借創(chuàng)新沖出“圍城”開創(chuàng)新紀元—美國康寧反應(yīng)器技術(shù)在中國步入新佳境

借創(chuàng)新沖出“圍城”開創(chuàng)新紀元

——美國康寧反應(yīng)器技術(shù)在中國步入新佳境

化工報記者 陳鴻應(yīng)

概念變產(chǎn)品，造福于醫(yī)藥化工研發(fā)和生產(chǎn)

歷經(jīng)160多年的風(fēng)雨，康寧憑借自己在特殊玻璃、陶瓷、光學(xué)物理領(lǐng)域的精湛專業(yè)知識，開發(fā)出了眾多創(chuàng)造新行業(yè)并改變?nèi)祟惿畹漠a(chǎn)品。

14年前，剛從杜邦公司來康寧執(zhí)掌CTO和Executive VP（首席技術(shù)官和執(zhí)行副總裁）的Joe Miller博士十分驚詫于康寧在玻璃和陶瓷領(lǐng)域卓越的表現(xiàn)和深厚的技術(shù)積累，在走訪康寧科學(xué)家時，Miller博士提出：康寧如此精湛的材料功底能否為醫(yī)藥化工行業(yè)設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新做點什么？Miller 博士在化學(xué)行業(yè)三十年，深知醫(yī)藥化工行業(yè)的發(fā)展，設(shè)備的創(chuàng)新已刻不容緩。發(fā)達國家迫于環(huán)保的壓力，往往轉(zhuǎn)移?；a(chǎn)品的生產(chǎn)到世界其它地區(qū)，但終究不是長久之計，只有創(chuàng)新才能做到可持續(xù)發(fā)展。

康寧的科學(xué)家們經(jīng)過反復(fù)的研究確定了微通道反應(yīng)器的創(chuàng)新方向。微通道反應(yīng)器，通道直徑小，能保證反應(yīng)液有非常好的混合也即反應(yīng)效率高；換熱面積大，反應(yīng)放出的熱量能及時移走以減少副反應(yīng)的發(fā)生而提高產(chǎn)品質(zhì)量；反應(yīng)持液量小，和傳統(tǒng)的反應(yīng)器相比，本質(zhì)上安全，避免惡性事故的發(fā)生；連續(xù)流自動化控制，減少人員，節(jié)省占地，整個工藝的操作費用大大降低。當時微通道反應(yīng)器的現(xiàn)狀還只是處于研究階段，微米級的通道，無法放大生產(chǎn)，只適用于一些簡單反應(yīng)的實驗室研究。

針對當時的現(xiàn)狀，康寧科學(xué)家在材料的選擇，反應(yīng)器加工的工藝及通道形狀的設(shè)計上做了大量的工作，終于在2006年推出了第一臺具有康寧心形專利設(shè)計的G1玻璃反應(yīng)器?？祵幉ＡХ磻?yīng)器不但具有極好的耐腐蝕性，能承受18公斤的安全操作壓力，而且具有透明可視性。獨特的心形結(jié)構(gòu)設(shè)計，突破了原有微米級通道反應(yīng)器低流速，不適宜含固體體系的瓶頸，為醫(yī)藥化工的放大生產(chǎn)提供了高效的解決方案?？祵幍膭?chuàng)新永無止境，在康寧G1玻璃反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)市場廣泛的需求，在過去的十年里，康寧已經(jīng)成功完成了從實驗室LF（每年5噸通量）和G1（每年80噸通量）工藝平臺開發(fā)到G3（每年1000噸通量）和G4（每年3500噸通量）的工業(yè)化示范的重要進程，而且康寧特種耐溫耐壓玻璃具備透明可視性，便于觀察反應(yīng)現(xiàn)象，提高了工藝的開發(fā)效率。2015年新推出的康寧特種碳化硅（SiC）陶瓷反應(yīng)器更具有特別強的耐腐蝕性能-遠遠勝過哈氏等合金材料，不僅能夠處理多種化學(xué)品腐蝕體系，而且適用于處理氟化工和高溫強堿體系。

革命性技術(shù) – 開啟高效精細化時代

“對傳統(tǒng)化工裝置而言，微通道反應(yīng)器是一項革命性的顛覆技術(shù)，將為化工產(chǎn)業(yè)開啟嶄新的高效精細化時代，為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升創(chuàng)新能力、實現(xiàn)綠色發(fā)展提供有效的技術(shù)手段。”這是2016年 11月21日由在南京召開的微通道反應(yīng)技術(shù)研討和產(chǎn)業(yè)化推進會上，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界代表共同發(fā)出的聲音。該會議由中國化工學(xué)會、中國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院和中橡聯(lián)合工程技術(shù)研究院共同主辦。中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會原會長李勇武在致辭中表示：“微化學(xué)工程與技術(shù)是當前化工行業(yè)科技創(chuàng)新的熱點和重點之一，將開啟高效精細化工的新時代。微通道反應(yīng)器對傳統(tǒng)化工裝置而言是革命性的顛覆，被認為是21世紀化工產(chǎn)業(yè)的革命性技術(shù)。”

    康寧反應(yīng)器技術(shù)全球業(yè)務(wù)總監(jiān)、亞洲新產(chǎn)業(yè)開發(fā)總監(jiān)姜毅博士介紹說，康寧高通量-微通道AFR®反應(yīng)器技術(shù)一經(jīng)推出，在全球醫(yī)藥和化工領(lǐng)域引起了強烈的反響。美國FDA多次聲明對連續(xù)流動制造的支持，曾聯(lián)合多家企業(yè)及研究機構(gòu)以康寧反應(yīng)器為基礎(chǔ)對連續(xù)流工藝進行深入研究，提出了“質(zhì)量源于設(shè)計QbD”的理念，同時積極倡導(dǎo)各大藥企走連續(xù)流動制造之路。美國食品醫(yī)藥管理局（FDA）2016年4月8日正式批準了Jensen公司位于波多黎各的工廠,采用連續(xù)生產(chǎn)工藝(Continuous Manufacturing Production)來生產(chǎn)的，用于治療HIV-1感染的600mg規(guī)格的Prezista（darunavir，地瑞那韋片）。2016年12月9日美國能源部宣布通過美國化學(xué)工程師協(xié)會（AIChE）資助新成立的RAPID研究院7000萬美元用于加速模塊化工藝強化（Modular Process Intensification），項目總投資高達1.4億美元。 康寧反應(yīng)器技術(shù)很榮幸作為微反應(yīng)器的供應(yīng)商被選參與該國家級項目。目前康寧反應(yīng)器技術(shù)在歐美已建有多套連續(xù)流生產(chǎn)裝置，正在為醫(yī)藥化工的綠色化生產(chǎn)發(fā)揮著積極的作用。

康寧反應(yīng)器技術(shù)進入中國6年以來，在國內(nèi)醫(yī)藥合成，農(nóng)藥合成和精細化工領(lǐng)域受到了廣泛青睞，已經(jīng)在多家企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)裝置上實現(xiàn)應(yīng)用，為國內(nèi)傳統(tǒng)化工行業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)過程帶來了顛覆性的創(chuàng)新。微反應(yīng)器技術(shù)的創(chuàng)新性和先進性也越來越得到醫(yī)藥化工界的認可。

用心做反應(yīng)-人才技術(shù)齊創(chuàng)新

    一項“顛覆性”創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展離不開非常關(guān)鍵的“思維方式”的創(chuàng)新和改變（mindset change）。也就是說，將“顛覆性”創(chuàng)新發(fā)揮出它的“潛在”效能，需要一批或一代具有創(chuàng)新思維能力的人才。早在2009年，以麻省理工學(xué)院為代表的歐美多所重點大學(xué)的化學(xué)和化工系領(lǐng)導(dǎo)注意到了這一趨勢，并在有關(guān)科研，大學(xué)生和研究生教學(xué)項目中引入康寧AFR技術(shù)和設(shè)備，旨在培養(yǎng)全球醫(yī)藥和化工領(lǐng)域急需的微通道連續(xù)流化學(xué)合成人才。去年五月麻省理工學(xué)院化學(xué)系主任 Tim Jamison教授在接受In-Pharma Technologist雜志采訪時就表示：“現(xiàn)在，連續(xù)流化學(xué)并沒有成為普通高?；瘜W(xué)專業(yè)課程和培訓(xùn)課程的一部分。盡管有些高校已經(jīng)意識到培養(yǎng)連續(xù)流人才的重要性，我們不解決這一問題，行業(yè)在未來的連續(xù)制造進程中就會面臨這一技能的缺乏”。Jamison 教授為此專門成立了一家公司：Snapdragon Chemistry，旨在幫助企業(yè)通過專業(yè)化平臺進入“連續(xù)流化學(xué)”領(lǐng)域?？祵幏磻?yīng)器技術(shù)今年早些時候已宣布了和Snapdragon Chemistry在AFR連續(xù)流應(yīng)用領(lǐng)域的合作。“正因為工業(yè)界對該技能的需要強勁，（相信）教育屆和培訓(xùn)機構(gòu)會做出相應(yīng)的改變來滿足行業(yè)的這一需求”Jamison教授接著說。

康寧自2009年起，已經(jīng)和10多所歐美名校建立了連續(xù)流微通道反應(yīng)器應(yīng)用發(fā)展合作關(guān)系，為了加快連續(xù)流化學(xué)合成技術(shù)在國內(nèi)的普及，培養(yǎng)更多的微反應(yīng)器連續(xù)流合成方面的人才以適應(yīng)越來越強勁的市場需求?？祵帟?/font>2017年第一季度會推出一款用于科研實驗室和院校課堂的全新連續(xù)流化學(xué)入門系統(tǒng)，重在幫助直觀，方便，快捷的連續(xù)流化學(xué)技能的培養(yǎng)，使更多的研究院所科研人員和大專院校學(xué)生盡快掌握這一熱門技術(shù)，滿足日益增長的企業(yè)需求。并旨在幫助國內(nèi)的高校和研究院所建立國際連續(xù)流化學(xué)交流平臺?？祵?/font>AFR® Lab-Flow 反應(yīng)器系統(tǒng)不但設(shè)計新穎，操作方便，性價比在同類產(chǎn)品中具有很強的競爭力，而且系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果能夠有效地用于工藝放大。配合該款反應(yīng)器系統(tǒng)的推廣，康寧將結(jié)合多年與歐美高校合作的經(jīng)驗，為引入康寧AFR® Lab-Flow反應(yīng)器的院校同步提供配套教材及人才交流和培養(yǎng)計劃。