讓我們一同了解,，巴斯夫如何與康寧®Advanced-FlowTM反應器技術(shù)合作,，成功地將農(nóng)用化學品領(lǐng)域的一種創(chuàng)新型化學品，從實驗室階段順暢地過渡到中試規(guī)模,，更在僅僅八周的時間里,，就生產(chǎn)出了數(shù)百公斤的這種新穎化合物。
通過Corning新設(shè)立的業(yè)務部門AFPT,，康寧團隊充分利用公司的服務優(yōu)勢,，為巴斯夫提供了專業(yè)的化學制造、統(tǒng)計分析和連續(xù)流動技術(shù)支持,，不僅滿足了客戶的需求,，更充分展示了AFR的性能。
近期，巴斯夫在其實驗室中,，借助康寧的AFR低流量反應器,，成功開發(fā)了一種包含硝化步驟的新型化學合成工藝。在完成這一創(chuàng)新工藝的開發(fā)后,，巴斯夫期望能找到一種快速方案,，以便在短短八周內(nèi)快速實現(xiàn)工藝的規(guī)模化,，并生產(chǎn)出300公斤的新型化合物,，為下游工藝和深入評估做好準備。
圖1 巴斯夫和康寧AFR合作， 為農(nóng)化行業(yè)無縫放大生產(chǎn)一種新的化學品合成工藝
在短短四周內(nèi)放大具有挑戰(zhàn)性的硝化工段
采用傳統(tǒng)的間歇釜式生產(chǎn)方法生產(chǎn)大量新型化合物可能具有不確定性,，并且耗時較長，因為需要投入大量精力來全面優(yōu)化該流程,，以確保能夠持續(xù)生產(chǎn)出與初步實驗室規(guī)模反應相匹配的高質(zhì)量產(chǎn)品。此外，生產(chǎn)過程中包含的硝化步驟需要極其精細的控制,。硝化反應具有強烈的放熱性，需要在整個過程中對混合和溫度進行精確管理——而流動化學技術(shù)非常適合應對這些挑戰(zhàn),。
在四周內(nèi)生產(chǎn)300公斤新型化合物
相較于傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)，流動化學技術(shù)不僅采用了更為安全的技術(shù)手段,，而且能夠在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)大量新型化合物的無縫放大生產(chǎn),。
為了更好地理解化學開發(fā)過程,，康寧AFR團隊在AFR低流量反應器上重復了巴斯夫的初步結(jié)果。然后,，該團隊制定了一個實驗設(shè)計(DOE)計劃,，以在康寧G1反應器中優(yōu)化該新工藝。DOE優(yōu)化計劃旨在尋求停留時間,、摩爾比和反應溫度優(yōu)化,，這些因素都對最終化合物的產(chǎn)能和生產(chǎn)成本產(chǎn)生直接影響?；谶@些知識,，康寧團隊開發(fā)了一個數(shù)學模型并模擬了新的生產(chǎn)工藝,。
憑借多年來從數(shù)百個已安裝的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)中獲得的專業(yè)知識，該團隊為這一新工藝創(chuàng)建了一個優(yōu)化配置,，該配置需要兩個康寧G1SiC流體模塊進行反應,，并需要一個額外的G1SiC流體模塊進行快速淬滅。然后,，康寧團隊使用巴斯夫認可的參數(shù)實時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量,。
圖2：最終裝置設(shè)置需要兩個康寧G1模塊用于反應和一個模塊用于快速淬滅,。
圖3：通過響應曲面法驗證了新工藝的全 面優(yōu)化
康寧與巴斯夫利用康寧的G1生產(chǎn)系統(tǒng),，在四周內(nèi)高效交付了一個優(yōu)化工藝。聯(lián)合團隊利用這一優(yōu)化工藝生產(chǎn)了300公斤新型化合物以供評估,，與實驗室規(guī)模的試驗相比,，收率提高了約4%。與間歇釜式生產(chǎn)相比,，使用AFR系統(tǒng)生產(chǎn)的最終化合物的純度要高出幾個百分點,，并且具有更好的穩(wěn)定性,。此外，AFR團隊通過數(shù)學模型驗證了優(yōu)化結(jié)果,，還囊括了基于響應曲面法的統(tǒng)計分析,。康寧團隊能夠證明,，數(shù)學模型對起始物料和產(chǎn)品的理論預測和實際結(jié)果差異小于1%,，這直接實現(xiàn)了團隊的目標。
與實驗室開發(fā)階段相比,，利用本質(zhì)上更安全的連續(xù)流動技術(shù),，康寧按時生產(chǎn)了數(shù)百公斤巴斯夫的新型化合物，并且產(chǎn)量有所提高,。盡管還有很多工作要做,，但康寧和巴斯夫慶祝了這一成功，并正在共同努力探索更多合作機會,。
康寧連續(xù)制藥和巴斯夫團隊合影
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