Технология и оборудование химико-фармацевтической промышленности. Синтез. Экстракция. Ферментация

 
 
 
 
 
 
 
Е. А. Данилова, В. Е. Майзлиш 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ 
ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ 
ПРОМЫШЛЕННОСТИ 
 
СИНТЕЗ. ЭКСТРАКЦИЯ. ФЕРМЕНТАЦИЯ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
 

УДК 661.124 
ББК 35.66 
Д18 
 
 
Рецензенты: 
зав. кафедрой физики, химии, математики ФГБОУ ВО «ИвГМА» 
Минздрава России, д-р хим. наук, проф. М. Е. Клюева; 
начальник отдела контроля качества ООО «Славянская аптека», 
канд. хим. наук М. Г. Стряпан 
 
 
Данилова, Е. А. 
Д18  
 
Технология и оборудование химико-фармацевтической промышленности. Синтез. Экстракция. Ферментация : учебное пособие / Е. А. Данилова, В. Е. Майзлиш. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 
204 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1704-4 
 
Изложены краткие сведения об основных процессах и аппаратах производства химико-фармацевтических препаратов, используемых при проведении химического синтеза, процессов экстракции и 
ферментации. Охарактеризованы назначения процессов, условия их 
проведения, рассмотрены конструкции аппаратов. 
Для студентов, изучающих курсы «Основы проектирования и 
оборудование предприятий химико-фармацевтической промышленности», «Химия и технология химико-фармацевтических препаратов», «Технология готовых лекарственных форм», и обучающихся по 
профилю «Химическая технология химико-фармацевтических препаратов и косметических средств», магистрантов, специализирующихся 
в этой области. 
 
УДК 661.124 
ББК 35.66 
 
 
ISBN 978-5-9729-1704-4 
” Данилова Е. А., Майзлиш В. Е., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024
 

ВВЕДЕНИЕ 
Успешное развитие химико-фармацевтической промышленности в значительной степени зависит от оснащения предприятий современным технологическим оборудованием, в котором осуществляются превращения исходных материалов в промежуточные и фармацевтические субстанции. Наряду с химическими превращениями присутствуют физические, физикохимические процессы с изменением агрегатного состояния, состава веществ и т. д. 
Для наиболее эффективной организации и совершенствования технологических процессов производства необходимо, 
чтобы технолог ориентировался не только в химических вопросах 
технологии, но и владел знаниями возможностей оборудования, 
областей его наиболее эффективного функционирования. 
В научно-технической литературе и, особенно в интернете, имеются данные об аппаратурном оформлении того или иного 
химико-технологического процесса в производстве химикофармацевтических препаратов, но они не систематизированы. 
Таким образом, назрела необходимость объединить и 
систематизировать данные по оборудованию химико-фармацевтических производств. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 

1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ 
В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ 
Фармацевтическая промышленность - важная составная 
часть системы здравоохранения во всем мире; она включает в 
себя многочисленные общественные и частные организации, 
которые проводят исследования, осуществляют разработку, 
производят и продают медикаменты для лечения людей и животных. 
 







 
 
Рис. 1.1. Схема разработки лекарств: 1 - исследовательские 
лаборатории; 2 - фармацевтические и токсикологические лаборатории; 
3 - пробное производство вещества, активного с фармакопейной точки 
зрения; 4 - промышленное производство вещества, активного 
с фармакопейной точки зрения; 5 - контроль производства; 6 - 
фармацевтический инжиниринг1; 7 - промышленное производство 
лекарственного средства 
 
Фармацевтическая промышленность основана, в первую 
очередь, на научных исследованиях и разработках, которые яв                                                 
1 Фармацевтический инжиниринг (фармацевтическое проектирование) - 
общее название процесса проектирования и разработки как отдельных 
составляющих, так и целого фармацевтического предприятия. 
4 

ляются составной частью процесса создания и выпуска нового 
лекарства (рис. 1.1). Современные научные и технологические 
достижения ускоряют процесс открытий и разработки новых 
лекарственных препаратов с улучшенным терапевтическим воздействием и сниженными побочными эффектами. Поэтому 
научные открытия и разработки в совокупности с токсикологическим и клиническим опытом являются основной движущей 
силой фармацевтической промышленности. Специалисты молекулярной биологии, химики, медики и фармацевты постоянно 
усовершенствуют 
положительный 
эффект 
лекарственных 
средств [1]. 
Большой вклад в научные исследования в сфере разработки новых медицинских препаратов вносит биотехнология. 
Часто между научными организациями и крупными фармацевтическими компаниями заключаются соглашения о сотрудничестве, направленные на проведение исследований потенциала 
новых лекарственных веществ. 
Организация производства продукции фармацевтического назначения - сложный комплексный процесс, каждая 
стадия которого должна быть строго регламентирована. 
Особенность статуса фармацевтических субстанций, 
входящих в состав лекарственных средств, заключается в 
необходимости их государственной регистрации и лицензирования производства на соответствие требованиям «Правила 
производства лекарственных средств» - «Good Manufacturing 
Practice for Medicinal Products (GMP)». 
1.1. Контроль производства лекарственных средств 
В мировой практике одним из важнейших документов, 
определяющим требования к производству и контролю качества 
лекарственных средств для человека и животных, являются 
GMP. Они направлены на обеспечение высокого уровня качества и безопасности лекарственных средств и гарантирование 
того, что лекарственное средство изготовлено в соответствии со 
своей формулой (составом), не содержит посторонних включений, маркировано надлежащим образом, упаковано и сохраняет 
свои свойства в течение всего срока годности. Правила GMP 
5 

устанавливают требования к системе управления качеством, 
контролю качества, персоналу, помещениям и оборудованию, 
документации, производству продукции и проведению анализов 
по контрактам, рекламациям, порядку отзыва продукции и организации самоинспекций [2]. 
Особое внимание уделяется контролю помещений и 
оборудования. Место расположения, проект, строительство, 
монтаж, оснащение и обслуживание помещений и оборудования 
должны соответствовать характеру выполняемых работ. Планировка помещений и конструкция оборудования должны минимизировать риск ошибок, предусматривать проведение эффективной уборки и обслуживания с целью предотвращения перекрестного загрязнения, появления пыли или грязи и, в общем 
случае, устранения любого фактора, ухудшающего качество 
продукции. 
Риск загрязнения материалов и продукции, создаваемый 
окружающей средой производственных помещений (зданий), 
должен быть минимальным при условии соблюдения всех мер 
защиты. 
При эксплуатации помещений следует выполнять меры 
предосторожности, при этом проведение технического обслуживания и ремонта не должно оказывать вредного влияния на 
качество продукции. Уборка и дезинфекция помещений должны 
выполняться в соответствии с письменными инструкциями. 
Освещение, температурный режим, влажность и вентиляция должны соответствовать назначению помещения и не 
оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на 
работу оборудования и лекарственные средства во время их изготовления и хранения. 
При проектировании и эксплуатации помещений следует 
предусмотреть максимальную защиту от проникания в них 
насекомых или животных. 
В помещения не допускаются лица, не имеющие права 
доступа в них. Производственные, складские помещения и помещения контроля качества не должны использоваться для 
сквозного прохода персонала, не работающего в них. 
Для минимизации риска здоровья людей из-за перекрестных загрязнений при производстве некоторых лекарствен6 

ных средств, таких как сенсибилизирующие вещества (например, пенициллины) или биологические препараты (например, из 
живых микроорганизмов), следует предусмотреть специальные 
и изолированные технические средства (помещения, оборудование, средства обслуживания и др.). В одних и тех же помещениях не допускается производство отдельных видов антибиотиков, 
некоторых гормонов, цитотоксинов, сильнодействующих лекарственных средств и продукции немедицинского назначения. В 
исключительных случаях производство таких препаратов допускается в одних помещениях при разделении циклов производства по времени, с соблюдением специальных мер предосторожности и проведением необходимой аттестации (валидации). 
В зданиях, используемых для производства лекарственных 
средств, не допускается производство ядов технического назначения (пестицидов и гербицидов). 
Планировочные решения рабочих зон и зон хранения 
внутри производства должны обеспечивать последовательное и 
логичное размещение оборудования и материалов, сводить к 
минимуму риск перепутывания различных лекарственных 
средств или их компонентов, перекрестного загрязнения и ошибочного выполнения или пропуска любых операций по производству или контролю. 
Если исходные и первичные упаковочные материалы, 
промежуточные или нерасфасованные продукты подвергаются 
воздействию окружающей среды, внутренние поверхности помещений (стены, пол и потолок) должны быть гладкими, не 
иметь открытых соединений и трещин, не выделять частиц и 
должны обеспечивать возможность беспрепятственной и эффективной уборки и дезинфекции. 
Конструкция и размещение труб, осветительных приборов, оборудования вентиляции и т. п. не должны иметь мест, 
труднодоступных для очистки. По возможности их обслуживание должно осуществляться с внешней стороны производственных помещений. 
Трубопроводы для стоков (канализация) должны иметь 
необходимые размеры и быть оборудованы устройствами, 
предотвращающими обратный поток. Следует избегать откры7 

тых желобов. При необходимости они должны быть неглубокими для удобства очистки и дезинфекции [3]. 
Стерильные продукты производятся на фармацевтических установках модульной конструкции при наличии чистых 
рабочих мест и поверхностей оборудования, а также высокоэффективных фильтрационных систем вентиляции воздуха. На 
рис. 1.2 показан пример компоновки помещений в производстве 
стерильных химико-фармацевтических препаратов [4]. 
 
 
 
Рис. 1.2. Пример компоновки производства стерильных 
химико-фармацевтических препаратов [4] 
 
Стерильные фармацевтические технологии для контроля 
загрязнения используют продукты заморозки-сушки, жидкие 
гермициды (общее название химических препаратов, используемых для уничтожения всех видов микроорганизмов) и стерильные газы, установку вентиляции с ламинарным потоком, изолированные модули с разным давлением воздуха, а также герметизацию производства и заполняющего производства [4]. 
В настоящее время разработаны комплексные системы 
для создания чистых помещений, которые включают перегород8 

ки из модульных панелей, системы подвесных потолков, двери, 
окна, передаточные и проходные шлюзы, аксессуары для чистых помещений [4]. 
1.2. Очистка воздуха 
В производственных зонах, в зависимости от выпускаемой продукции, выполняемых операций и требований к окружающей среде, следует предусматривать эффективную систему 
вентиляции с обеспечением требуемой температуры и, при 
необходимости, влажности и очистки воздуха. 
В атмосферном воздухе, наряду с инертными газами, 
азотом, кислородом, диоксидом углерода, содержатся пары воды и мелкодисперсные частицы. В состав дисперсных частиц, 
наряду с частицами пыли, копоти, входят клетки и споры микроорганизмов как в свободном, так и в сорбированном на пылевых частицах виде. 
Температура и влажность наружного воздуха, количество в нем пылинок и микроорганизмов непостоянны и зависят 
от времен года (микроорганизмов летом в 10 раз больше, чем 
зимой), погодных условий - наибольшее количество пыли и, 
соответственно микроорганизмов приходится на сухую ветреную погоду, географического расположения предприятия, высоты забора воздуха и т. д. Особенно много микробов у поверхности земли, с высотой концентрация их убывает и становится постоянной на уровне около 30 м над землей [5]. 
Эта проблема решается за счет использования систем 
вентиляции с ламинарным потоком по всей площади помещения. В помещения нагнетают через отдельно расположенные в 
потолке диффузоры тщательно отфильтрованный и кондиционированный воздух, удаляя его через обратные воздуховоды, 
расположенные у пола по периметру комнаты (рис. 1.3) [6]. 
Помещения с ламинарными потоками - это такие помещения, в которых воздух подается по направлению к рабочей 
зоне через фильтры, занимающие всю стену или потолок, и удаляется через поверхность, противоположную входу воздуха. 
 
9 

 
 
Рис. 1.3. Схема помещения с ламинарным потоком [6] 
 
Ламинарный воздушный поток (ЛВП) - это контролируемый поток воздуха, который перемещает целый объем воздуха 
в пределах определенного пространства с одинаковой скоростью в одном направлении вдоль параллельных линий потока. 
Средняя скорость ЛВП 27,5 м/мин (0,45 м/сек). Различают вертикальные (ВЛП) и горизонтальные (ГЛП) ламинарные воздушные потоки. Ламинарный поток уносит из комнаты все взвешенные в воздухе частицы, поступающие от любых источников 
(персонал, оборудование и др.) [7]. 
Отечественным и зарубежным опытом показано, что 
технически и экономически оправданным в промышленности 
является способ очистки больших количеств воздуха на фильтрах с помощью волокнистых и пористых материалов. Для 
обеспечения требуемой чистоты воздуха в системах ВЛП и ГЛП 
применяются высокоэффективные фильтры типа НЕРА (High 
Efficiency Particulate Absorption или High Efficiency Particulate 
Air, что переводится как «высокоэффективное удержание взвешенных частиц в воздухе») (рис. 1.4). Это не бренд, а разновидность фильтров тонкой очистки, предназначенных для улавливания мелкодисперсных частиц в проходящем воздухе. 
 
10