中试放大经验总结
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中试放大的研究方法中试放大是指在小规模试验研究过程中表现出良好效果的干预措施,经过一系列控制、调整和改进后,将其应用在更大规模的研究中进行验证和验证效果。
中试放大的研究方法是一种重要的研究设计,可以有效地评估干预措施的有效性、可行性和适用性,为实践提供科学依据和指导。
下面将详细介绍中试放大的研究方法。
一、中试放大的研究设计1.确定研究目的和问题:在进行中试放大研究之前,首先需要明确研究目的和问题,明确需要验证的干预措施以及研究的影响因素和假设。
2.选择适当的中试规模:中试放大的规模应该是介于小规模试验和大规模实施之间,一般选择几十到上百个研究单位进行干预,以验证干预措施的有效性和可靠性。
3.设计研究方案:根据研究目的和问题,确定研究的实施方式、时间周期、样本选择、数据采集和分析方法等研究方案,确保研究的科学性和可操作性。
4.建立对照组和干预组:在中试放大研究中,需要建立对照组和干预组进行比较,以评估干预措施的效果和影响,确保结果的可信度和可靠性。
5.实施干预措施:根据研究设计和方案,对干预组进行实施干预措施,确保干预的质量、时机和效果,保证研究的准确性和有效性。
6.监测和评估效果:在中试放大研究过程中,需要定期对干预组和对照组进行监测和评估,收集数据、分析结果,及时发现问题和调整措施,确保研究的顺利进行和有效实施。
7.总结和结论:在完成中试放大研究后,需要对研究结果进行总结和归纳,得出结论和建议,为实践提供科学依据和决策支持。
1.案例研究法:通过案例研究法,深入研究中试放大的个案,分析其中的关键因素、影响因素和影响路径,揭示其干预效果和机制,为实践提供借鉴和启示。
2.实地调查法:通过实地调查法,对中试放大的研究对象进行实地观察和访谈,了解其实施情况、效果评估和问题反馈,为研究提供真实性和可靠性。
3.问卷调查法:通过问卷调查法,对中试放大的干预对象进行问卷调查和量表测评,收集相关数据和信息,评估其实施效果和满意度,为研究提供客观性和系统性。
因为本人从事这方面工作,所以也经常关注这方面的信息,偶尔发现有为仁兄慷慨把自己的经验拿了出来,感觉很好,拿来与大家分享。
希望大家喜欢我工作已经六年了,一直做研发工作,从实验室直接做到车间的那种。
虽然感觉过得很快,但是六年还是一个很长的时间,至少当你真正沉下去做项目的时候,六年可以让你学到很多,我就把这六年在中试过程遇到的小麻烦总结一下,希望新人你吸取一下教训,更希望老手不要笑话我。
一个工艺在实验室小试成功了,这个只能代表他的工艺路线是通的,不代表他中试、工业化也能顺利,甚至中试工业化完全做不出来。
小试和中试有很大的距离。
1:小试我们一般都是三口瓶、四口瓶,这个都是玻璃的,有什么现象清清楚楚,投料量也少,容易控制。
但是生产就不行了,用的是搪玻璃、不锈钢反应釜,他是不透明的,看不到里面的东西。
怎么办?就要在做小试、中试的时候多观察物料的变化情况,以便在工业化的时候做到什么步骤里面的情况能够心中有数,尽量的多增加计量点。
实例:有一个产品(不好意思,出于技术保密,所有物料产品不说名称,见笑),原药用到一个和水互溶的溶剂,合成结束后,脱去部分溶剂,加水析出。
中试时怕溶剂脱干以后出安全事故,溶剂接受罐又没有计量装置,开始3批收率都偏低。
查找原因是溶剂脱出太少,造成加水量不足,有部分产品还在水里。
解决方法,规定脱出溶剂数量。
2:小试玻璃瓶温度计是可以升降的,即使够不着也可以看得到。
但是反应釜就不同了,那个是定下来的。
所以你要对你的设备心中有数。
比如1000L的反应釜,最低多少物料锚能搅得到,多少物料能打到温度计套管。
物料粘度怎么样,量大以后用不用加大电机功率等。
实例:有一个产品,结晶以后回收母液时候没有注意到溶剂脱出以后物料的量,里面液相温度显示不出,一直开汽加热,爆炸,所幸没有伤到人。
解决方法:用热水加热。
浓度低的产品用小釜多次吸入脱溶。
3:小试的时候物料少,后处理时间很短。
但中试工业化就不同了,这个处理时间要延长很多,必须考虑。
中试放大经验总结中间实验阶段是进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律,并解决实验室中所不能解决或发现的问题。
虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同而改变,但各步化学反应的最佳反应工艺条件,则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。
因此,中试放大很重要。
一、实验进行到什么阶段才进行中试呢?至少要具备下列的条件:1,小试收率稳定,产品质量可靠。
2,造作条件已经确定,产品,中间体和原理的分析检验方法已确定。
3,某些设备,管道材质的耐腐蚀实验已经进行,并有所需的一般设备。
4,进行了物料衡算。
三废问题已有初步的处理方法。
5,已提出原材料的规格和单耗数量。
6,已提出安全生产的要求。
二、新药研究的最终目的:最终目的是生产出质量合格的药品,供医疗应用。
新药投入大量生产以前,必须研制出一条成熟、稳定、适合于工业生产的技术工艺路线。
研制过程分阶段进行,包括:实验研究阶段,小量试制剂段,中试生产阶段,最后才能过渡到工业生产。
各个阶段前后衔接,相互促进,任务各不相同,研究的重点也有差异,制备的规模逐渐由小变大。
新药申请注册前应完成中试生产。
下面以合成药物为例,说明各个阶段的主要任务。
1、实验室研究阶段:这是新药研究的探索阶段,目的是发现先导化合物和对先导化合物的结构修饰,找出新药苗头。
其主要任务是:合理设计化合物尽快完成这些化合物的合成;利用各种手段,确证化合物的化学结构;测定化合物的主要物理参数;了解化合物的一般性质,而对化合物的合成方法不作过多的研究。
为了制备少量的样品供药理筛选,不惜采用一切分离纯化手段,如反复分馏,多次重结晶,各种层析技术等。
显然,这样的合成方法与工业生产的距离很大。
2、小量试制阶段:新药苗头确定后,应立即进行小量试制(简称小试)研究,提供足够数量的药物供临床前评价。
其主要任务是:对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。
在改革的基础上通过实验室批量合成,积累数据,提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。
中试培训工艺过程的概念:在生产过程中凡直接关系到化学合成反应或生物合成途径的次序,条件(包括配料比,温度,反应时间,搅拌方式,后处理方法和精制条件等)通称为工艺条件。
其它过程则成为辅助过程。
一,中试的重要性当药品研发的实验室工艺完成后,即药品工艺路线经论证确定后,一般都需要经过一个必小型实验规模放大50~100倍的中试放大,以便进一步研究在一定规模装置中各步反应条件的变化规律,并解决实验室阶段未能解决或尚未发现的问题。
简单地说,中试就是小型生产模拟试验,是小试到工业化生产必不可少的环节。
中试试是根据小试实验研究工业化可行的方案,它进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律,并解决实验室中所不能解决或发现的问题,为工业化生产提供设计依据。
虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变,但各步化学反应的最佳反应工艺条件,则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。
一般来说,中试放大试是快速,高水平到工业化生产的重要过渡阶段,其水平代表工业化的水平。
小试与中试的区分不仅仅在于投料量的多少、以及所用设备的大小之上,两者是要完成不同时段的不同任务。
小试主要从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求,就可告一段落,转入中试阶段。
中试过程要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,当然规模也扩大了。
该过程也不乏创新、发明的內容。
如:小试中将一种物料从一个容器定量的移入另一器皿,往往是举手之劳,但在中试中就要解决选用何种类型、何种规格、何种材质的泵,采用何种计量方式,以及所涉及的安全、环保、防腐等一系列问题,这就不是简单的放大了,有时要解决此类问题也颇令人伤脑筋,甚至很难达到满意的结果,中试就是要解决诸如此类的釆用工业装置与手段过程中所碰到的问题;不仅保含小试中非常注意的物料衡算,也包括小试中不大在意的热量、动量的衡算问题……为进一步扩大规模,实现真正工业意义的经济规模的大生产提供可靠的流程手段及数据基础。
小试,中试到放大生产的常见问题及解决把处方筛选和工艺参数筛选工作做充足,在生产出现问题时能够准确的判断解决问题的方向。
(例如关键辅料的加入量从少到多对制剂的影响;关键工艺参数(温度,时间等)的可行性范围,超出范围下限会怎样影响制剂,超出上限会怎样影响制剂等。
)充分了解和掌握原辅料的性质,熟悉小试和生产的设备(小试和生产设备原理最好一致)。
1.原料药待收集2.中药提取待收集3. 片剂片剂的制备方法主要有湿法制粒压片法、干法制粒压片法、粉末直接压片法这三种,最常用的是湿法制颗粒压片法。
主要工艺步骤有粉碎、混合制粒、干燥、整粒、混合、压片和包衣。
粉碎:一般不会出现问题粘合剂:粘合剂溶液的加入量,从小试到放大,比例是更大还是更小?例如,小试粘合剂溶液用量是粉末量的10%,放大10倍后,一般是12%,还是8%?因为制粒系统或参数不一致,所以达到相应润湿度,需要溶液不一样,一般放大后需量略小。
如果是粉末添加,建议10%不要改变,根据制粒情况适量变动润湿剂的用量。
否则处方变动,对后续影响较大。
混合制粒:这是比较关键的步骤,也经常出现问题,首先要测试能够混合均匀的时间,混合不均匀,含量会不合格;其次,粘合剂润湿剂的加入量,和小试不是单纯的加倍关系,要摸索,加少了可能会造成细粉多,不成粒,流动性不好,加多了制备的颗粒太硬影响压片,或者物料结块影响收率;机器的搅拌和剪切速度以及时间要摸索,小试中得不到这些参数,这些参数也影响所制备颗粒的质量。
对于制粒完过筛,我遇到过特别腻筛的,因为物料本身原因。
粘合剂是水,比例是物料重的45%(经比例摸索得出较好的),制粒后过筛在中试放大特别堵(正常的24目),解决方式为,先过10目筛把物料颗粒整碎一点,烘干(水分3%以下)后再用24目整粒,效果良好。
目前做的缓控释制剂,由于本身API有液体,加入乙基纤维素后比较黏,用做粘合剂。
小试处方以筛完,放大中试怕粘合剂损失过多,还未找到稳妥的办法。
制剂中试放大和技术转移的流程及要点解析以制剂中试放大和技术转移的流程及要点解析制剂中试放大和技术转移是新药研发过程中非常重要的环节,它涉及到从实验室研究到工业化生产的转化,对于新药的成功上市起着关键作用。
本文将对制剂中试放大和技术转移的流程和要点进行解析。
一、制剂中试放大的流程及要点解析制剂中试放大是在实验室研发阶段成功的基础上,将实验室制剂放大至工业化生产所需规模的过程。
其流程主要包括以下几个步骤:1. 原料准备:根据实验室制剂的配方和工艺要求,准备好所需的原料和辅料,并进行质量检验,确保其符合规定的标准。
2. 设备调试:将实验室所使用的设备进行调试,确保其正常运行,并进行必要的改造和升级,以适应大规模生产的需要。
3. 工艺优化:根据放大规模的不同,对实验室制剂的配方和工艺进行优化,以提高制剂的稳定性、纯度和产出率。
4. 中试生产:按照优化后的配方和工艺要求,进行制剂的中试生产。
在生产过程中,要注意严格控制各个工艺参数,确保产品质量的稳定和一致性。
5. 产品评价:对中试生产的产品进行全面的评价,包括物理性质、化学性质、生物性质等方面的测试和分析,以确保产品符合规定的质量要求。
6. 技术总结:对中试生产的工艺过程进行总结和归纳,分析其中的问题和不足,并提出改进措施,为后续的技术转移做好准备。
制剂中试放大的要点主要包括以下几个方面:1. 严格控制质量:在制剂中试放大过程中,要严格控制原料的质量,确保其符合规定的标准。
同时,要加强对中试生产过程中各个环节的质量控制,确保产品的稳定性和一致性。
2. 工艺优化:通过对实验室制剂的工艺进行优化,可以提高产品的稳定性、纯度和产出率,减少生产成本,提高经济效益。
3. 设备升级:根据放大规模的不同,对实验室使用的设备进行必要的改造和升级,以适应大规模生产的需要。
4. 产品评价:对中试生产的产品进行全面的评价,包括物理性质、化学性质、生物性质等方面的测试和分析,以确保产品的质量符合规定要求。
中试放大要考虑的实际问题及经验总结建议一、实验室研发到工厂放大要考虑的实际问题1、明确放大目标和安全因素准备工艺放大的第一步是要有明确的目标,知道所需产品的质量和数量以及哪个更重要,该工艺是否满足放大的要求。
为了确保实验室研发和放大的安全性,必须全面评估该工艺过程中化学反应的危险性,并不是所有的反应都需要进行彻底的分析。
例如:脂类的水解反应,在比较的碱性溶液中是不会发生危险,按照测试可以对反应放热多少热以及放大是否会产生危险做出评估。
而还原反应是放热反应,实验室小试没有明显的放热反应,而在放大反应的时候,往往是剧烈的放热反应,若控制不好温度,反应过程中放出的热量会使溶剂剧烈沸腾,甚至由于反应放出的热量不能够及时的传递出去而导致爆炸的危险。
另外,操作工人的安全也是要考虑的一个重要因素,尤其要考虑投料和分离最终产品时操作人员的安全。
比如工业上提取植物碱(例如金雀花碱)用到的醇类往往使用乙醇而不是用甲醇,是因为甲醇对人体的伤害要远远大于乙醇。
2、确定关键工艺步骤在编写工艺规程前,应该与参与工艺研发的研发人员一起讨论。
工艺规程应该考虑工艺过程中的每一个方面。
如果加料的速度很重要,那如何控制加料速度;试剂应该加载反应液的上方还是下方;试剂加到低温的反应中是否会凝固成固体;反应温度、水分应控制在什么范围;反应终点怎么控制,是观察反应现象;TLC监控还是开发终控的HPLC方法;是否可以重结晶对中间体进行严格的控制,建立较为严格合理的质量标准;是否需要分离和干燥最终产品的专用设备等问题都要考虑到并讨论。
3、限定设备的使用范围工厂里大部分用于放大的设备都是多用途的,很少选用专用设备。
事实上,工厂里用于放大的设备都限定了使用范围。
例如,我们在做某个项目中有一步要无水无氧低温操作,而且使用到了正丁基锂,所以我们选用的设备首先要耐低温并耐强碱的腐蚀,所以要用到专用的反应设备,注意:要确保转移正丁基锂溶液的管子,密封塞、探测器能够满足生产的需要;再比如氢化反应往往要用到高压氢化反应釜,强酸体系不能用金属材质的反应釜作反应,否则容易腐蚀。
小试与放大实验和中试生产三者之间的区别和联系小试,放大实验和中试生产三者是相互联系非常密切的三个部分。
三者的反应都是同一个反应,也就是说它们的反应原理是一致的。
但是在细微操作上,三者总是有着或多或少的区别。
很多反应稍微一经放大就容易出现这样那样的问题。
其实并非它们反应的过程出现了什么问题,而是在反应的处理上两者应该有着细微的差别。
很多老师或者工程师在放大的时候从200ml的反应瓶放大到500ml的反应瓶中的时候,总是出现反应收率下降或者反应的温度区间跟原来的区间稍微有些差别。
其实这些差别也算不得是什么差别,只是在不同的空间内,该反应的传质传热空间不同而已。
由于空间有了细微的差别,导致在细致的操作中,相同的操作实际上也就有了细微的差别,而这个差别就导致了我们常见的收率下降和温度区间的变化问题。
只要我们能够将这个问题仔细的分析清楚,这个问题也就不是问题了。
放大实验和中试生产稍微有些不同,因为两者的基础是都是小试的放大,不过由于放大的倍数和区间不同,导致两者表现出来的东西也就不同。
这也就是相同的积分元在不同的积分区间积分出来的不同结果而已。
我们只要明了这个积分元在不同积分区间的不同特性就能够得出积分的变化趋势,从而调整各个因素使积分向我们需要的方向转化。
总之,三者的联系就是同一个积分元在不同积分区间积分的结果。
贯穿三者的同一主线就是主反应过程。
当反应被放大时,由于空间的增大,导致物料的传输空间增大,也就是反应物分子的活动空间变大了,导致在反应一旦开始进行后,参加反应的分子碰撞的几率就开始变小,这是个概率学问题,因而放大反应在与实验室相同的时间内是反应不到相同的转化率的,因此我们需要延长反应时间来使反应进行的更加彻底,但是当反应受动力学控制时,我们很容易遇到即使反应很长时间也不能使得反应更进一步的进行,因此我们需要采取一些手段来使得我们的物料浓度变得更大一些,以使反应更进一步进行,如回流或蒸出部分溶剂等操作。
中试放大经验总结
中间实验阶段是进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律,并解决实验室中所不能解决或发现的问题。
虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变,但各步化学反应的最佳反应工艺条件,则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。
因此,中试放大很重要。
实验进行到什么阶段才进行中试呢?至少要具备下列的条件:
1,小试收率稳定,产品质量可靠。
2,造作条件已经确定,产品,中间体和原理的分析检验方法已确定。
3,某些设备,管道材质的耐腐蚀实验已经进行,并有所需的一般设备。
4,进行了物料衡算。
三废问题已有初步的处理方法。
5,已提出原材料的规格和单耗数量。
6,已提出安全生产的要求。
中试放大的方法有:
经验放***:主要是凭借经验通过逐级放大(小试装置-中间装置-中型装置
-大型装置)来摸索反应器的特征。
它也是目前药物合成中采用的主要方法。
相似放***:主要是应用相似原理进行放大。
此法有一定局限性,只适用于
物理过程放大。
而不适用于化学过程的放大。
数学模拟放***:是应用计算机技术的放***,它是今后发展的方向。
此外,微型中间装置的发展也很迅速,即采用微型中间装置替代大型中间装置,为工业化装置提供精确的设计数据。
其优点是费用低廉,建设快。
中试放大阶段的任务:
主要有以下十点,实践中可以根据不同情况,分清主次,有计划有组织地进行。
1,工艺路线和单元反应操作方法的最终确定。
特别当原来选定的路线和单元反应方法在中试放大阶段暴露出难以解决的重大问题时,应重新选择其他路线,再按新路线进行中试放大。
2,设备材质和型号的选择。
对于接触腐蚀性物料的设备材质的选择问题尤应注意。
3,搅拌器型式和搅拌速度的考察。
反应很多是非均相的,且反应热效应较大。
在小试时由于物料体积小,搅拌效果好,传热传质问题不明显,但在中试放大时必须根据物料性质和反应特点,注意搅拌型式和搅拌速度对反应的影响规律,以便选择合乎要求的搅拌器和确定适用的搅拌速度。
4,反应条件的进一步研究。
试验室阶段获得的最佳反应条件不一定完全符合中试放大的要求,为此,应就其中主要的影响因素,如加料速度,搅拌效果,反应器的传热面积与传热系数以及制冷剂等因素,进行深入研究,以便掌握其在中间装置中的变化规律。
得到更适用的反应条件。
5,工艺流程和操作方法的确定。
要考虑使反应和后处理操作方法适用工业生产的要求。
特别注意缩短工序,简化操作,提高劳动生产率。
从而最终确定生产工艺流程和操作方法。
6,进行物料衡算。
当各步反应条件和操作方法确定后,就应该就一些收率低,副产物多和三废较多的反应进行物料衡算。
反应产品和其他产物的重量总和等于反应前各个物料投量量的总和是物料衡算必须达到的精确程度。
以便为解决薄弱环节。
挖潜节能,提高效率,回收副产物并综合利用以及防治三废提供数据。
对无分析方法的化学成分要进行分析方法的研究。
7,原材料,中间体的物理性质和化工常数的测定。
为了解决生产工艺和安全措施中的问题,必须测定某些物料的性质和化工常数,如比热,黏度,爆炸极限等。
8,原材料中间体质量标准的制订。
小试中质量标准有欠完善的要根据中试实验进行修订和完善。
9,消耗定额,原材料成本,操作工时与生产周期等的确定。
在中试研究总结报告的基础上,可以进行基建设计,制订型号设备的选购计划。
进行非定型设备的设计制造,按照施工图进行生产车间的厂房建筑和设备安装。
在全部生产设备和辅助设备安装完毕。
如试产合格和短期试产稳定即可制订工艺规程,交付生产。