一种酶法合成阿莫西林的整套小型装置的制作方法

本实用新型属于制药工程与技术生产过程中所用教学教具的技术领域，特别是涉及一种酶法合成阿莫西林的整套小型装置。

背景技术：

阿莫西林属于第二代青霉素的主要抗生素药物品种。目前，阿莫西林的合成主要有化学法和酶法两种工艺。化学法反应步骤多且条件苛刻，溶媒回收困难、合成设备投入大、能耗水平高。而酶法生产阿莫西林是6-apa和d-对羟基苯甘氨酸甲酯盐酸盐经固化青霉素酰化酶催化合成阿莫西林、再经重结晶、离心、干燥得到阿莫西林成品。酶法阿莫西林制备过程环保，不使用任何溶媒，有利于保护环境和职业健康。

近几年，国内酶法合成阿莫西林的生产工艺研发课题日益增多，研究的方向主要集中在工艺和生产装置上，与实际生产关系密切，但是对制药工程与技术相关专业的学生来讲，在学习中很难参与实际生产中的开机、停机、故障处理等操控练习，得不到实际的锻炼，难以满足高校培养的学生与企业需求零距离对接的要求。为了改善这一现象，国家积极推广实践教学和职业技能大赛，通过提升全国职业院校技能大赛服务产业发展和专业建设的能力，对接国家教学标准提出的有关专业或专业群综合核心技术技能和职业素养，适应经济与产业发展需求，展示职教改革成果及师生良好精神面貌，实现缩短学校教学与实际生产的距离，达到充分发挥地方职教资源、产业，推动全国职业教育的交流、学习、借鉴的赛项设计和实践教学的目的。现有职业教育中实践教学和职业技能大赛中缺少适宜的酶法合成阿莫西林装置，难以使学生直观的观察酶法合成阿莫西林的生产工艺流程和反应现象，也不利于学生将书本知识与实际生产结合起来，学以致用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种酶法合成阿莫西林的整套小型装置，以酶法合成阿莫西林工艺为基础，使学生能够直观的观察酶法合成阿莫西林的生产工艺流程和反应现象，利于学生将书本知识与实际生产结合起来，学以致用，以实现推动全国化学制药专业职业教育的交流、学习、借鉴的赛项设计和实践。

为实现上述目的，本实用新型提供一种酶法合成阿莫西林的整套小型装置，包括反应罐、结晶罐、抽滤罐、废液罐、真空系统、静音压缩空气系统、热水循环系统、冷冻水循环系统和控制系统；反应罐和结晶罐的顶部和底部均为不锈钢，顶部和底部之间的罐体为透明钢化玻璃，罐外均配套有外夹层换热器，罐内均设置有测温热电阻、ph电极和搅拌装置；反应罐的顶部设置有加料口、投料口和酸液滴加器，底部设置有排料口；结晶罐的顶部设置有进料口和碱液滴加器，底部设置有排料口，结晶罐顶部的进料口通过料管与反应罐底部的排料口连接，结晶罐底部的排料口通过料管与抽滤罐的进料口连接；抽滤罐内设置有滤盘，进料口位于滤盘上方，出液口位于滤盘下方，出液口通过废液管与废液罐的进液口连接，废液管上设置有隔膜泵；热水循环系统用于向反应罐的外夹层换热器提供热水；冷冻水循环系统用于向结晶罐的外夹层换热器提供冷水；静音压缩空气系统包括静音空气压缩机和压缩空气管；连接静音空气压缩机和反应罐的压缩空气管上以及连接所述静音空气压缩机和结晶罐的空气压缩管上均设置有阀门；真空系统包括真空泵以及连接真空泵和抽滤罐上真空接口的真空气管；控制系统分别与热水循环系统、冷冻水循环系统、测温热电阻、ph电极、搅拌装置、酸液滴加器、碱液滴加器、隔膜泵、静音空气压缩机、阀门和真空泵电性连接。

进一步地，上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置，还包括超纯水系统。

进一步地，控制系统为基于西门子s7200plc为控制核心的现场控制器。

进一步地，上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置，还包括第一平台和第二平台；控制系统和第一平台均放置在第二平台上；反应罐、结晶罐、抽滤罐和废液罐放置在第一平台上；第一平台上设置有置物栅格。

进一步地，第一平台的底面设置有支撑脚。

进一步地，第一平台和第二平台均由不锈钢制成。

本实用新型的有益效果是：

上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置，以酶法合成阿莫西林工艺为基础，取代了单纯的实验室操作的教学方式，再现了工业生产中各环节之间的影响，使学生能够直观的观察酶法合成阿莫西林的生产工艺流程，通过透明的钢化玻璃可以观察反应罐和结晶罐内的反应现象，利于学生将书本知识与实际生产结合起来，学以致用，合理的利用本装置可以促进职业教育产教融合的发展，促进了职业教育中以赛促学的发展，利于以实现推动全国化学制药专业职业教育的交流、学习、借鉴的赛项设计和实践。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的酶法合成阿莫西林的整套小型装置的主视图；

图2为图1所示酶法合成阿莫西林的整套小型装置的俯视图。

图中：1-反应罐；2-结晶罐；3-抽滤罐；4-废液罐；5-真空系统；6-静音压缩空气系统；7-热水循环系统；8-冷冻水循环系统；9-控制系统；10-超纯水系统；11-第一平台；11.1-支撑脚；12-第二平台。

具体实施方式

本实施例提供一种酶法合成阿莫西林的整套小型装置，包括反应罐1、结晶罐2、抽滤罐3、废液罐4、真空系统5、静音压缩空气系统6、热水循环系统7、冷冻水循环系统8和控制系统9；反应罐1和结晶罐2的顶部和底部均为不锈钢，顶部和底部之间的罐体为透明钢化玻璃，以便于观察罐内反应现象，罐外均配套有外夹层换热器，罐内均设置有测温热电阻、ph电极和搅拌装置；反应罐1的顶部设置有加料口、投料口和酸液滴加器，底部设置有排料口；结晶罐2的顶部设置有进料口和碱液滴加器，底部设置有排料口，结晶罐顶部的进料口通过料管与反应罐1底部的排料口连接，结晶罐2底部的排料口通过料管与抽滤罐3的进料口连接；抽滤罐3内设置有滤盘，进料口位于滤盘上方，出液口位于滤盘下方，出液口通过废液管与废液罐4的进液口连接，废液管上设置有隔膜泵；热水循环系统7用于向反应罐1的外夹层换热器提供热水；冷冻水循环系统8用于向结晶罐2的外夹层换热器提供冷水；静音压缩空气系统6包括静音空气压缩机和压缩空气管；连接静音空气压缩机和反应罐1的压缩空气管上以及连接静音空气压缩机和结晶罐2的空气压缩管上均设置有阀门；真空系统5包括真空泵以及连接真空泵和抽滤罐3上真空接口的真空气管；控制系统9分别与热水循环系统7、冷冻水循环系统8、测温热电阻、ph电极、搅拌装置、酸液滴加器、碱液滴加器、隔膜泵、静音空气压缩机、阀门和真空泵电性连接。

上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置使用步骤如下所述：

步骤一、通过反应罐1的加料口加入固化青霉素酰化酶，控制系统9控制热水循环系统7启动，热水循环系统7向反应罐1的外夹层换热器提供热水，提供固化青霉素酰化酶适宜的温度，控制系统9通过反应罐1内的测温热电阻检测反应罐内的温度，并根据检测值调节热水循环系统7的温度，至反应罐1内的测温热电阻的检测值达到活化温度预设值，控制系统9通过反应罐1内的ph电极检测反应罐内的ph值，并根据检测值通过酸液滴加器滴加盐酸（可通过控制系统9控制或手动控制）调节ph值，至反应罐1内的ph电极的检测值达到活化ph值预设值，完成固化青霉素酰化酶的活化；

步骤二、通过反应罐1的投料口加入用纯水溶解的6-apa和d-对羟基苯甘氨酸甲酯盐酸盐，控制系统9通过反应罐1内的测温热电阻检测反应罐1内的温度，并根据检测值调节热水循环系统7的温度，至反应罐1内的测温热电阻的检测值达到反应温度预设值，控制系统9通过反应罐1内的ph电极检测反应罐内的ph值，并根据检测值通过酸液滴加器滴加盐酸调节ph值，至反应罐内的ph电极的检测值达到反应ph值预设值，控制系统9控制搅拌装置进行搅拌反应，生产阿莫西林，反应结束后，通过酸液滴加器滴加盐酸，将过量的d-对羟基苯甘氨酸甲酯盐酸盐溶解使溶液变清亮，然后控制系统9启动静音空气压缩机，并打开连接静音空气压缩机和反应罐1的压缩空气管上的阀门，用压缩空气将溶液压入结晶罐2进行下一步操作；

步骤三、控制系统9控制冷冻水循环系统8启动，冷冻水循环系统8向结晶罐2的外夹层换热器提供冷水，控制系统9通过结晶罐2内的测温热电阻检测结晶罐2内的温度，并根据检测值调节冷冻水循环系统8的温度，至结晶罐2内的测温热电阻的检测值达到结晶温度预设值，通过碱液滴加器滴加氨水调节ph值，使阿莫西林在溶液中达到过饱和而结晶析出，晶核达到理想数量后养晶，使晶体形成具有一定大小和晶体结构的阿莫西林固体；

步骤四：控制系统9启动静音空气压缩机，用压缩空气将固液混合物压入抽滤罐3的滤盘上，控制系统9启动真空泵进行抽滤，实现固液分离，废液用隔膜泵打入废液罐，抽滤结束后，取出滤饼进行烘干、称重、检验和验收。

进一步地，上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置，还包括超纯水系统10，以提供超纯水用于配制药液及清洗反应罐1、结晶罐2、抽滤罐3和废液罐4内部。

进一步地，控制系统9为基于西门子s7200plc为控制核心的现场控制器。首次将集成化固态继电器应用于该行业作为控制执行部件，并采用独特的外形设计和更合理的操作尺寸，对于系统操作者来说更为人性化，不但能实时记录整个实验过程数据也能实时控制反应罐1和结晶罐2的搅拌速度、ph、温度、阀门的开关、压力，以及抽滤罐3的进料量、压力、液位等相关过程参数。本实施例中，反应罐1、结晶罐2、抽滤罐3、废液罐4、真空系统5、静音压缩空气系统6、热水循环系统7、冷冻水循环系统8和超纯水系统10均能从市场上购置或根据已有的产品定制不同型号。

进一步地，上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置，还包括第一平台11和第二平台12；控制系统9和第一平台11均放置在第二平台12上；反应罐1、结晶罐2、抽滤罐3和废液罐4放置在第一平台上11；第一平台11上设置有置物栅格用于放置药品和辅助工具。

进一步地，第一平台11的底面设置有支撑脚11.1。

进一步地，第一平台11和第二平台10均由不锈钢制成。

上述酶法合成阿莫西林的整套小型装置，实现了酶法合成阿莫西林在职业教育、职业技能大赛、科研的应用，而且取代了单纯的实验室练习和操作，很好的再现了操作过程中各工艺参数、物料性质、操作等方面的相互影响，达到教学、大赛、认知更符合实际生产的功效。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。