【化药、生药】从实验室小试到大生产
1.工业生产地不可观察性实验室一般都是玻璃瓶,透明反应,容易观察反应现象,及时发现问题,而工业上一般为反应釜(别的接触的不多,不好多说),可视性很差,你也就能从人孔里面向里面大体观察一下,有泡沫的反应尤其要小心。在实验室里面,你250或者500ml的瓶子产生的泡沫你可能觉得没什么,只是上面的一层,到了反应釜里面,一般是两吨的反应釜,你放大了好几千倍,泡沫就明显了,这就要求你投料不能按照你玻璃瓶的投料量了,按照你玻璃瓶的投料量投料,冲料是肯定的了;而且泡沫的形成也和玻璃烧瓶里面不一样,在烧瓶里面,没有泡沫的时候是透明的,随着搅拌泡沫会有增加,但增加的不快,并且程度不明显,在反应釜中却是相反的,你没有泡沫的时候从人孔中观察(釜里面里面有灯)整个液体是黑的,只是在搅拌桨边下会有少量的泡沫,随着反应的进行,泡沫越来越多,这时候你能开到是像海浪那样,黑水带着白沫随着搅拌桨上下起伏,如果泡沫再多的话你就看不到黑的液体了,只有白的泡沫了,这时候就要仔细看他的液面了,如果白的泡沫还上升就要冲料了,这时候可以停止加热,降低搅拌速率,迅速降温,控制泡沫扩大,防止冲料!冲出来的料,如果是进入缓冲罐还可以再循环加入,继续反应,不过不要引入杂质。
2.工业生产条件的限制性
2.1关于搅拌速度
在实验室我们可以用磁力搅拌或者用机械搅拌,机械搅拌最多可以达到1400转/分,磁力一般没有显示转速,但最快也可以达到几百转/分。工业生产很难达到这个速度,一般工业生产搅拌釜的电机也就是60~120转/分之间,有些生成粘稠状液体的反应在实验室可以做,但是在工厂就做不了,很大原因是因为搅拌跟不上,实验室你用机械搅拌加大转速可以将粘稠的液体较好的分散,使反应继续进行,但到工厂生产,你粘度一大,电机转速最大达到120转/分后,仍然很难将它搅拌开,并且不造成电机过热。严重的烧毁电机(一般情况是电机会被憋停,因为有自动断电装置)。这时候你就要考虑适当的增加反应溶剂,降低反应液的反应粘度,才能顺利保证反应的进行。同时由于转速的原因,实验室的反应时间和工厂实际反应时间有很大区别,我做个一个合成。在实验室两个小时,在工业上要8个小时。
2.2关于传质传热
实验室加热快降温也快,比如说你可以用加热套迅速升到150度,或者用冰盐浴迅速降到零度以下,但是在工业生产上就很难做到了,你从常温升到150度最少要半个小时到一个一小时,你还要注意不能升的太猛,小心局部反应剧烈,造成副反应,降温更是慢!从一百五十度降到室温的话最少要一个半小时,所以在实验室很快就能完成的实验,到真正生产的时候就要花费比较多的时间了。
补充一:
看到楼下有帖子说道萃取的情况,简单的介绍一下,当时做了个产品溶于有机相,有机相是甲苯,水相里面有水和反应产生的无机盐,由于产品有一定的粘度,想将水相分出去以后再用水洗一遍(水洗的次数多了太浪费时间,一般洗一次,从加水,搅拌,静止,分层最少要一个到一个半小时),将无机盐除干净,开始的时候分层很好(刚反应完),将水相放出后,再加入水,搅拌,静止,心想应该也很容易完成(因为第一次比较顺利,很快分层),结果一放料,出来的是乳液,水完全乳化到有机相里面了,根本分不开了,后来去小样,又进行实验才解决,原因是有机相太少了,造成对产品的溶解不够,以至于出现乳化的现象。萃取在实验室是很容易的,当时对于有机相得量也没有详细研究,怎么样都分得开,但到生产上就不是那么简单了,一个小小量的疏忽,可能就使你反应失败了。
补充二:实验室和工业生产的监测 在实验室用来监测反应进行的最常用最方便的是薄层色谱法(点板的方法),而在工业上一般用气相或者用液相进行监测,有条件的可以在线分析,另外工业上还有一些儿小的窍门,或者说简单的判断反应进行程度的方法(特别是在一些小的化工厂,里面的老师傅一般常用),举个例子说,像酯化反应,工业上一般通过看冷却罐(或储罐)里面的水来确定反应是否完全,如果液位不准还可以将其生成的水放出称量一下即可,还可以通过取样测酸值的方法判断酯化反应进行的程度。 实验室小试做工艺的时候,除非是初期为了打通工艺路线拿到样品所做的工作,都应当充分考虑工业化生产的可能性,否则,小试工艺没有任何价值。 :victory:学习了
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