工藝放大需要注意哪些問題

我們常常接到這樣的訂單，客戶在采購了實驗室乳化機(jī)或其他款實驗室設(shè)備后一段時間，又會再來采購一臺中試乳化攪拌機(jī)。通常，配方和工藝是在實驗室規(guī)模上進(jìn)行研發(fā)的，批量約為1～10?kg，研發(fā)完成后會轉(zhuǎn)移到批量為1000?kg及以上的大型生產(chǎn)設(shè)備上。一般情況下，批量大小僅增大為原來的10倍，例如，從10?kg增大至100?kg，從100?kg增大至1000?kg。工藝放大需要注意哪些問題，一起來了解一下。

在研發(fā)陌生的配方或工藝時，需清楚：該工藝或產(chǎn)品的生產(chǎn)在更大批量下可能會變得不可預(yù)測，并因此帶來巨大的風(fēng)險。如果想要在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)完全避免此類事件發(fā)生，那么根據(jù)參數(shù)研發(fā)準(zhǔn)確且完整的放大模型就非常必要。仔細(xì)觀察工藝的各個步驟可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)批量乘以10時，所有的尺寸和元素并不一定會以相同的比例增加。

在現(xiàn)實中，因為一些限制條件，會使得精確計算放大變得更加困難。例如，市面上的電動機(jī)僅有幾種特定的額定轉(zhuǎn)速，并且不能記錄性能增量。即使電動機(jī)是根據(jù)零件清單定制的，也只有部分尺寸可用。此外，不同廠家生產(chǎn)的電動機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)、機(jī)械以及產(chǎn)品特有的多重特征也會給計算帶來影響，所以在這種情況下的計算并不精確，只能是種近似結(jié)果。

工藝放大中最常見的問題是反應(yīng)選擇性改變，這會影響到產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度，這主要是小試的混合效果和生產(chǎn)不一致。如果在小試已經(jīng)評估過轉(zhuǎn)速的影響，在出現(xiàn)問題時，就會快速找到原因，中試車間的乳化反應(yīng)釜都配有變頻調(diào)速，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以確定合適的轉(zhuǎn)速。在實驗室中由于物料體積較小，攪拌效率好，傳熱、傳質(zhì)的問題表現(xiàn)不明顯，但是在中試放大時，由于攪拌效率的影響，傳熱，傳質(zhì)的問題就突出地暴露出來。因此，中試放大時必須根據(jù)物料性質(zhì)和反應(yīng)特點(diǎn)注意研究攪拌器的型式，考察攪拌速度對反應(yīng)規(guī)律的影響，特別是在固-液非均相反應(yīng)時，要選擇合乎反應(yīng)要求的攪拌器型式和適宜的攪拌速度。避免復(fù)雜在工藝發(fā)展和放大中要盡可能簡單，越簡單，產(chǎn)生工藝錯誤的機(jī)會越少。

在原料藥工藝放大時需要考慮乳化攪拌機(jī)設(shè)備的可用性，對于混合乳化機(jī)設(shè)備的可用性評價應(yīng)注意一下六點(diǎn)：

1. 混合狀態(tài)是否滿足工藝要求;
2. 反應(yīng)設(shè)備的最小投料溶劑是多少;
3. 加熱介質(zhì)是否有溫度指示且可控制在工藝要求的范圍內(nèi);
4. 滴液點(diǎn)的溫度是否可控制(滴液是否達(dá)到足夠的低溫，滴液是否足夠稀釋，滴液位置是否處于攪拌最大處，滴液的分布是否滿足工藝要求等);
5. 反應(yīng)設(shè)備是否做到了工藝要求的清洗和干燥程度;
6. 反應(yīng)設(shè)備是否達(dá)到了工藝要求的密封程度。

事實上，實驗室階段獲得的最佳反應(yīng)條件不一定能符合中試放大要求。開始中試放大時應(yīng)考慮所需各種設(shè)備的材質(zhì)和型式，并考察是否合適，尤其應(yīng)注意接觸腐蝕性物料的設(shè)備材質(zhì)的選擇。意凱的各系列乳化攪拌機(jī)設(shè)備的小試、中試、生產(chǎn)型、大生產(chǎn)型，它們在規(guī)格配置上，充分考慮到了其中的影響因素。如：放熱反應(yīng)中的加料方式以更方便控制加料速度；乳化反應(yīng)釜的傳熱面積與傳熱系數(shù)，以及制冷劑等因素進(jìn)行深入的試驗研究。掌握這些要素在放大時設(shè)備的變化規(guī)律，并經(jīng)過嚴(yán)密科學(xué)的數(shù)據(jù)計算，以得到更合適的相應(yīng)規(guī)格設(shè)置。以此為依據(jù)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)、規(guī)格與配置等的設(shè)置，可很友好的進(jìn)行小試、中試、生產(chǎn)、大生產(chǎn)的銜接。同時，在意凱這里，客戶可以在十萬級凈化實驗室配備的專業(yè)設(shè)備試料或改進(jìn)調(diào)整工藝，測試任何類型的機(jī)器，或進(jìn)行放大和生產(chǎn)批次測試。同時客戶也可獲得有關(guān)技術(shù)設(shè)備和擴(kuò)展功能的專家的建議和支持。通過可持續(xù)和創(chuàng)新的解決方案，意凱推動客戶實現(xiàn)眼前的成功，并幫助他們塑造未來的市場。