Спроектировать участок получение субстанции нистатина из пасты

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО МЕТОДА

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОГО ПРОДУКТА

3. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И МАТЕРИАЛОВ

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА

4.1. Описание технологического процесса

5 Материальные расчеты

5.1 Предварительные расчеты

5.2 Расчет материального баланса стадии сушки пасты нистатина

6 Расчет и подбор технологического оборудования

6.1 Расчет и подбор основного оборудования

7 Тепловые и энергетические расчеты

7.1 Тепловые расчеты

7.1.1 Тепловой расчет подготовки воды очищенной для промывки пасты нистатина

7.2 Энергетические расчеты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Задание

на курсовой проект

по дисциплине «Основы проектирования биотехнологических производств»

Тема работы: «Спроектировать участок получение субстанции нистатина из пасты»

Исходные данные

1. Производственная мощность по готовому продукту 260000 млрд.Ед/год.

2. Активность культуральной жидкости 85000 ЕД/мл.

3. Введение.

4. Технико-экономическое обоснование выбранного метода.

5. Характеристика готового продукта.

6. Характеристика сырья и материалов.

7. Технологическая схема производства и описание технологического процесса.

8. Материальные расчеты.

9. Расчет и подбор основного технологического оборудования.

10. Тепловые и энергетические расчеты..

11. Заключение.

Введение

Основной целью курсового проекта является рассчитать участок получения субстанции нистатина из пасты. Производственная мощность по готовому продукту 260000 млрд.Ед/год. Активность культуральной жидкости 85000 ЕД/мл.

В данном курсовом проекте необходимо произвести материальные, тепловые и энергетические расчеты, а также спроектировать аппаратурную схему.

ОАО "Биосинтез", на котором выпускается нистатин, является одним из ведущих производителей лекарственных средств и субстанций в России.

Более 43% препаратов, выпускаемых ОАО "Биосинтез", входят в "Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных средств" Минздрава РФ. Ежегодно ассортимент выпускаемой продукции увеличивается на 1015 наименований.

Технико-экономическое обоснование выбранного метода

Термин «антибиотик» был предложен в 1942 г. С. А. Ваксманом для обозначения веществ, образуемых микроорганизмами и обладающих антимикробным действием. Впоследствии многие исследователи предлагали свои формулировки, вкладывая в них подчас слишком ограниченное содержание либо чрезмерно расширяя это понятие.

В настоящее время под антибиотиками понимают химиотерапевтические вещества, полученные из микроорганизмов или иных природных источников, а также их полусинтетические аналоги и производные, обладающие способностью избирательно подавлять в организме больного возбудителей заболеваний и (или) задерживать развитие злокачественных новообразований.

Наиболее удачным с теоретической точки зрения и отражающим современное состояние вопроса является определение, предложенное М. М. Шемякиным, А. С. Хохловым и др.: «Антибиотическими веществами (антибиотиками) следует называть все продукты обмена любых организмов, способные избирательно подавлять или убивать микроорганизмы (бактерии, грибы, вирусы и др.)». Близкую формулировку дают М. Герольд и др. В последнее время получил признание термин «противоопухолевый антибиотик», хотя он и не укладывается в рамки данного определения. [7]

Описано более 6 тыс. природных антибиотиков, многие десятки тысяч полусинтетических производных. Наибольшее практическое значение имеют около 50 антибиотиков, выпускаемых в разнообразных лекарственных формах.

К антибиотическим веществам предъявляется следующие основные требования:

отсутствие или низкий уровень токсичности препарата и продуктов его разрушения в организме;

выраженный антимикробный эффект при минимальных концентрациях;

медленное развитие устойчивости в процессе применения препарата;

хорошая растворимость в воде, стабильность при обычных условиях хранения;

оптимальные условия всасываемости, распределения и выделения,

сохранение антимикробного действия в различных условиях среды физиологических жидкостей и тканей организма.

Для обеспечения всех показателей качества готового продукта создаются специальные условия выполнения стадий и операций технологического процесса. Предъявляются особые требования к чистоте производственных помещений, работе технологического оборудования, вентиляции, системы подготовки основных и вспомогательных материалов, предъявляются также определенные требования к персоналу. На разных стадиях технологии вероятность контаминации и внесения загрязнений различна. [8]

В производстве нистатина на стадии химической очистки применяют экстракцию из твердых веществ. В качестве твердых веществ используют сухой мицелий, в качестве экстрагента применяют 2% раствор кальция хлористого в метаноле.

Экстракция из твердых веществ нашла применение в фармацевтической промышленности. В химической технологии используют в основном экстракцию из твердых пористых веществ водой или водными растворами кислот и щелочей (процессы выщелачивания).

Экстракцией в широком смысле называют процессы извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). При взаимодействии с экстрагентом в нем хорошо растворяются только извлекаемые компоненты и значительно слабее или практически вовсе не растворяются остальные компоненты исходной смеси.

Растворение твердых частиц в жидкостях — один из широко применяемых основных процессов химической технологии (производство органических полупродуктов и красителей, минеральных удобрений и многие другие).Растворение является предпосылкой для ускорения различных химико-технологических процессов, так как в растворенном и в значительной мере диссоциированном состоянии увеличиваются подвижность и химическая активность молекул растворенного вещества.

В промышленности, применяется растворение практически чистых твердых веществ, перевод которых в раствор позволяет ускорить проведение последующих химических реакций или диффузию растворенных веществ, а также растворение, происходящее в результате химического

взаимодействия твердых частиц и жидкости.

Процессы растворения, представляющие собой диффузионное извлечение растворителем компонента (или компонентов) из пористого твердого материала, называются экстракцией в системе твердое тело — жидкость, или выщелачиванием.

В некоторых случаях растворение происходит в результате гетерогенной реакции на поверхности раздела фаз, протекание которой сопровождается образованием, не только растворимых, но и нерастворимых (или частично растворимых) твердых, а также газообразных продуктов реакции. Выделение твердых и газообразных продуктов может приводить к образованию пористой пленки или оседанию пузырьков газа на поверхности твердого материала. Твердая фаза может также образовываться и оседать на поверхности исходного твердого материала вследствие кристаллизации при пересыщении раствора. Все эти явления могут существенно уменьшать поверхность материала, доступную для взаимодействия с растворителем, и соответственно - снижать скорость процесса.

Кристаллизация представляет собой процесс выделения твердого растворенного вещества из его раствора. Такая кристаллизация применяется при производстве нистатина.

Кристаллизация из растворов основана на ограниченной растворимости твердых веществ. Раствор, содержащий максимальное количество растворенного вещества в данном количестве растворителя при определенной температуре, называется насыщенным. После выделения кристаллов раствор становится насыщенным. Этот насыщенный раствор, полученный в результате выделения кристаллов, называется маточным раствором, или маточником. [2]

Растворимость равна концентрации насыщенного раствора и зависит от температуры, а также от свойств растворяемого вещества и растворителя. Для большинства твердых веществ растворимость с повышением температуры возрастает, но для некоторых веществ она с повышением температуры уменьшается или имеет при определенной температуре максимальное, значение.

Для проведения процесса кристаллизации в производстве нистатина пользуются следующими способом создания пересыщенного раствора: осаждение нистатина из метанольного экстракта происходит при добавлении к нему воды, при этом разрушается кальциевый комплекс нистатина и нерастворимый в воде нистатин выпадает в осадок.

Процесс кристаллизации состоит из двух стадий — образования зародышей кристаллов и роста кристаллов. Изменяя факторы, влияющие на скорость образования зародышей и скорость их роста, можно регулировать размеры кристаллов. Быстрое охлаждение, перемешивание раствора, высокая температура и низкий молекулярный вес кристаллов способствуют образованию зародышей и получению мелких кристаллов. Наоборот, медленное охлаждение, неподвижность раствора, низкая температура и высокий молекулярный вес способствуют процессу роста и получению крупных кристаллов.

Кристаллизация может быть ускорена внесением затравки — мелких частиц кристаллизующегося вещества, которые и являются зародышами кристаллов. В этом случае кристаллизация происходит в основном за счет роста внесенных в раствор затравочных кристаллов. Для получения крупных кристаллов число затравочных кристаллов должно быть невелико.

После кристаллизации от маточного раствора взвесь отделяют фильтрацией на фильтр-прессе. После многократной очистки пасту отправляют на стадию сушки и просев нистатина.

Характеристика готового продукта

Нистатин (Nystatinum) разрешен к выпуску для применения в медицинской практике приказом Министра здравоохранения СССР № 228, пункт 183 от 1964 года.

Номер регистрационного удостоверения Р N001707/01.

Качество препарата должно отвечать требованиям Р N001707/01 031008 (ФСП42312708). .

Основное назначение препарата - субстанция, применяемая для изготовления лекарственных форм.

Активность. Препарат должен содержать не менее 4500 ЕД/мг в пересчете на сухое вещество на момент выпуска. Одна единица действия (Ед) соответствует единице действия Международного стандарта нистатина.

Описание. Порошок светло-желтого цвета со специфическим запахом, горького вкуса. Гигроскопичен. Неустойчив к воздействию света, кислорода воздуха и нагреванию.

Растворимость. Практически нерастворим в воде, эфире, хлороформе, очень мало растворим в 95 % спирте, растворим в диметилсульфоксиде.

Подлинность. Препарат должен выдерживать требования Р N001707/01 031008 (ФСП 42312708).

Удельный показатель поглощения. Е1 %1 см при длине волны (305 ± 2) нм не менее 640 в пересчете на сухое вещество. рН от 5,5 до 8,0.

Определение содержания компонентов А1 нистатина и Ах нистатина. Содержание компонента А1 должно быть не менее 85 %, суммарное содержание примесей Ах - не более 15 % ( Р N001707/01 031008 (ФСП42312708).

Потеря в массе при высушивании. Не более 4 %.

Содержание остаточных растворителей. Метод газожидкостной хроматографии. Суммарное содержание растворителей (ацетона, метилена хлористого, спирта метилового) не должно превышать 0,25 %, в том числе содержание спирта метилового не должно превышать 0,15 %, метилена хлористого не должно превышать 0,06 % (Р N001707/01 031008 (ФСП42312708)).

Испытание на микробиологическую чистоту. В 1 г препарата допускается присутствие не более 1000 бактерий и 100 дрожжевых и плесневых грибов (суммарно). Не допускается присутствие бактерий семейства Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus.

Маркировка транспортной тары в соответствии с ГОСТ 1419296.

Транспортирование. В соответствии с ГОСТ 1776890.

Хранение. В сухом, защищенном от света месте, при температуре не выше 5 0С.

Срок годности 2 года.

Антибиотик.

Описание технологического процесса

Сушка, просев нистатина состоит из следующих операций:

1.Подготовка оборудования к проведению операции

2.Сушка пасты нистатина, просев

Подготовка оборудования к проведению операции

Сушильную установку «СШ»12 по графику 2 раза в месяц промывают обессоленной водой из шланга через верхний люк сушилки. Промывную воду сливают в канализацию, камеру сушильной установки обрабатывают 3% раствором перекиси водорода из ручного распылителя. Заменяют фильтрующий материал (капрон, предварительно обработанный 3% раствором водорода перекиси) на быстросъемных рукавных фильтрах.

Фильтры разбалчивают, внутренние поверхности обрабатывают бязевой салфеткой, смоченной 3% раствором водорода перекиси с моющим средством, промывают горячей обессоленной водой с температурой от 45 до 50 °С. Фильтрующий материал (капрон) обрабатывают 3% раствором водорода перекиси с моющим средством, прополаскивают в обессоленной воде с температурой от 45 до 50 °С, сушат, заправляют фильтры. Замену фильтрующего материала производят 1 раз в месяц.

Сушильную установку «СШ»12 сушат потоком горячего азота до отсутствия влаги. Передвижной бункер моют горячей водой с температурой от 45 до 50 °С 2 раза в неделю, обрабатывают 3% раствором перекиси водорода после каждой операции.

Чистку, мойку гранулятора и молотковой мельницы производят согласно графика. Внутреннюю поверхность, составные части гранулятора и мельницы моют 3% раствором перекиси водорода с моющим средством салфеткой из безворсовой ткани, затем промывают горячей обессоленной водой с температурой от 45 до 50°С. Пасту нистатина, промытую метилен хлористым загружают в гранулятор. Гранулы собирают в передвижной бункер.

Сушка нистатина проводят на сушильной установке «СШ»12 типа FG (сушильная установка для антибиотиков). В сушильную колонну через загрузочный шланг с помощью вакуума загружают пасту нистатина в количестве не более 60 кг на одну загрузку. Для поддержания температуры в колонне в рубашку подают горячую воду с температурой от 70 до 80°С, которая подогревается в сборнике. Горячую воду из сборника подают центробежным насосом в рубашку сушильной колонны.

Процесс сушки проходит в токе азота, который поступает из теплообменника через фильтры (фильтрующий материал капрон) с температурой от 55 до 65°С. Подогретый азот поступает через пульсатор в газораспределитель сушильной колонны. Пульсатор позволяет подавать азот порциями, что создает прерывистый поток азота, пульсирующий слой материала, обеспечивает нужное перемешивание порошка нистатина и контакт его с поверхностью нагрева сушильной колонны, быструю и качественную сушку в течение от 15 до 20 ч.

По окончании сушки выгружают готовый продукт в бязевый мешок, взвешивают, отбирают пробу для определения влаги.

Высушенный гранулят нистатина размалывают на молотковой мельнице и просеивают дважды: через ткань шелковую для сит №26, затем ткань капроновую для сит №32.

Выход на стадии от 96 до 98%.

Средний выход — 97,6%

Просеянный порошок передают на стадию фасовки.

Готовый продукт — нистатин должен отвечать требованиям ФС 42114098.

Срок годности 2 года.

Заключение

В данном курсовом проекте был спроектирован участок получения субстанции нистатина из пасты. В ходе ознакомления с применяемым сырьем и вспомогательными материалами была составлена технологическая схема по данным предприятия, с учетом проектируемых изменений технологического процесса. А также была спроектирована аппаратурная схема, произведены материальные, тепловые и энергетические расчеты.

Также был произведен расчет и подбор следующего технологического оборудования:

Сушильная установка - 4 ед;

Центрифуга – 1 ед.