Společnost Shenshi Microfluidics uvedla na trh multifunkční řešení pro kontinuální průtok na platformě pro pilotní základny

Dne 5. září skončil v mezinárodním výstavním centru v Suzhou 8. ročník veletrhu farmaceutického průmyslu CMC-CHINA. Během výstavy se stánek společnosti Shenshi Microfluidics setkal se skupinou průmyslových partnerů, kteří se zajímali o pilotní testy kontinuálního proudění. Diskuse na místě se zaměřily na opětovné použití zařízení a adaptaci procesů. Na výstavě byla oficiálně představena multifunkční platforma pro pilotní testy kontinuálního proudění montovaná na kluzných lištách. Prostřednictvím fyzických expozic, tematických živých přenosů a prezentací na fórech bylo plně demonstrováno řešení pilotního zařízení kontinuálního proudění, přizpůsobené pro pilotní základny.

I. Konfigurace vybavení pilotní základny: Výzva spočívá ve „flexibilitě“

Poté, co výzkum a vývoj procesů vstoupí do pilotní fáze, se typy projektů a procesní postupy stávají rozmanitějšími. Konfigurace zařízení musí vyvážit validaci pro probíhající projekty a využití pro následné projekty. V této fázi se vyskytují tři typy problémů:

Obtíže s finalizací konfigurace zařízení. Když se změní procesní podmínky, může být nutné rekonfigurovat potrubí, napájecí systémy a jednotky výměníků tepla. Pevná zařízení budou vyžadovat opětovnou instalaci, uvedení do provozu a dokonce i úpravy. Vybavení specializovanou sadou zařízení pro každý samostatný proces vede ke zvýšení kapitálových investic a zároveň ke zvýšení počtu nečinných zařízení.

Jedna sada zařízení se obtížně přizpůsobuje různým procesům. Projekty se liší typy reakcí, skupenstvím materiálů, stejně jako teplotou, tlakem a dalšími provozními podmínkami. Jeden reaktor a pevné uspořádání zařízení nemohou odpovídat různým procesním postupům.

Při rozšíření z laboratorního na pilotní měřítko je nutné provést opětovné ověření procesních podmínek. Se zvýšenou propustností materiálu a velikostí zařízení je třeba opětovně ověřit přenos tepla a hmoty, dopravu materiálu, regulaci teploty a stabilitu nepřetržitého provozu. U silně exotermických, tepelně citlivých, vícefázových reakcí a reakcí s vysokými požadavky na selektivitu je nutná další validace teploty, tlaku a dalších parametrů.

II. Jedna plošina montovaná na lyžiny, tři cíle pro splnění požadavků

Platforma se skládá z podávacích plošin, reakčních plošin, výměníků tepla a řídicího systému. Každá funkční jednotka je nezávisle konfigurována a lze ji kombinovat pro použití podle procesních požadavků.

1. Modulární konstrukce lišt pro snížení duplicitní konstrukce

Odpovídající jednotky lze upravit, když se změní procesní podmínky, což eliminuje nutnost přestavby celého systému. Při spuštění nových projektů lze funkční jednotky znovu sestavit tak, aby splňovaly procesní požadavky, což snižuje opakovanou instalaci, uvádění do provozu a úpravy a snižuje míru prostojů zařízení.

Dávkovací jednotka je vybavena dávkovacími čerpadly, hmotnostními průtokoměry, pojistnými ventily a dalšími komponenty. Podporuje dávkování kapalin, plynů a kalů a na základě charakteristik materiálu lze vybírat různé smáčené materiály. Tepelný výměník je vybaven integrovaným termostatem, který pokrývá teplotní rozsah od -40 °C do 250 °C s přesností regulace ± 0,5 °C . Volitelně je k dispozici jedna nebo dvě teplotní zóny. Distribuovaný integrovaný řídicí systém lze integrovat do odpovídajících modulů nebo jej vytvořit jako nezávislý modul, který podporuje ukládání dat, analýzu trendů a generování reportů.

2. Více konfigurací reaktorů pro výběr specifický pro daný proces

Reakční skidy mohou být vybaveny mikrokanálovými reaktory, trubkovými reaktory, dynamickými trubkovými reaktory, reaktory s pevným ložem a smyčkovými reaktory. Různé reaktory odpovídají různým reakčním podmínkám a požadavkům na dobu zdržení a výběr lze provádět na stejné platformě podle požadavků projektu.

Základní jednotlivá deska vystaveného mikrokanálového reaktorového modulu má objem 100 ml. Více modulů lze zapojit sériově nebo paralelně, s provozními teplotami v rozmezí od -40 °C do 200 °C a provozním tlakem od 0 do 40 barů. Lze jej použít pro silně exotermické reakce, jako je nitrace a peroxidace. Sériové zapojení prodlužuje dobu zdržení, zatímco paralelní zapojení zvyšuje propustnost.

Trubkový reaktor využívá patentovanou spirálovou strukturu pro zlepšení přenosu hmoty a tepla a zároveň zachování odolnosti vůči tlaku, což je vhodné pro reakce za vysokých teplot a tlaku a reakce vyžadující dlouhou dobu zdržení. Průtok v poloprovozním měřítku je určen průměrem potrubí, délkou potrubí a rychlostí proudění a lze jej upravit podle požadavků na zvětšení rozsahu.

Reaktory s pevným ložem se používají pro hodnocení katalyzátorů a katalytické reakce plyn-pevná látka a kapalina-pevná látka; dynamické trubkové reaktory jsou vhodné pro reakce s určitou viskozitou, obsahem pevných látek nebo vyžadující zvýšený přenos hmoty; smyčkové reaktory se používají pro kontinuální reakce systémů plyn-kapalina a plyn-kapalina-pevná látka.

3. Kontinuální řízení toku pro podporu pilotní validace

Při rozšíření z laboratorního na pilotní měřítko je nutné procesní parametry znovu potvrdit pomocí pilotního zařízení. Režim kontinuálního provozu řídí a zaznamenává dávkování, teplotu, tlak, dobu zdržení a další podmínky a shromažďuje provozní data pro validaci při navýšení měřítka.

Během živého tematického vysílání na místě se Chen Guang, ředitel výzkumu a vývoje společnosti Shenshi Weizhiyuan, podělil o informace o multifunkční pilotní platformě s kontinuálním tokem na ližinách ze tří hledisek: význam pilotního testování, představení produktu a případy spolupráce. V kombinaci se stávajícími projektovými postupy společnosti Shenshi Weizhiyuan ilustroval použití zařízení s kontinuálním tokem při validaci pilotního projektu.

Jedna platforma pro provádění více typů pilotních úkolů. Toto je základní logika multifunkční pilotní platformy s kontinuálním tokem a také směr, který hodláme prosazovat společně s více základnami v pilotním měřítku.