CC BY
35
2005 апрель
PEMEOUUM
ПРЕДПРИЯТИЯ -ЗДРАВООХРАНЕНИЮ РОССИИ
Михаил СОЛОВЬЕВ, к.ф.н, Борис ПАССЕТ, д.х.н., профессор, СПХФА
ГХТС в производстве синтетических
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СУБСТАН
ЦИЙ
За последнее десятилетие производство фармацевтических лекарственных субстанций в РФ сильно сократилось, что ставит отечественную фармацевтическую промышленность в зависимость от поставок сырья из-за рубежа [1]. Такое положение дел не отвечает ни интересам долгосрочного, стабильного развития отечественной медицинской промышленности, ни интересам национальной безопасности России. Для улучшения ситуации необходимо найти пути существенного повышения эффективности работы предприятий в этой отрасли фармацевтического производства.
I
ВНЕДРЕНИЕ ГХТС — ОДИН ИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ | ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
Одним из основных путей развития фармацевтических предприятий является разработка и выпуск новых высокоэффективных лекарственных препаратов. Для появления этих препаратов на рынке необходимо проведение доклинических и клинических испытаний, что требует наработки малых количеств лекарственных веществ и отработки технологии их получения в промышленных масштабах. Другим перспективным направлением развития фармацевтического предприятия является организация малотоннажного выпуска расширенного ассортимента лекарственных препаратов. Применительно к производству синтетических лекарственных субстанций, где каждое вещество, как правило, получают, применяя уникальные технологии и, как следствие, уникальную аппаратурную цепочку, использование традиционных монопродуктовых химико-технологических систем для получения небольших партий продукции приводит к большим затратам на оборудование. Поэтому выгоднее решать эти задачи с помощью гибких химико-технологических систем.
Гибкая химико-технологическая система (ГХТС) дает возможность осуществлять выпуск нескольких видов продукции с использованием одного и того же оборудования, что позволяет достичь максимального коэффициента исполь-
зования основного реакционного оборудования, т.е. получить необходимый ассортимент продукции при минимальных капитальных вложениях на организацию производства.
Принципы реализации ГХТС (методы обеспечения гибкости производства) могут быть различными, однако известно, что затраты на создание такой схемы находятся в обратной зависимости от достигаемой степени гибкости. Производство синтетических лекарственных субстанций — очень сложный технологический процесс многоэтапного химического синтеза с использованием разнообразных видов сырья и проводимый при различных технологических параметрах. Основная часть процессов происходит с использованием нескольких стандартных типов реакционного оборудования, прежде всего реакторов емкостного типа. Оптимальным способом организации ГХТС в таких условиях оказывается построение системы по блочно-модульному принципу. Блочно-модульная ГХТС составляется из аппаратурнотехнологических блоков, каждый из
■НИ
The article highlights the principles of the SCTS realization and phases of the system calculation.
Mikhail SOLOVYEV, Ec. Sc. PhD, Boris PAS-
SET, Dr. Ch. Sc., Professor, St-Pb Chemical and Pharmaceutical Academy. State chemical and technological standard (SCTS) in the production of synthetic drug substances.
которых представляет собой комплекс основного и вспомогательного оборудования, предназначенный для осуществления технологического процесса. Перевод блочно-модульной ГХТС с производства одного вида продукции на другой осуществляется путем перемонтажа схемы, т.е. изменения последовательности соединения блоков. Одним из преимуществ блочно-модульных ГХТС является то, что аппаратурные модули ГХТС могут быть составлены с использованием стандартного оборудования, часто с применением уже имеющейся на предприятии аппаратуры.
Структура ГХТС, построенной по блочно-модульному принципу, может быть различной, однако максимальная эффективность достигается только за счет правильного проектирования системы для выбранного ассортимента продукции. Проектирование ГХТС оптимальной структуры является сложной задачей, требующей проведения большого количества расчетов и использования вычислительной техники.
Основными критериями оптимальной структуры ГХТС являются максимально возможный коэффициент использования основного реакционного оборудования и минимальные трудозатраты, которые необходимы для перемонтажа схемы при переходе с одного вида продукции на другой.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАСЧЕТА ГХТС
Обычно расчет ГХТС состоит из нескольких этапов. На первом этапе определяется возможность и целесообразность наработки того или иного вещества на гибкой схеме и, таким образом, итоговый ассортимент ГХТС. Помимо различных экономических факторов, с точки зрения технологии на этом этапе необходимо оценить схожесть аппара-
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
65
турного оформления производств различных продуктов.
На втором этапе расчета определяется оптимальная схема функционирования ГХТС, т.е. определяются периоды функционирования системы, на протяжении которых ассортимент будет постоянен, и определяются группы продуктов для одновременной (параллельной) наработки. На этом этапе необходимо учитывать необходимую мощность производства и время наработки по всем веществам, выбранным в качестве ассортимента ГХТС.
На третьем этапе определяется оптимальная схема использования конкретных аппаратурных блоков, при переводе ГХТС из одного периода функционирования в другой, т.е. место того или иного аппаратурного блока в цепочке по ходу функционирования системы. На этом этапе расчета учитываются особенности проведения и аппаратурного оформления различных технологических процессов производств веществ из ассортимента ГХТС.
На четвертом этапе осуществляется расчет необходимых объемов основно-
го и дополнительного реакционного оборудования, осуществляется подбор аппаратуры для составления ГХТС. На этом этапе необходимо провести материальные расчеты с учетом того, что система является многопродуктовой и каждый аппарат используется для получения нескольких (или всех) продуктов из ассортимента ГХТС.
Расчеты, проводимые на каждом из этапов проектирования оптимальной структуры ГХТС, можно осуществить с использованием вычислительной техники. Некоторые подходы к расчету этой структуры для производств синтетических лекарственных субстанций были разработаны в ЛХФИ еще в 80-е годы [2-4]. Предложенная методика была успешно опробована на практике, однако компьютерные расчеты были спроектированы исходя из возможностей существовавшей в то время вычислительной техники с использованием устаревших к настоящему моменту технологий программирования.
Для решения задач, связанных с проектированием ГХТС на современной основе, в СПХФА была разработана усовер-
РШШ1ШМ апрель 2005
шенствованная методика расчета оптимальной структуры гибкой схемы. Новая методика базируется на более точных алгоритмах расчета, позволяет производить все необходимые вычисления с использованием единой базы данных по технологиям лекарственных субстанций (без необходимости повторного ввода) в одной программной оболочке. При этом в новой методике исключена ручная промежуточная обработка данных, получаемых на различных этапах расчета, которая ранее требовала существенных трудозатрат и приводила к ошибкам. Все это позволяет существенно облегчить процесс расчета оптимальной структуры ГХТС, решить эту задачу с большей точностью и за меньшее время.
Для осуществления всех расчетов, необходимых при проектировании ГХТС для производства синтетических лекарственных субстанций, на современном уровне в СПХФА была создана информационно-вычислительная система по проектированию оптимальной структуры гибких химико-технологических систем (зарегистрирована ФГУП «Информ-регистр» за №0220208413). Эта инфор-
UPDATE FOR THE FUTURE
I I
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОРОШКА И ГРАНУЛ5ТГД-ГГАНУЛА”□ ПЫ Б ПСЕВДООЖИЖЕННОМ! СЛОЕ - СМЕСИТЕЛИ ГРАНУЛЯТПРЫ - СИТА- КОНИЧЕСКИЕ МЕЛЬНИЦЫ - ТДБЛЕГИРПВОЧНЫЕ ПГЕССЫ - КАПСЮЛЬНЫЕ МАШ1ЧНЫ - ОЕРУДОВАНИЕ ДЛЯ мАНЕСЕНИЯ.
ОБОЛОЧКИ БЛИСТЕРНЫЕ МАШИНЫ МОЕЧНЫЕ МАШИНЫ П СТЕРИЛИЗАЦИОННЫЕ ТУ» ГЛИ ОЬОРУДОМНИЕ ДЛИ СПЕРИЛЫЩГО И НЕОБИЛЬНОГО 1ЧЧПИН.А РЛЛЦШиЫ ДЛЙ СТЕРИЛЬНОЙ Р*ССЫПкИ ЗТ1*еТИМвйЧ|1Ь«Е МАШИНЫ - ТУвОНЛПОИННТКЛЬНЫ! ммшины -
КАРТЧНЕРЫ - ОЦЁЯЛОФ^НвВАТЕЯН - МАШННЫ ДЛЙ УПАКОВКИ АМПУЛ
н <рлакОнов в &листр.ры - уклвдчкЛН □ ад)НЛ!А и паллет айусры
Посетите ипш стенд «о
в^-гто&ке инТСрГ|АК-2005
е г, Дюссельдорф, Германия,
2 1-27 спрепя 2005 т.
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ Н НОВЕЙШИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПАНИИ ^НМА' НА САЙТЕ. WWW.IMA.fT
Vnuf р/ а biJ рвгГпл j
in * нгэи5.1Пй mjjjjj.hihi- В ■' *
Via EfTi ia 4№4*Z 44044 Cuini Cn<ti ТЫ.: +41 tal «014114 Гк +34 «1 ВЧЩ1 D HAp:«V w—w.Inji
Нв»яшн Прмс глиляипн aim стрли СНГ -№ЧЛ ЭСТ Нхш-КЦ-п.и LMrrt.inJrhHJ rpc-j-Hfc--, Д7, S4M-. Д1й-515 Ten it№3j Г71 1i TS duac: |СгК| ТТЛ 11 74 .к Е-п
66
ГХТС В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СУБСТАНЦИЙ
2005 апрель РЕМШииМ
мационно-вычислительная система создана с использованием языка С++, для работы в среде операционной системы MS Windows. Графический интерфейс системы облегчает пользователю ее освоение и использование. Применение для всех расчетов единой (один раз созданной) базы данных по технологиям производства синтетических лекарственных субстанций существенно ускоряет процесс расчета оптимальной струк-
туры ГХТС и снижает вероятность возникновения ошибок. Корректность работы описываемой вычислительной системы, эффективность реализованных в ней методик оптимизации была доказана путем сравнения результатов расчетов, проводимых для ГХТС, спроектированных для наработки ряда синтетических субстанций, с результатами, полученными с использованием ранее существовавших методик. При этом предлага-
емая система в ряде случаев показала большую эффективность оптимизации. Таким образом, предлагаемая система может с успехом применяться для проведения компьютерных расчетов при проектировании ГХТС на производстве лекарственных веществ.
Список использованной литературы Вы можете запросить в редакции.
