(2020)（工艺技术）咖啡因工艺规程

目录一、产品概述.1二、原辅材料、包装材料规格及标准.3三、化学反应过程及生产流程图.4四、工艺过程.9五、生产工艺和质量控制检查、中间体和成品质量标准.18六、技术安全与防火.20七、综合利用与“三废”治理.32八、操作工时与生产周期.34九、劳动组织与岗位定员.35十、设备一览表及主要设备生产能力.36十一、原材料、动力消耗定额和技术经济指标.43十二、物料平衡.45十三、附录.48十四、附页.50咖啡因工艺规程一、 产品名称及概述（一） 产品名称通用名称咖啡因，亦称咖啡碱化学名称1，3，7-一三甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2，6-二酮。英文名称Caffeine（二） 化学结构式H2O无水咖啡因含水咖啡因（三）分子式与分子量无水咖啡因C8H10N4O2194.19含水咖啡因C8H10N4O2H2O212.21(四)理化性质外观含水咖啡因为白色或带极微黄绿色有丝光的针状结晶或粉末，无水咖啡因为白色或带极微黄色的结晶或粉末。味道无臭，味苦。溶解度在热水或氯仿中易溶，在水、乙醇或丙酮中略溶，在乙醚中微溶。水20（1：60），80（1：6）。乙醇（1：26），60（1：25）。丙酮（1：80）。乙醚（1：60）。氯仿（1：6）。风化性与升华性现象本品在热水中重结晶为含1分子水的结晶。露置于干燥空气中能失去部分结晶水，受热后（常压下100）可完全失去结晶水而成无水咖啡因，具风化性；本品在100时即有升华现象，一般在130-200范围内升华，180升华最快，384部分分解。熔点234-239。酸碱性本品1%水溶液pH=5.5-6.9。咖啡因的碱性依次大于可可豆碱（3，7-二甲基黄嘌呤）和茶碱，但其碱性仍极弱，不易和酸结合成盐，即使成盐（例如它的盐酸盐）也极不稳定，溶于水或醇中立即分解又转变为游离咖啡因和酸。但它和有机酸及其盐类生成复盐很稳定，易溶于水，从而用于医药，如苯甲酸钠咖啡因、水杨酸钠咖啡因等。咖啡因与稀氢氧化钠溶液温热，与石灰或浓氢氧化钡共煮时都可分解成为咖啡亭。鉴别反应1 取本品约10mg,加盐酸1ml与氯酸钾0.1g，置于水浴上蒸干，残渣遇氨气即显紫色；再加氢氧化钠试液数滴，紫色即消失。2.取本品的饱和水溶液5ml，加碘试液5滴，不生成沉淀;再加稀盐酸3滴，即生成红棕色沉淀，并能在稍过量的氢氧化钠试液中溶解。3.本品的红外吸收光谱应与对照的图谱（光谱集250图）一致。（五） 药理作用和临床用途本品为中枢兴奋药，兴奋呼吸中枢及血管运动中枢，用于中枢性呼吸循环功能不全。本品在医疗上除单独作中枢兴奋药外，与多种解热药合用，作成复方制剂供临床使用。国外还大量用于作饮料添加剂，如可口可乐等。近年来，咖啡因也应用于其它新领域里，如用作食品添加剂、粘合剂添加剂、腐蚀抑制剂、饲料添加剂、复印感光剂及用于电镀印刷电路等。（六）质量标准内销咖啡因：按中国药典2005年版（ChP2005）。外销咖啡因：按英国药典2005年版（BP2005）、欧洲药典第5版（EP5）、美国药典第30版（USP30）和日本药局方第14版（JP14）。（七）包装要求1.出厂咖啡因分出口BP2005、USP30、JP14及内销ChP2005等几种质量标准。2.出口咖啡因：外用胶纸桶（每桶装25kg、50kg），内衬2层聚乙烯塑料袋。封盖并加塑料销封桶。桶外标识有2种。1） 粘贴标签。标签内容一种全部使用英文，内容：CaffeineAnhydrous,Specifications:,BatchNo.:,Netweight:,Grossweight:,ManufacturingDate:,Validuntil:,Storage:keptinawell-closedcontainerTIANJINZHONGANPHARMACEUTICALCO.,LTD.,MadeinChina。另一种标签内容根据客户要求制定。2）桶面直接印刷内容：中英文对照（或客户要求的它国文字）产品名称（无水咖啡因）、质量标准（符合药典版本）、“中国制造”字样、毛重、净重、出厂批号，以及联合国危险货物运输委员会危险物质编号标志（un，UnitedNations）、包装材料生产商编号。桶上需填写的数字一律用油漆及阿拉伯数字书写。按客户要求用瓦楞纸箱（每箱装25kg），内衬2层聚乙烯塑料袋。箱外粘贴标识内容同胶纸桶。纸箱扣盖，外加六道白色打包带紧固（上、下、侧三面各两道）。按客户要求用加密塑料编织袋（每袋500kg），连体塑料绳上下系口。袋外根据客户要求印有产品名称（咖啡因）、批号、生产日期、净重、毛重、天津中安药业有限公司及对应条形码。两袋上下堆码，外扎一层聚乙烯塑料袋，下置木质托盘。按客户要求，外用一层塑料纺织袋复合牛皮纸袋（每袋25kg），内衬一层聚乙烯塑料袋。聚乙烯袋用尼龙带锁扣扎口，复合袋用手持式缝纫机缝合，封口外贴牛皮纸胶带。外贴标识内容同胶纸桶。3.内销咖啡因：胶纸桶装，每桶25kg，内衬2层聚乙烯塑料袋，桶内放合格证，桶外标签需印填如下项目：1）桶外标签：产品名称（咖啡因）（中英文对照）、批准文号、执行标准、产品批号、包装规格、毛重、生产日期、有效期：至、贮藏：遮光，密封保存、天津中安药业有限公司、天津市西青区复康路188号。左上角和右上角分别为精神药品标志及注册商标。2）合格证：天津中安药业有限公司合格证，内容包括日期（年月日）、产品名称、产品批号、包装规格、质量标准、包装人和检验人。（八）批量1000kg/批；根据客户要求制定批量。（九）贮藏密封保存。二、原辅料、包装材料规格及质量标准序号名称规格及质量标准1尿素白色颗粒，总氮量46.0%以上，缩二脲1.50以下，水分1.0%以下2一甲胺无色澄明液体，一甲胺含量在40.0%以上3氯乙酸白色或微黄色结晶，含量96.5%以上，二氯乙酸2.0%以下4碳酸钠白色结晶性粉末，含量98.1%以上（以湿基计）5液体氰化钠无色或浅黄色透明液体，氰化钠含量30.0%以上，氢氧化钠含量0.20%以下，碳酸钠含量0.40%以下6盐酸浅黄色发烟的澄明液体，含量31.0%以上7乙酸酐无色液体，含量98.0%以上8液体氢氧化钠类白色半透明稠状液体，含量30.0%以上9亚硝酸钠白色或微带淡黄色结晶性粉末，含量98.0%以上10硫酸无色油状液体，含量92.5%以上；98.0以上11铁粉灰色微有光泽的重质粉末，表面无铁锈、油泥，放氢量135ml/g，细度85%以上过80目筛，含量80.0%以上12氯化钠无色透明结晶，含量95.0%以上13甲酸无色透明液体，含量85.0%以上14硫酸二甲酯无色透明液体，含量98.0%以上，酸度1.0%以下15高锰酸钾黑紫色细长有金属光泽的棱形结晶，含量99.0%以上16活性炭黑色细微粉末。湿品：氯化物0.1%以下，水份60.0%以下。对1亚甲蓝溶液吸附力19.0ml/0.1g以上（湿品）、18.5ml/0.1g以上（干品）。17氯仿无色澄明液体，相对密度1.473-1.490g/ml（20），含量97.0%以上18260号溶剂油无色透明液体，相对密度0.810g/ml（20），初馏点不低于195，干点260。19硫酸亚铁工业用20喹啉、异喹啉透明液体，沸程220-24021饮用水符合GB5749-85、ChP2005标准规定22纯化水符合ChP2005、EP5标准规定23胶纸桶25kg，343500（角粒）；383480（无水）；383530（有水）50kg，433730；460670；373715（颗粒）24瓦楞纸箱25kg25塑料编织袋25kg复合塑料编织袋；500kg复合塑料纺织袋26低密度聚乙烯塑料袋25kg胶纸桶；50kg胶纸桶；25kg瓦楞纸箱25kg复合塑料编织袋；500kg集装袋三、化学反应过程及生产流程图（一）化学反应过程1.二甲脲H2NCONH2+2CH3NH2CH3NH2CO+2NH3尿素一甲胺二甲脲氨60.0631.0688.1117.032.中和2ClCH2COOH+Na2CO32ClCH2COONa+H2O+CO2氯乙酸碳酸钠氯乙酸钠水二氧化碳94.50105.99116.4818.0144.013.氰化ClCH2COONa+NaCNCNCH2COONa+NaCl氯乙酸钠氰化钠氰乙酸钠氯化钠116.4849.01107.0458.444.酸化CNCH2COONa+HClCNCH2COOH+NaCl氰乙酸钠盐酸氰乙酸氯化钠107.0436.4685.0658.445.缩合CNCH2COOH+（CH3NH）2CO+（CH3CO）2OCNCH2CONCH3CONHCH3+2CH3COOH氰乙酸二甲脲乙酸酐二甲基氰乙酰脲醋酸85.0688.11102.09155.1560.056.环合CNCH2CONCH3CONHCH3二甲基氰乙酰脲1,3-二甲基-4-氨基尿嘧啶（DM.4AU）155.15155.157.亚硝化+NaNO2+H2SO4+Na2SO4+H2O1,3-二甲基-4-氨基尿嘧啶亚硝酸钠硫酸1,3-二甲基-4-氨基-硫酸钠水（DM.4AU）5-亚硝基尿嘧啶（DM.NAU）155.1569.0098.09185.16142.0418.028.还原2+3Fe+2H2O2+Fe3O41,3-二甲基-4-氨基-铁水1,3-二甲基-4，5-四氧化三铁5-亚硝基尿嘧啶（DM.NAU）二氨基尿嘧啶（DM.DAU）185.1655.8518.02170.17231.539.酰化+HCOOH+H2O1,3-二甲基-4，5-甲酸1，3-二甲基-4-氨基-5-水二氨基尿嘧啶（DM.DAU）甲酰氨基尿嘧啶（DM.FAU）170.1746.03198.1818.0210.闭环+NaOH+H2O1，3-二甲基-4-氨基-5-氢氧化钠茶碱钠盐水甲酰氨基尿嘧啶（DM.FAU）198.1840.00202.1518.011.甲化+CH32SO4+CH3NaSO4茶碱钠盐硫酸二甲酯咖啡因甲基硫酸钠202.15126.56194.19134.09（二）工艺流程图碳酸钠氯乙酸饮用水中 和液体氰化钠盐酸一甲胺饮用水环 合氢氧化钠