借创新冲出“围城”开创新纪元—美国康宁反应器技术在中国步入新佳境

借创新冲出“围城”开创新纪元

—美国康宁反应器技术在中国步入新佳境

化工报记者 陈鸿应

概念变产品，造福于医药化工研发和生产 

历经160多年的风雨，康宁凭借自己在特殊玻璃、陶瓷、光学物理领域的精湛专业知识，开发出了众多创造新行业并改变人类生活的产品。

14年前，刚从杜邦公司来康宁执掌CTO和Executive VP（首席技术官和执行副总裁）的Joe Miller博士十分惊诧于康宁在玻璃和陶瓷领域卓越的表现和深厚的技术积累，在走访康宁科学家时，Miller博士提出：康宁如此精湛的材料功底能否为医药化工行业设备的技术创新做点什么？Miller 博士在化学行业三十年，深知医药化工行业的发展，设备的创新已刻不容缓。发达国家迫于环保的压力，往往转移危化产品的生产到世界其它地区，但终究不是长久之计，只有创新才能做到可持续发展。

康宁的科学家们经过反复的研究确定了微通道反应器的创新方向。微通道反应器，通道直径小，能保证反应液有非常好的混合也即反应效率高；换热面积大，反应放出的热量能及时移走以减少副反应的发生而提高产品质量；反应持液量小，和传统的反应器相比，本质上安全，避免恶性事故的发生；连续流自动化控制，减少人员，节省占地，整个工艺的操作费用大大降低。当时微通道反应器的现状还只是处于研究阶段，微米级的通道，无法放大生产，只适用于一些简单反应的实验室研究。

针对当时的现状，康宁科学家在材料的选择，反应器加工的工艺及通道形状的设计上做了大量的工作，终于在2006年推出了第一台具有康宁心形专利设计的G1玻璃反应器。康宁玻璃反应器不但具有极好的耐腐蚀性，能承受18公斤的安全操作压力，而且具有透明可视性。独特的心形结构设计，突破了原有微米级通道反应器低流速，不适宜含固体体系的瓶颈，为医药化工的放大生产提供了高效的解决方案。康宁的创新永无止境，在康宁G1玻璃反应器的基础上，为了适应市场广泛的需求，在过去的十年里，康宁已经成功完成了从实验室LF（每年5吨通量）和G1（每年80吨通量）工艺平台开发到G3（每年1000吨通量）和G4（每年3500吨通量）的工业化示范的重要进程，而且康宁特种耐温耐压玻璃具备透明可视性，便于观察反应现象，提高了工艺的开发效率。2015年新推出的康宁特种碳化硅（SiC）陶瓷反应器更具有特别强的耐腐蚀性能-远远胜过哈氏等合金材料，不仅能够处理多种化学品腐蚀体系，而且适用于处理氟化工和高温强碱体系。

革命性技术 – 开启高效精细化时代

“对传统化工装置而言，微通道反应器是一项革命性的颠覆技术，将为化工产业开启崭新的高效精细化时代，为行业转型升级、提升创新能力、实现绿色发展提供有效的技术手段。”这是2016年 11月21日由在南京召开的微通道反应技术研讨和产业化推进会上，学术界和产业界代表共同发出的声音。该会议由中国化工学会、中国化工产业发展研究院和中橡联合工程技术研究院共同主办。中国石油和化学工业联合会原会长李勇武在致辞中表示：“微化学工程与技术是当前化工行业科技创新的热点和重点之一，将开启高效精细化工的新时代。微通道反应器对传统化工装置而言是革命性的颠覆，被认为是21世纪化工产业的革命性技术。”

    康宁反应器技术全球业务总监、亚洲新产业开发总监姜毅博士介绍说，康宁高通量-微通道AFR®反应器技术一经推出，在全球医药和化工领域引起了强烈的反响。美国FDA多次声明对连续流动制造的支持，曾联合多家企业及研究机构以康宁反应器为基础对连续流工艺进行深入研究，提出了“质量源于设计QbD”的理念，同时积极倡导各大药企走连续流动制造之路。美国食品医药管理局（FDA）2016年4月8日正式批准了Janssen公司位于波多黎各的工厂,采用连续生产工艺(Continuous Manufacturing Production)来生产的，用于治疗HIV-1感染的600mg规格的Prezista（darunavir，地瑞那韦片）。2016年12月9日美国能源部宣布通过美国化学工程师协会（AIChE）资助新成立的RAPID研究院7000万美元用于加速模块化工艺强化（Modular Process Intensification），项目总投资高达1.4亿美元。 康宁反应器技术很荣幸作为微反应器的供应商被选参与该国家级项目。目前康宁反应器技术在欧美已建有多套连续流生产装置，正在为医药化工的绿色化生产发挥着积极的作用。

康宁反应器技术进入中国6年以来，在国内医药合成，农药合成和精细化工领域受到了广泛青睐，已经在多家企业的研发和生产装置上实现应用，为国内传统化工行业研发和生产过程带来了颠覆性的创新。微反应器技术的创新性和先进性也越来越得到医药化工界的认可。

用心做反应-人才技术齐创新

    一项“颠覆性”创新技术的应用和发展离不开非常关键的“思维方式”的创新和改变（mindset change）。也就是说，将“颠覆性”创新发挥出它的“潜在”效能，需要一批或一代具有创新思维能力的人才。早在2009年，以麻省理工学院为代表的欧美多所重点大学的化学和化工系领导注意到了这一趋势，并在有关科研，大学生和研究生教学项目中引入康宁AFR技术和设备，旨在培养全球医药和化工领域急需的微通道连续流化学合成人才。去年五月麻省理工学院化学系主任 Tim Jamison教授在接受In-Pharma Technologist杂志采访时就表示：“现在，连续流化学并没有成为普通高校化学专业课程和培训课程的一部分。尽管有些高校已经意识到培养连续流人才的重要性，我们不解决这一问题，行业在未来的连续制造进程中就会面临这一技能的缺乏”。Jamison 教授为此专门成立了一家公司：Snapdragon Chemistry，旨在帮助企业通过专业化平台进入“连续流化学”领域。康宁反应器技术今年早些时候已宣布了和Snapdragon Chemistry在AFR连续流应用领域的合作。“正因为工业界对该技能的需要强劲，（相信）教育届和培训机构会做出相应的改变来满足行业的这一需求”Jamison教授接着说。

康宁自2009年起，已经和10多所欧美名校建立了连续流微通道反应器应用发展合作关系，为了加快连续流化学合成技术在国内的普及，培养更多的微反应器连续流合成方面的人才以适应越来越强劲的市场需求。康宁会在2017年第一季度会推出一款用于科研实验室和院校课堂的全新连续流化学入门系统，重在帮助直观，方便，快捷的连续流化学技能的培养，使更多的研究院所科研人员和大专院校学生尽快掌握这一热门技术，满足日益增长的企业需求。并旨在帮助国内的高校和研究院所建立国际连续流化学交流平台。康宁AFR® Lab-Flow 反应器系统不但设计新颖，操作方便，性价比在同类产品中具有很强的竞争力，而且系统产生的结果能够有效地用于工艺放大。配合该款反应器系统的推广，康宁将结合多年与欧美高校合作的经验，为引入康宁AFR® Lab-Flow反应器的院校同步提供配套教材及人才交流和培养计划。

康宁反应器技术全球业务总监姜毅博士说：“我们倡导的 ‘用心做反应’，是康宁全球团队自2015年推出来的宣言。它有两层意思：一层意思是，康宁团队一直是非常‘用心地做这一创新技术及推广’。一直要求每个团队成员‘要用心去做好每一个技术推广环节的服务’，让更多的企业能享受这样创新成果带来的利益。另外一层意思是，我们康宁的反应器模块通道技术创新是建立于‘心形’设计基础上的。这个‘心形’设计是我们最骄傲的一个设计：美国麻省理工学院化工系团队，法国和比利时著名高校化工系团队多年的基础研究都证明康宁的‘心形’设计流体动力学性能和放大一致性性能都是目前世界上最高效的流体模块设计”。

在中国经济新常态下，康宁将如何来更好地服务中国市场的发展战略？姜毅表示：中国的发展现状对我们AFR®反应器技术的需求非常显著，主要是整个工业制造体系譬如化工产业对技术升级具体方案的需求很强。同时康宁也会更加注重与各行业协会及高等院校的紧密结合，共同提升对创新技术的认知及创新人才的培养。

海阔任鱼跃，天高任鸟飞。“用心做反应”不仅反映了康宁基于“心形”微通道的设计技术高度，同时也是康宁反应器技术部对所有康宁的现有和潜在客户售前——售中——售后的全程承诺。姜博士最后表示，愿大家一起努力来打造医药和精细化工制造4.0技术平台，坚守初心，持续创新，迎接挑战，不断开拓市场，为客户、员工以及社会创造更大的价值，让“化工成就美好生活，创新成就美丽化工”的诺言和梦想变成现实。