借創新沖出“圍城”開創新紀元

——美國康寧反應器技術在中國步入新佳境

化工報記者 陳鴻應

概念變產品，造福于醫藥化工研發和生產

歷經160多年的風雨，康寧憑借自己在特殊玻璃、陶瓷、光學物理領域的精湛專業知識，開發出了眾多創造新行業并改變人類生活的產品。

14年前，剛從杜邦公司來康寧執掌CTO和Executive VP（首席技術官和執行副總裁）的Joe Miller博士十分驚詫于康寧在玻璃和陶瓷領域卓越的表現和深厚的技術積累，在走訪康寧科學家時，Miller博士提出：康寧如此精湛的材料功底能否為醫藥化工行業設備的技術創新做點什么？Miller 博士在化學行業三十年，深知醫藥化工行業的發展，設備的創新已刻不容緩。發達國家迫于環保的壓力，往往轉移危化產品的生產到世界其它地區，但終究不是長久之計，只有創新才能做到可持續發展。

康寧的科學家們經過反復的研究確定了微通道反應器的創新方向。微通道反應器，通道直徑小，能保證反應液有非常好的混合也即反應效率高；換熱面積大，反應放出的熱量能及時移走以減少副反應的發生而提高產品質量；反應持液量小，和傳統的反應器相比，本質上安全，避免惡性事故的發生；連續流自動化控制，減少人員，節省占地，整個工藝的操作費用大大降低。當時微通道反應器的現狀還只是處于研究階段，微米級的通道，無法放大生產，只適用于一些簡單反應的實驗室研究。

針對當時的現狀，康寧科學家在材料的選擇，反應器加工的工藝及通道形狀的設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計的G1玻璃反應器。康寧玻璃反應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。獨特的心形結構設計，突破了原有微米級通道反應器低流速，不適宜含固體體系的瓶頸，為醫藥化工的放大生產提供了高效的解決方案。康寧的創新永無止境，在康寧G1玻璃反應器的基礎上，為了適應市場廣泛的需求，在過去的十年里，康寧已經成功完成了從實驗室LF（每年5噸通量）和G1（每年80噸通量）工藝平臺開發到G3（每年1000噸通量）和G4（每年3500噸通量）的工業化示范的重要進程，而且康寧特種耐溫耐壓玻璃具備透明可視性，便于觀察反應現象，提高了工藝的開發效率。2015年新推出的康寧特種碳化硅（SiC）陶瓷反應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 – 開啟高效精細化時代

“對傳統化工裝置而言，微通道反應器是一項革命性的顛覆技術，將為化工產業開啟嶄新的高效精細化時代，為行業轉型升級、提升創新能力、實現綠色發展提供有效的技術手段。”這是2016年 11月21日由在南京召開的微通道反應技術研討和產業化推進會上，學術界和產業界代表共同發出的聲音。該會議由中國化工學會、中國化工產業發展研究院和中橡聯合工程技術研究院共同主辦。中國石油和化學工業聯合會原會長李勇武在致辭中表示：“微化學工程與技術是當前化工行業科技創新的熱點和重點之一，將開啟高效精細化工的新時代。微通道反應器對傳統化工裝置而言是革命性的顛覆，被認為是21世紀化工產業的革命性技術。”

    康寧反應器技術全球業務總監、亞洲新產業開發總監姜毅博士介紹說，康寧高通量-微通道AFR®反應器技術一經推出，在全球醫藥和化工領域引起了強烈的反響。美國FDA多次聲明對連續流動制造的支持，曾聯合多家企業及研究機構以康寧反應器為基礎對連續流工藝進行深入研究，提出了“質量源于設計QbD”的理念，同時積極倡導各大藥企走連續流動制造之路。美國食品醫藥管理局（FDA）2016年4月8日正式批準了Jensen公司位于波多黎各的工廠,采用連續生產工藝(Continuous Manufacturing Production)來生產的，用于治療HIV-1感染的600mg規格的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工程師協會（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。 康寧反應器技術很榮幸作為微反應器的供應商被選參與該國家級項目。目前康寧反應器技術在歐美已建有多套連續流生產裝置，正在為醫藥化工的綠色化生產發揮著積極的作用。

康寧反應器技術進入中國6年以來，在國內醫藥合成，農藥合成和精細化工領域受到了廣泛青睞，已經在多家企業的研發和生產裝置上實現應用，為國內傳統化工行業研發和生產過程帶來了顛覆性的創新。微反應器技術的創新性和先進性也越來越得到醫藥化工界的認可。

用心做反應-人才技術齊創新

    一項“顛覆性”創新技術的應用和發展離不開非常關鍵的“思維方式”的創新和改變（mindset change）。也就是說，將“顛覆性”創新發揮出它的“潛在”效能，需要一批或一代具有創新思維能力的人才。早在2009年，以麻省理工學院為代表的歐美多所重點大學的化學和化工系領導注意到了這一趨勢，并在有關科研，大學生和研究生教學項目中引入康寧AFR技術和設備，旨在培養全球醫藥和化工領域急需的微通道連續流化學合成人才。去年五月麻省理工學院化學系主任 Tim Jamison教授在接受In-Pharma Technologist雜志采訪時就表示：“現在，連續流化學并沒有成為普通高校化學專業課程和培訓課程的一部分。盡管有些高校已經意識到培養連續流人才的重要性，我們不解決這一問題，行業在未來的連續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，旨在幫助企業通過專業化平臺進入“連續流化學”領域。康寧反應器技術今年早些時候已宣布了和Snapdragon Chemistry在AFR連續流應用領域的合作。“正因為工業界對該技能的需要強勁，（相信）教育屆和培訓機構會做出相應的改變來滿足行業的這一需求”Jamison教授接著說。

康寧自2009年起，已經和10多所歐美名校建立了連續流微通道反應器應用發展合作關系，為了加快連續流化學合成技術在國內的普及，培養更多的微反應器連續流合成方面的人才以適應越來越強勁的市場需求。康寧會在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流化學入門系統，重在幫助直觀，方便，快捷的連續流化學技能的培養，使更多的研究院所科研人員和大專院校學生盡快掌握這一熱門技術，滿足日益增長的企業需求。并旨在幫助國內的高校和研究院所建立國際連續流化學交流平臺。康寧AFR® Lab-Flow 反應器系統不但設計新穎，操作方便，性價比在同類產品中具有很強的競爭力，而且系統產生的結果能夠有效地用于工藝放大。配合該款反應器系統的推廣，康寧將結合多年與歐美高校合作的經驗，為引入康寧AFR® Lab-Flow反應器的院校同步提供配套教材及人才交流和培養計劃。

康寧反應器技術全球業務總監姜毅博士說：“我們倡導的 ‘用心做反應’，是康寧全球團隊自2015年推出來的宣言。它有兩層意思：一層意思是，康寧團隊一直是非常‘用心地做這一創新技術及推廣’。一直要求每個團隊成員‘要用心去做好每一個技術推廣環節的服務’，讓更多的企業能享受這樣創新成果帶來的利益。另外一層意思是，我們康寧的反應器模塊通道技術創新是建立于‘心形’設計基礎上的。這個‘心形’設計是我們最驕傲的一個設計：美國麻省理工學院化工系團隊，法國和比利時著名高校化工系團隊多年的基礎研究都證明康寧的‘心形’設計流體動力學性能和放大一致性性能都是目前世界上最高效的流體模塊設計”。

在中國經濟新常態下，康寧將如何來更好地服務中國市場的發展戰略？姜毅表示：中國的發展現狀對我們AFR®反應器技術的需求非常顯著，主要是整個工業制造體系譬如化工產業對技術升級具體方案的需求很強。同時康寧也會更加注重與各行業協會及高等院校的緊密結合，共同提升對創新技術的認知及創新人才的培養。

海闊任魚躍，天高任鳥飛。“用心做反應”不僅反映了康寧基于“心形”微通道的設計技術高度，同時也是康寧反應器技術部對所有康寧的現有和潛在客戶售前——售中——售后的全程承諾。姜博士最后表示，愿大家一起努力來打造醫藥和精細化工制造4.0技術平臺，堅守初心，持續創新，迎接挑戰，不斷開拓市場，為客戶、員工以及社會創造更大的價值，讓“化工成就美好生活，創新成就美麗化工”的諾言和夢想變成現實。