1、制药工艺设计 3000 问自序:工作的时间过的飞快,一不小心已经工作了五、六年,工作过程中学到了一些东西,笔记本上也记录了一些东西,但记录的非常凌乱,为了给自己这几年工作一个交代,利用工作之余整理了这个工艺设计 3000 问这个手册。编写过程中不求百分百正确,也不求非常完善,只是把自己知道的东西做一个记录。编写过程中以自己笔记本原始资料、原发送邮件、文档和照片等为依据,未查阅参考相关文献,力求表达自己的想法,以免自己的初步想法受到影响。修改过程中再有针对查阅相关资料,咨询相关人员以求减少其中的错误。随着社会科技的发展,社会分工越来越细,各专业工种知识也划分的很细。这一方面是科技进步社会发展带来
2、的好的方面;但另一方面对其它专业而言也是一种壁垒,有时对相近专业也是如此。举几个例子来说:普通本科生看到一大串积分符号串在一起的公式很可能不是想弄懂它,而是直接想瞌睡或直接晕了;制药行业一个仪表或设备专业的新人看到一张复杂的 PID 图纸很可能不是想弄懂它而是直接把它丢在一边;一个安全环保的新人一下子碰到 GMP 相关的几十个英文缩写可能不是仔细去学习而是马上感觉搞出这么多乱七八糟概念的人就是个 SB专业壁垒就是这样,也许专业之间的隔阂没有那么大。个人写这本书有个想法就是尽量消除制药合成药各专业的一些壁垒。个人不想写一本理论方面的书(个人水平有限也写不出,呵呵) ,也不想把化工工艺设计手册里的
3、东西摘录一下形成一本书(要真有人摘录一下其实是非常有用的,但我不想做这个事情) ,只想尽量浅显写一下个人了解的制药各专业的一点入门知识,便于初高中水平的人员(因为扩招及本专科教学质量下降的原因,好多本科生都是混出来的,水平可能还不如原来的初高中水平,呵呵)都能看懂,如果真能达到这个目标,那将是一件个人认为非常有意义的事情。笔者认为对一个能够生产出制药产品的工艺来说,不断加剧的竞争需要提供有竞争力的产品,竞争力很大程度上取决于高质量和低成本,严酷的商业竞争逼着企业对生产工艺进行改进。另外国内不断严格的安环及其它行业规范要求也逼着企业进行工艺改进。仅从成本而言,降低成本最大的三种改进依次是:工艺改
4、进、工程改进、操作管理改进。工艺路线的改进对成本的影响是立竿见影的,不同工艺路线合成的产品成本往往差别很大,在一个工艺路线中减少一个生产操作过程、优化生产条件提高质量或收率以及提高昂贵原料的利用率等方面;工程方面的改进主要指采用新的生产设备,采用新的工程安装模式,采用效率更高的公用工程系统等方面;操作管理改进就是按照标准操作规范进行操作,当然如果在 SOP 允许范围内进行最优操作优化,那是最好的。工艺改进可以采取的方法最多,从各个流程各个参数进行优化,对成本的影响很大;从工程方面对一个生产工艺进行优化可采取的方法较小,而从操作方面优化可采取的方法最少。当然,一般的产品是这样的,但也不绝对,有的
5、产品可能从工艺方面改进的潜力已挖掘差不多,倒是从工程或操作方面改进能取得较大的成果。因制药行业专业分工相对教细,而复合型的人才相对缺乏。单独从工艺,或单独从工程,单独从操作方面的改进相对容易想到,只需要单个专业方面的人才就能想到(想到不代表能做到) ,而工艺和工程,或工程和操作,或三方面均涉及的改进相对较难一些,有些时候,很好的工艺改进因为缺乏工程方面的支持而很难继续进行,或工程改进因员工操作技能跟不上而失败(即新设备尝试的浅尝辄止情况) ,或者工艺改进对工程和设备的要求较高导致失败。所以说,三种改进方法有时候不是孤立的,需要其它方面的支持,本书试着以工艺设计的角度,往前面写一点工艺改进方面的
6、知识,往后写一点点操作方面的知识,希望可是不同专业角度的人可以从不同的角度思考一下,试着站在其它专业的角度上来看待各个问题。制药行业的发展一方面客观上增加了药品的数量和效果,降低了药品价格,为人类的健康做出了贡献。但另一方面,制药行业也客观造成了一定的环境污染,对制药企业周边自然界的各种生物包括人造成了不好的影响。个人是一个环保志愿者,写这本书最大的目的是希望这本书的读者能从书里得到点知识,或加强环保意识,或提高生产产品的产量质量,或提高生产流程或提高装备水平,或加强三废中有效成分的回收这样直接或间接能少排放一点三废,这样对我们的环境将有很大的好处,对自然界对我们自己也有很大的好处,那么我将会
7、非常欣慰,会在内心默默地感激你们,谢谢!个人认为国内制药行业的现状是:技术落后,工艺改进太慢,装备水平太差,三废污染太大,制药行业人员的专业水平及敬业水平不够。特别是一些小的中间体或原料药厂家尤为突出,一些稍微大一些的工厂由于管理太差导致效率低下人员流失严重。对于从事制药行业的好多人,根本没有经历过一定数量的合格的培训,导致好多理念很模糊或根本就不知道,这很大程度上影响了整个行业的水平提高,影响整个行业的快速发展。对于制药行业一些先进的理念或实际做法,有人认为“应知很重要,应会不太重要” ,我认同这种观点,应会比应知更高一个层次,已经上升到操作层面。对于好多落后的工厂来说,也许由于资金由于技术
8、由于人员等多方面原因暂时不能向更先进的方面迈进,但是至少应该知道什么是先进的吧,这样以后也有发展改进的方向。我不敢说个人编的这本书先进的东西很多,可能好多东西已经过时了,但至少开卷有益,一部分内容都还是先进的。该手册可供合成制药企业相关设计、生产、技术、工程人员参考,也可供制药合成中研发、中试、生产、质管、生产管理人员参考,除合成制药行业外,可供其它发酵、提取等制药行业以及其它精细化工行业参考。因个人能力有限,特别是有些非自己专业的东西担心理解偏颇担心误导大家,另外,笔者工作过的企业有限,对这个行业把握不够,难免有所偏向,有些内容可能谬误导致误导大家,请大家见谅。另,由于编制过程中笔者精力、能
9、力等关系,里面的谬误在所难免,希望读者能够指出。有希望讨论提出新意见建议请发送邮件到 ,谢谢大家。 工艺优化 工程优化 运行节能一、工艺设计(多功能车间设计)二、典型反应设计要点三、制药设备、管道、阀门四、公用工程五、施工六、洁净区七、精馏八、QA、GMP 验证、设备 4Q 验证九、QC 简介十、全厂布置十一、 节能降耗十二、 生产管理十三、 安全环保十四、 事故整理一、工艺设计1、制药从制造方法分为哪几类,大概介绍2、化学合成制药前后工序是什么3、需要从哪些方面对一个打算上马项目做前期评估?4、什么是可行性报告5、安全、环保评价6、厂区规划的内容主要有哪些7、一个新建厂区的“三通”是什么?8
10、、工艺设计的步骤是什么,一个系统的制药工艺设计需要哪些图纸与文件9、物料衡算是怎样进行的10、物料衡算需要注意哪些内容11、热量横算怎样进行的12、热量横算缺乏数据怎么办13、简单介绍一下制药车间中的防爆与泄爆设计。14、原料药车间发展的方向是哪些?2、典型反应传热传质分析15、上四氮唑反应一般对设备有哪些要求?16、光照反应一般对设备有哪些要求?17、相转移催化反应一般对设备有哪些要求?18、氯化反应一般对设备有哪些要求?19、格式反应一般对设备有什么要求,对安全又什么要求?20、缩合反应一般对设备有什么要求?21、酰化反应一般对设备有什么要求?22、磺化反应一般对设备有什么要求?23、酸化
11、反应一般对设备有什么要求?24、皂化反应一般对设备有什么要求?25、取代反应一般对设备有什么要求?26、络合反应一般对设备有什么要求?27、加成反应一般对设备有什么要求?28、氢化反应一般对设备有哪些要求?29、高危反应一般对设备有哪些要求?30、滴加反应一般对设备有哪些要求?31、结晶主要分为哪些种类?32、投放晶种的时机一般由什么要求?33、蒸馏结晶对设备以及操作一般有哪些要求?34、降温结晶一般对设备有哪些要求?35、浓缩蒸干结晶一般对设备有哪些要求?36、滴加结晶对设备一般有哪些要求?37、调 PH 结晶一般对设备有哪些要求?38、放桶结晶有哪些不好的地方,可以考虑从哪些方面改为结晶器
12、结晶?39、气液反应一般对设备有哪些要求?40、液液两相反应一般对搅拌有哪些要求?41、液固两相反应一般对设备有哪些要求?42、气液固三相反应一般对设备有什么要求?43、气液液三相反应一般对设备有什么要求?44、近年来制药合成反应反应有什么新进展?45、简单介绍溴素的物化性质,溴素储运有哪几种方法?46、大量使用溴素时,使用溴素储罐有什么好处?47、溴素储罐流程主要有哪几部分组成,各自主要作用是什么?48、溴素储罐为什么大多数采用搪玻璃材质?49、搪玻璃溴素储罐有什么特殊要求?50、为什么要对溴素储罐流程设置应急收集罐?51、溴素围堰有什么要求?52、溴素储罐的计量有哪些方法?53、溴素储罐的
13、阀门、管道、垫片应该采用什么材质?54、溴素储罐的溴素输送有哪些方式?55、如果采用压缩气体输送溴素,对气体及气体管道设置有什么要求?56、溴素输送流程的管路设计有哪些要求?57、溴素尾气采用那种办法处理?58、溴素泄漏分那几种情况?溴素储罐泄漏的应急措施有哪些方法?59、目前华海溴素储罐流程中有哪些地方还需要改进(附流程图)?60、盐酸气(HCL 气体)制取有哪些方法,流程上有哪些方需要注意?61、哪些场合用到氨气,氨气一般是怎么得来的?62、液氨汽化制氨气流程设计上有什么需要注意的?63、一般气体钢瓶储存及使用需要注意哪些方面?64、氢气使用有什么需要注意的?65、氯气使用哪些地方需要注意
14、?66、对于反应过程中固体容易沉底的现象怎样进行优化?67、对于反应过程中液体粘度较大的情况怎样进行优化?68、对于蒸馏末期出现固体,造成搅拌桨跳闸的现象怎样处理?69、对于忌水的反应,需要注意哪些方面?70、对于忌氧气的反应,应该注意哪些方面?71、3、制药常见设备介绍72、请介绍一下搪玻璃设备?73、搪玻璃只能搪在碳钢表面吗?74、简单介绍一下搪玻璃的瓷釉颜色。75、简单介绍一下搪玻璃的瓷釉耐腐蚀性能76、请介绍一下不锈钢设备77、介绍一下常见不锈钢的材质牌号及耐腐蚀性能差异78、介绍一下不锈钢设备常见的加工方法79、请介绍一下碳钢设备80、请介绍一下 PP 设备81、请介绍一下衬塑设备8
15、2、请介绍一下钛材以及哈氏合金等贵金属设备83、反应釜的用途是什么,主要结构是怎样的?84、锥形反应釜一般用于哪些场合?85、从设备构造类似反应釜的反应设备有哪些?86、反应釜部件介绍87、反应釜液位测量有哪些方法88、反应釜测温部分可以做哪些优化?89、反应釜放料底阀可以做哪些优化?90、反应釜挡板有哪些类型?91、反应釜取样怎样进行?92、反应釜怎样进行清洗?93、运用于洁净区的反应釜有什么特殊要求?94、怎样对反应釜进行 PH 值测定?95、介绍一下反应釜转速控制的变频器96、反应釜机械密封有哪些类别?97、怎样避免搪玻璃反应釜的静电危害(特别是开式反应釜大法兰处)?98、反应釜氮气保护
16、怎样来实现?99、从传热方面可以对反应釜做哪些优化?100、从反应釜流动状况上,搅拌桨可以分为哪两类?101、搅拌桨的类型有哪些,各种搅拌类型用在什么场合?102、介绍一下锚式(框式)搅拌桨103、介绍一下翼型推进式搅拌桨104、介绍一下宽叶推进式搅拌桨105、介绍一下涡轮式搅拌桨106、介绍一下窄叶推进式搅拌桨107、介绍一下双螺带式搅拌桨108、介绍一下搪玻璃轴流桨109、介绍一下一些常用的复合搅拌桨形110、怎样从工艺设计角度设计一个反应釜?111、制药固液分离设备有哪些种类?112、介绍一下离心机的种类,各种离心机的适用范围是什么?113、三足式手工上出料离心机的结构和适用情况是什么?
17、114、立式刮刀下卸料离心机的构造是什么,适用情况是什么?115、卧式刮刀下卸料离心机的构造是什么,适用情况是什么?116、卧式虹吸式刮刀下卸料离心机的构造是什么,适用情况是什么?117、沉降离心机的构造是什么,适用情况是什么?118、吊带式离心机的构造是什么,适用情况是什么?119、洁净区对离心机有什么特殊要求,哪些离心机可以运用在洁净区?120、怎样选择一台适合工艺状况的离心机?121、简单介绍一下制药行业过滤洗涤干燥三合一设备122、国内生产三合一设备的厂家主要有哪一些,简单介绍一下各个厂家123、三合一的结构有哪些部分组成?124、三合一的可拆式结构和一体式结构有什么区别?125、三合
18、一的密封方式有哪几类?126、三合一的过滤部分有哪些种类,过滤的烧结板有哪些孔径规格?127、三合一加热(降温)夹套有哪些种类,各自优缺点是什么?128、三合一的搅拌桨升降高度是怎样确定的?129、三合一的粉尘捕集器和平衡管是干事么用的?130、介绍一下三合一设备的取样和清洗部分131、三合一的出料阀主要有哪几种打开方式?132、过滤洗涤二合一与三合一相比,可以减少哪些部件?133、三合一的防腐有哪些做法?134、怎样设计一台三合一(二合一)设备?135、介绍一下少量滤饼的固液分离有哪些设备?136、过滤缸的结构是怎样的,适用于哪些情况?137、压滤缸的结构是怎样的,适用于哪些情况?138、压
19、滤缸可以进行哪些优化?139、采用滤板的过滤器有哪些?140、介绍一下密闭板式过滤机141、采用滤棒的过滤器有哪些?142、滤棒主要有哪些材质和孔径规格?143、请简单介绍一个存储、转运设备144、介绍一下滴加用的高位槽设备145、介绍一下溶剂受槽设备146、介绍一下转运储罐设备147、大量储存溶剂的储罐设计上有什么要求?148、泄爆收集罐设计有什么要求?149、怎样设计一个储罐?150、制药车间中的换热设备有哪些种类?151、介绍一下螺旋板换热器152、介绍一下石墨换热器153、介绍一下石墨降膜吸收器154、酚醛浸渍和呋喃浸渍的石墨有什么区别155、介绍一下列管换热器156、介绍一下搪玻璃换
20、热器157、介绍一下玻璃换热器158、介绍一下板式换热器159、板式换热器的垫圈材质有哪些种类160、半焊或全焊板式换热器与常见板式换热器有什么区别161、介绍一下空冷器162、换热器设计的一般步骤是什么?163、干燥设备主要有哪些种类?164、烘箱系列干燥设备有哪些种类?165、热风循环烘箱介绍166、真空烘箱介绍167、双锥干燥机介绍?168、双锥干燥器的抽真空头介绍169、如果设备布置受限,对双锥干燥器可以做哪些改变?170、双锥干燥器出料阀有哪些种类171、锥形干燥器常见烘干步骤172、锥形干燥器介绍173、锥形干燥器氮气反吹是怎样实现的174、锥形干燥器出料阀175、锥形干燥器搅拌转
21、速176、锥形干燥器常见操作步骤177、简单介绍臭氧发生器及抽样尾气处理设备。4、公用工程介绍178、一个原料药生产企业需要配置哪些公用工程?179、得到氮气有哪些常用的方法,各自优缺点是什么?180、液氮汽化制氮气有什么优缺点?181、吸附制氮气有什么优缺点?182、外供蒸汽有什么好处,可以对其做哪些优化节能措施?183、疏水阀主要有哪些种类,各自优缺点是什么?184、厂区蒸汽总管的设计需要注意哪些方面?185、对蒸汽疏水阀后乏汽及热水利用有什么好的措施?186、蒸汽锅炉大概有哪些种类,各自有什么特点?187、锅炉的三大安全部件是什么,各自的用途是什么?188、锅炉尾气需要怎样处理才能排放?
22、189、循环水系统由哪些设备组成,各自功能是什么?190、常见循环水泵类型以及其参数代表什么意义?191、冷却塔从流向上分为哪两类,各自特点是什么?192、循环水系统的清洗和排污是怎样进行的?193、循环水系统设计步骤是什么?194、简单热水及冷水单元的构成是什么?195、冷冻系统分为哪几类,是怎样得到低温介质的?196、复叠式制冷机是什么原理?197、氨冷冻系统和氟利昂冷冻系统有什么区别?198、冷水机组是做什么用的?199、冷冻系统中,醇类介质与氯化钙类介质相比,各自的特点是什么?200、冷冻系统的制冷机有哪几类?201、什么是冰蓄冷系统?202、制冷系统中的热虹吸冷却器是用来做什么的?2
23、03、干式蒸发器和湿式蒸发器的区别是什么?204、怎样设计一个冷冻系统?205、导热油系统是用来干什么的?206、导热油系统主要有哪些形式?207、导热油主要有哪些牌号,各自运用的工况是什么?208、怎样设计一个导热油系统?209、压缩空气系统由哪些部分组成,各自用途是什么?210、空压机分为哪两类,各自特点是什么?211、怎样设计一个空压系统?212、真空在制药生产中有什么用途?213、常见真空泵有哪些种类,各自的运用范围是什么?214、活塞式真空泵中立式和卧式的区别是什么?215、什么是喷射式真空泵?216、简单介绍一下水环泵,对水环泵可进行哪些优化?217、闭路循环水环泵(液环泵)有哪些
24、优点?218、简单介绍一下爪式真空泵。219、简单介绍一下螺杆真空泵。220、简单介绍一下油泵。221、简单介绍一下罗茨泵。222、真空表(计)主要有哪些分类,各自的适用情况是什么?223、真空过滤器主要有哪些类型,如何选择合适的过滤器?224、真空系统的漏率是什么概念,怎样减少系统的泄露?225、怎样设计一个真空系统?226、压力表分为哪些类型,各自适用场合是怎样的?五、施工227、制药车间的施工过程一般可分为哪些步骤?228、制药车间土建设计小贴士229、从哪些方面可以提高土建施工的质量230、怎样统筹考虑可以减少土建施工的周期231、土建施工监管主要注意哪些方面232、土建施工怎样和其它
25、施工过程穿插进行233、制药车间的钢平台制作主要有哪些步骤234、制药车间钢平台设计主要注意哪些方面235、介绍一下钢平台的立柱236、介绍一下工字钢、槽钢、角铁和钢板237、工字钢的连接主要有那些方式238、钢平台放置主要设备的框架有那些设置方式239、钢平台上面放置高位槽和冷凝器的小平台设计有什么讲究240、钢平台上面(或下面)的公用工程总管设置应该参照怎样的原则241、公用工程的管道安装需要注意哪些方面242、公用工程管道的保温需注意哪些方面243、设备吊装的先后顺序是怎样的244、设备就位安装需要注意哪些方面245、对于有模块称的设备,安装需注意哪些方面246、软管的安装与设置需要注意
26、哪些方面247、反应釜的配管有那些原则248、卧式自动离心机的安装需要注意哪些方面249、立式自动离心机的安装需要注意哪些方面250、无基础离心机的安装需要注意哪些方面251、吊带离心机的安装需要注意哪些方面252、储罐的安装需要注意哪些方面253、磁力输送泵的安装需要注意哪些方面254、气动隔膜泵的安装需要注意哪些方面255、螺旋板换热器的安装需要注意哪些方面256、板式换热器的安装需要注意哪些方面257、列管换热器的安装需要注意哪些方面258、赛斯波高效换热器的安装需要注意哪些方面259、石墨换热器的安装需要注意哪些方面260、搪玻璃换热器的安装需要注意哪些方面261、真空双锥干燥机的安装
27、需要注意哪些方面262、锥形干燥器的安装需要注意哪些方面263、活塞式立式真空泵的安装需要注意哪些方面264、活塞式卧式真空泵的安装需要注意哪些方面265、水喷射真空泵的安装需要注意哪些方面266、水环式真空泵的安装需要注意哪些方面267、闭路液环式真空泵的安装需要注意哪些方面268、干式螺杆真空泵的安装需要注意哪些方面269、罗茨真空泵的安装需要注意哪些方面270、液氮储罐的安装需要注意哪些方面271、冷库、低温设备的保冷一般有那些做法。六、洁净区272、什么是洁净区,制药行业的洁净区是干什么用的?273、洁净级别的划分是怎样的274、洁净区的人流是什么275、洁净区物理是什么276、洁净区
28、人流、物流设置有哪些讲究277、物料进出洁净区有那些要求278、介绍一下更衣的几个功能间279、介绍一下包装材料进出的功能间280、介绍一下固体物料进出功能间281、介绍一下设备及洁具清洗存放功能间282、介绍一下末端工序结晶功能间283、介绍一下干燥功能间284、介绍一下粉碎功能间285、介绍一下混合功能间286、介绍一下包装功能间287、介绍一下物料暂存功能间288、介绍一下流体进入洁净区的过滤设备289、介绍一下流体过滤设备的材质及不同材质的试用情况290、介绍一下流体过滤设备的孔径291、介绍一下流体过滤设备在线反冲清洗措施292、介绍一下流体过滤设备堵塞处理的情况293、介绍一下洁净
29、区空调设备294、介绍一下空调的高中初效过滤器295、洁净区施工?296、七、 精馏297、什么是精馏,精馏跟蒸馏的差别是什么?298、什么是相对挥发度?299、什么是回流比?300、什么是回流比?301、精馏塔由哪些部分组成?302、简单介绍一下塔板和填料。303、精馏操作中有哪些主要参数,精馏塔的操作调控主要调节哪些参数?304、连续精馏和间歇精馏有哪些异同点?305、简述加压精馏、常压精馏和减压精馏。306、什么是共沸精馏?307、什么是萃取精馏?308、简单介绍一下萃取精馏制取无水乙醇流程。309、制无水乙醇的萃取剂乙二醇为什么需要加醋酸钾,添加的浓度是多少?310、乙二醇醋酸钾除制取
30、无水乙醇外,在精馏方面还有哪些运用?311、乙二醇醋酸钾萃取剂为什么过一段时间需要进行更换,如果不更换,可以用哪些方法对萃取剂进行处理?312、什么是共沸现象,共沸对精馏有什么影响?313、怎样查询溶剂之间的共沸组成?314、精馏过程中的分相现象是什么,怎样采用分相(液相分层)现象来设计精馏?315、对于一个组分大致确定的原料体系来说,怎样分析精馏操作现象,以便得到期待的产品?316、经过分析之后,怎样控制操作条件以便得到期待得到的精馏产品?317、精馏试产中,出现和预先分析相差较大的情况时,应该从哪些方面考虑立即调整塔的操作参数?318、经验,甲苯中有 DMF 容易被带出。DMF 中的水难分离,乙醇和乙酸乙酯难分离,319、重力回流的精馏塔,冷凝器与回流口安装位置有什么要求?320、为什么间歇精馏处理固体盐类(如氯化钙)干燥过的物料时,精馏末期成品中的水分会升高?321、反应釜回流带水脱水效果不好怎么办?八、 QA、GMP 验证、设备 4Q 验证322、精323、精324、一些未分类问题,如精馏九、 QC 简介325、精326、精327、十、 全厂布置328、精329、精十一、 节能降耗330、精331、精十二、 生产管理332、精333、精十三、 安全环保334、精335、精十四、 事故整理336、精337、