些规律大多是半定性的，是简单和粗放的定量。经验放大是基于空时得率相等的原则，即虽然反应规模不同，但单位时间、单位体积反应器所生产的产品量(或处理的原料量)是相同的，通过物料平衡，求出为完成规定的生产任务所需处理的原料量后，得到空时得串的经验数据，即可求得放大反应所需反应器的容积。 2010年第一学期吉首大学课件经验放大的原则有：1、几何相似放大。按反应器各部件的几何尺寸比例进行放大，放大倍数是实际反应器体积的倍数。当体积放大10倍时，反应器的高度和直径均放大 倍。2、恒定等体积搅拌功率放大，是一

4、般化学反应器的放大准则。3、恒定体积氧传质系数放大。4、恒定空气线速度放大。5、恒定体积的空气流量放大。6、恒定搅拌器叶尖速度放大。7、恒定混合时间放大。2010年第一学期吉首大学课件3 、数学模拟放大 数学模拟放大是用数学方程式表述实际过程和实验结果，然后计算机模拟研究、设计，放大。建立数学模型的方法有导师型、无导师型和混合型。影响反应的因素复杂，不可能用数学方程全面、定量描述过程的真实情况。一般地，先对过程进行合理简化，提出物理模型，模拟实际过程。再对物理模型进行数学描述，从而得到数学模型。对数学模型，在计算机上研究各参数的变化对过程的影响。数学模拟放大法以过程参数间的定量关系为基础，能进

5、行高倍数放大，缩短放大周期。2010年第一学期吉首大学课件三、中试放大的研究1.生产工艺路线的复审 一般情况下，单元反应的方法和生产工艺路线应在实验室阶段就基本选定。在中试放大阶段，只是确定具体工艺操作和条件以适应工业生产。但是当选定的工艺路线和工艺过程，在中试放大时暴露出难以克服的重大问题时，就需要复审实验室工艺路线，修正其工艺过程。2.设备材质与型式的选择 开始中试放大时应考虑所需各种设备的材质和型式，并考查是否合适，尤其应注意接触腐蚀性物料的设备材质的选择。2010年第一学期吉首大学课件4.反应条件的进一步研究 实验室阶段获得的最佳反应条件不一定能符合中试放大要求。应该就其中的主要的影响

6、因素，如放热反应中的加料速度，反应罐的传热面积与传热系数，以及制冷剂等因素进行深入的试验研究，掌握它们在中试装置中的变化规律，以得到更合适的反应条件。2010年第一学期吉首大学课件5.工艺流程与操作方法的确定 在中试放大阶段由于处理物料增加，因而又必要考虑使反应与后处理的操作方法如何适应工业生产的要求，特别要注意缩短工序、简化操作。6.原辅材料和中间体的质量控制 1)原辅材料、中间体的物理性质和化工参数的测定。 2)原辅材料、中间体质量标准的制定。2010年第一学期吉首大学课件产品介绍：名称（商品名、化学名、英文名），化学结构、分子式、分子量，规格，理化性质，质量标准及检验方法，药理作用，毒副作用，用途、适应症和用法、包装和贮存。反应过程：主反应、副反应、辅助反应