华北制药与清华大学联合攻关微反应器技术 抗生素生产,实现全流程重构
在华北制药河北华民药业有限责任公司实验室,研发人员手持取样勺,小心地取出样品并进行精准称量、溶解,对用微反应技术制备出的样品进行测试。看到聚合物杂质峰明显小了很多,华民公司研发中心科研管理部经理杨梦德兴奋之情溢于言表。
杨梦德全程参与了头孢类产品微反应器工艺改造。他介绍,在反应过程中,多种物质需快速混合均匀,即“传质”;由于温度差引起的热量传递过程,即“传热”。
“微反应技术把‘中规中矩’变成‘精雕细琢’。”杨梦德介绍,高精度环管式膜分散微反应器使多种物料实现了微米级混合,并在数智控制加持下,实现化学反应的精准控制。6微米以下的液滴、10毫秒以内的混合时间,使物料在连续流动中瞬间混合、瞬时反应,彻底解决传质传热效率低问题。
把实验室的高精尖技术落地为百吨级工业化产能,绝非易事。“最难的是极端温控攻关,零下40℃工况下要实现±1℃精准控温。差之毫厘,药品质量就谬以千里。”杨梦德回忆,2023年,华民公司科研团队和清华大学专家团队并肩作战,每天重复上百次实验,记录数千组数据。有一次,连续一周实验数据偏差超标,大家守在微反应器旁,逐寸排查管路、逐秒分析反应节奏,最终成功锁定最佳反应参数。
双方团队通力合作,摒弃增加微通道数量的传统思路,改用扩大膜分散面积实现产能跃升,使用对称环形结构攻克平面流场易出现分布不均的工程难题,如同乐高积木灵活拼接,攻克了微反应器从小试到工业化放大的核心瓶颈。新技术上线运行后,同等产能条件下换热面积增加近70倍,传热效率显著增强。
