Что можно и что нельзя делать масштаба Up,
Каковы наиболее важные вещи, иметь в виду при масштабировании до нового химического процесса партии?
Некоторые из наиболее ценные советы о процессе scaleup состоит из информации, не нашли в инженерных учебных программ курса или учебники, а происходит от накопленный опыт в работе. К сожалению, эта ситуация может привести к некоторым дорогостоящим, длительным и потенциально опасных занятий.
Несколько лет назад я составил следующий список вещей, которые я посчитал важным для безопасного и успешного расширения масштабов деятельности в кило-лаборатории или опытно-промышленной установки. Я называю это мой список "12 вещей делать, и, чтобы избежать" в процессе расширения масштабов. Многие из них просто здравый смысл, и многие, как ожидается, практика в тонкой химической и фармацевтической промышленности, но все они могут помочь сэкономить время, избежать ошибок, оптимизации цикла разработки, и вы сможете извлечь максимальную выгоду от расширения масштабов опыт.
12 вещей, чтобы сделать
1. Операционная философии
Разработка общей философии экспериментальной работы оборудования и руководящие принципы для минимума документации требуется до нового процесса, который можно запустить в заводское оборудование - например, подробное описание процесса лаборатории, технологической безопасности информационных материалов и т.д. Получить управления бай-ин и поддержки, так что вы можете соблюдения этих требований.
2. Оборудование журналы
Настройка работы и книги журнале технического обслуживания для каждой крупной единицы оборудования на предприятии (например, реакторы, фильтры, сушилки, насосы, шланги и т.д.). В них, документ все партии, уборка операций, результатов испытаний, и любое техническое обслуживание осуществляется, начиная с даты установки и повышения квалификации. Лаборатория ноутбуки хорошо работать для этого.
3. Пример базы данных
Настройка книги образец журнала или базы данных. Использование любых разумных систему нумерации, в список его каждый образец собранных на заводе для проверки или задержания. Включить номер партии, номер шага, время собраны, цели, результаты испытаний и т.д. Это будет бесценный архив для дальнейшего использования, а также поможет обеспечить, чтобы важные данные не теряются. Там никогда не может быть еще одна возможность для создания многих образцов, собранных в ходе расширения масштабов партий.
4. Сохранить образцы
Храните образцы всех изолированных или промежуточных продуктов производится в кило-лаборатории или опытно-промышленной установки. Храните их в прохладном, темном и сухом месте, или по мере необходимости для конкретного материала.
5. Сотрудничество
Поощрять инженерами и химиками общаться в начале процесса разработки и выбора маршрута. Наиболее успешных процессов в результате сотрудничества между теми, кто лучше понять химию и те, кто лучше понять физические и механические ограничения оборудования и экспериментальных операций, которые могут или не могут быть признаны приемлемыми.
6. Fix процесса
Постарайтесь решить любые проблемы и завершить процесс задолго до масштабов так что есть время сосредоточиться на том, чтобы партии могут быть расширены безопасно. Внесение изменений "на лету" или "эксперименты" в масштабе может создать непредвиденные опасности.
7. HAZOP
Выполните опасности и работоспособности обзора (HAZOP) каждый раз, когда приносят новый процесс на заводе. Это должно быть проведено группой внутренних экспертов из различных ведомств и должны включать в себя процесс проходных и подробный анализ процесса информации о безопасности полетов, планы готовности к чрезвычайным ситуациям.
8. Энергетика
Настаивайте на том, калориметрических тестирование для определения стабильности компонентов, теплоты реакции, способности к разложению и потенциальной величины теплового беглецов. Большинство неблагоприятных событий в ходе химического процесса возникает из-за плохо понимал химической активностью или недостаточной теплоотвода.
9. Пакетная запись
Создать письменного партии (партии листов журнала) для каждой партии вы ведете, даже на килограмм масштабе. Мастер записи должны быть рассмотрены и подписаны представителями ведомств, вовлеченных (R
10. Сырье класса
Поведение развития экспериментов с использованием технического качества сырья или материалов, полученных непосредственно из предлагаемых крупномасштабных поставщиков. Они будут более репрезентативными будущих источников производства.
11. Сырьевая использовать тест
Всегда выполняйте лабораторном использовать тест с использованием фактических много всего сырья и внутренних промежуточных, предназначенных для опытной партии. Убедитесь, что изделие, изготовленное соответствует спецификации прежде чем приступить к расширению масштабов деятельности. Если опытная партия позднее дает неожиданные результаты, вы сможете устранить сырья, как источник проблемы.
12. Воспользоваться возможностью
Сделать максимально использовать каждой партии. Возьмем в качестве многих в процессе производства образцов, практических и сохранить их для последующего устранения неполадок. Это включает в себя основные стоки потоков. Используйте возможность собирать данные массового баланса, чтобы проверить ваши отношения энергетического баланса, и для проверки аналитических методов. Документ все существенные детали в кампании или партии доклад, чтобы сделать информацию легко доступной на более поздний срок.
12 вещей, чтобы избежать
1. Пусть она будет простой
Избегайте реакции, которые требуют наличия специального оборудования, или что, как известно, опасными и требуют специальных средств защиты, например, нитрование реакций. По крайней мере, получить полный калориметрических данных и сравнить их с максимальной скоростью отвода тепла из реактора. В случае необходимости, рассмотреть вопрос о передаче (толлинг) таких реакций, для компаний, которые специализируются на них.
2. Отопление
Никогда не нагревайте реактора без волнения. Это может создать "горячие точки", которые могут перерасти в насильственные кипения, когда смеситель может быть включена или инициировать неожиданные разложения. Никогда не останавливайтесь, пока агитатора реакционную смесь остынет до безопасной температуры.
3. Разложение
Не используйте реактора при температуре в 50 ° С известной температурой начала экзотермической реакции разложения, которые могут запустить из-под контроля.
4. Помимо твердых
Избегайте того, чтобы добавить твердых реагентов к реакционной смеси. Руководство кроме этого, может быть очень опасно, и в то время как винты, транспортеров и других аппаратов для ограниченного крупномасштабных того твердых тел имеются, они часто ненадежны и дороги. Кроме того, не добавляйте твердых тел горячей или кипячением смеси.
5. Испарение
Не разработать процесс, который зависит от общей лабораторной техники выпаривания досуха или до очень низких объемах. Большинство крупномасштабных реакторов минимум перемешать объеме около 20% своей мощности.
6. Exotherms
Старайтесь избегать "ва-банк и тепла" операции (добавление всех реагентов на судно, а затем нагревается). Из-за ограниченной дееспособности теплоотвода в крупных размерах, экзотермических реакций может привести теплового убегания. реакции экзотермического разложения может следовать, положив реакции за любую возможность оператору контролировать. Быстрая эволюция газа может усугубить проблему. Лучше дизайн реакций, чтобы они могли контролировать медленным того предельного реагента со скоростью, соответствующей мощности охлаждения оборудования. Как следствие из этого правила, никогда не добавляйте катализатор в реакционной смеси последним.
7. Синхронизация
Избегайте реакций, которые должны быть разработаны или изолированных "немедленно", такие как кинетическая решения некоторых энантиомеров. В промышленном масштабе, многие операции может занять порядка больше, чем в лаборатории. Твердый продукт изоляции один может занять 24 часов или дольше. По этой причине, стремиться к тому, что продукт или навозной жижи потока процентных стабилен в течение достаточно длительного периода времени.
8. Растворители
Не используйте растворители, которые считаются экологических бедствий или которые не могут быть разрешены в фармацевтической человека и т.д., такие, как хлористый метилен и других галогенизированных соединений. Помимо разрешения трудностей, обращения с отходами и оплату расходов на производство масштаба, нередко делают процесс нерентабельным.
9. Фильтрация
Избегайте горячей фильтрации или польский фильтрациями насыщенных растворов. Твердые тела может привести к сбою быстро в трубах или линий и засорить фильтр или другого оборудования. Для предотвращения этого на заводе, линии часто приходится пара-меченых или подогревается.
10. Экстракция
Старайтесь избегать обратной фазы распадается (где верхней фазе идет в отходы). Такие операции требуют того другого судна с оборудованием поезде, значительные расходы на производство масштабе, и добавить время технологического цикла. Аналогичным образом, когда тушение реакции с водой, помню, что в больших масштабах, оно является наиболее распространенным, чтобы добавить погасить в пакет, а не наоборот.
11. Хроматография
Старайтесь избегать использования флэш хроматографии для очистки. При всей полезности в лаборатории, он используется в коммерческих целях только на очень высокой стоимости продуктов или когда нет другого выбора. Даже тогда, хроматографии требует очень большого количества растворителей и вспомогательных материалов. Лучше развивать соли или других кристаллическом виде.
12. Слушать это безопасно
Не стоит рисковать всем ограниченной сырья или промежуточных одной партии! Будьте готовы к тому, что партии, особенно в новый процесс, могут по-прежнему держать сюрпризов, несмотря на ваше тщательной подготовки. Оператор ошибки или ошибки в записи партии, также более вероятно в первый раз в рамках нового процесса.
ФРЭНСИС X. Мак-Конвилл является старшим консультантом по технологии воздействия Консультанты в Линкольне. М.А., преподавателю научной Update, East Sussex, Великобритания Он также является автором книги "Опытный завод Real книга - уникальный справочник для Химическая промышленность", из которой эта статья получена. Мак-Конвилл почти 30 летний опыт работы в химической промышленности, в том числе 14 лет в качестве инженера фармацевтической процесса разработки Sepracor, Inc Он имеет степень бакалавра в области химии и MSE степеней в области биотехнологии и химического машиностроения Вустер политехнического института. С ним можно связаться по адресу <a fran@Fxmtech.com href="mailto:fran@Fxmtech.com"> / A>.
