流革命

从精细化工、农药和药物、化工制造商正在反思起止批处理模式,他们在过去的50年。司机是多种多样的:推动可持续发展,改善安全需求和不断变化的供应链模型都是制造商在同一方向:向流,或连续、加工。

这个行业并不陌生的情况下连续处理各个生产,但是规模较小,流化学提供实实在在的利益。这一新兴技术布道者指出,提高产量,更少的浪费,更纯洁的成品,在某些情况下,一个更安全的过程。

的安全是主要的驱动程序在过去的两年里,我们看到的夏洛特怀尔斯说,首席执行官Chemtrix。在过程本质上是危险的,制造商可以看到一个更好的方法。”

但是变化缓慢;化工行业是保守和过程不会在一夜之间改变。Chemtrix,它提供了培训以及设计和制造反应堆流动,发现大多数的设施只是1 - 3关键步骤的整个过程。很少是端到端,观察诡计。她的本能是识别瓶颈而不是只改善的反应,否则她发现问题可能只是分流的下游。

固有的行业保守主义也意味着很少有案例研究、与公司不愿让供应商披露他们所做的工作的细节。很多人甚至不会告诉我们的化学家所使用,”安妮Kaaden说业务化学家和营销主管Ehrfeld Mikrotechnik, Wendelsheim流化学公司,德国。

这家德国公司刚刚被允许显示,其技术已使中国农用化学品制造商绍兴东湖牌生化运行一个alkoxylation反应不断自去年9月。20批反应堆被换成了milli-reactor只有7.5米长。

理解过程

批处理模式很好,因为无论你做什么,你可以投入批量,但是可以有inter-batch变异,因各种原因,”解释了奥利驯服,技术主管Intensichem设计和供应连续处理技术。至关重要的是,批不提供最佳的处理每一个化学,制造商必须约束内的设备。

流化学试剂注入一个小型反应堆——可以由一系列简单的通道或更复杂的设计,但至关重要的是允许非常有效的混合。很好的实现传热因为表面体积比高,这意味着反应可以经常在批处理运行在低得多的温度下。流程可以扩大通过并行多个反应堆。

如果爆炸,它会像一个爆炸管相比,5000年升反应堆爆炸

净反应时间可能只有十分钟,罗伯特•阿西娅说的创始人是技术,但在批处理,整个过程的清洗、加热和随后的冷却和提取可能休息一天。连续的操作,可以实现相同或更大的卷,使用更少的能量。减少材料浪费。

到连续处理反应器的大小意味着可以减少到了这样一种程度,如果爆炸,可能包含的损害。它不会是微不足道的,驯服说,“但这就像一阵管- 5000升反应堆爆炸相比,这可能带走植物的一部分。”

连续你必须坐下来,问“这个过程需要什么?”

“你不使用你所有的原材料,贮存量很小,与我们的技术不应该有意外,“怀尔斯说。但如果出现故障少材料将丢失,因为与批量不同,它永远不会同时出现在处理所有。

目的是更深入地了解这个过程,然后选择适当的技术制造你想要的速度,说驯服。设备制造商是围绕不同的细分市场,因为化学决定什么类型的设备是必需的,怀尔斯说。与连续你必须坐下来,问“这个过程需要什么?它需要高温,如果是这样的话,它需要高压力包含溶剂系统?”

Intensichem正在加氢、持续融化技术——完全消除一些过程,氧化的溶剂。排放更少的工厂也意味着可以选择最合适的材料,例如Hastelloy等耐腐蚀高温合金可能已经付出巨大代价。

Chemtrix解决危险,或腐蚀反应放热快。从事危险反应如溴化、氯化、硝化:“亚洲工业用于农场的东西——我们看着清洁它,把它带回欧洲,”怀尔斯说。承包商现在想在本地工作。

怀尔斯也看到一个很大的兴趣在中国,政府正试图清理化学行业通过更严格的环境和安全要求。在印度也是如此,仿制药行业十分震惊,因为有几个高调近年来质量的担忧。

所有的齿轮

对于中小规模、化工制造商现在有很多选择,而无需选择定制系统。其中一些是模块化的,可以重新配置。Ehrfeld plate-based模块化系统可以用来证明过程可以不断在实验室运行。它可以扩展到完整的生产规模相同的结构和通道的几何图形,或许可他人使用Ehrfeld自身的技术。

英国Syrris刚刚完成一个英国创新资助项目与葛兰素史克EPSRC连续性生产中心和结晶(小脑)特征的传热传质和混合功能模块化的连续处理系统。这将消除任何新的尝试和错误的应用程序。

康宁公司拥有一系列先进的流反应堆使硝化等一系列化学反应,氧化、氯化、可定制。它最近透露,它的一个反应堆正在使用中国南京炼油厂的工业成功的硝化过程,降低了植物的足迹。

在更大的范围内,是技术使通用连续反应堆使用活跃混合反应堆——松混合元素的身体旋转或动摇,这使得他们擅长处理不同的材料,如气体和液体。

他们设计一种酶反应等反应迟钝,或加氢-安全运行的流程,因为所需的气体体积也大大减少了。阿西娅说,他的公司的技术与多用途利用批处理,效率高的流。“现实情况是,化学制造业是一个变量。流程将涉及多个反应步骤,在不同的时间和不同的产品在哪里生产,制造商无法承受不同的反应堆每一份工作。

正确的想法

获得行业感兴趣的采用意味着它必须有合适的技能。“每当我们取人”,我们必须训练他们自己,”阿西娅说。这使得academic-industrial伙伴关系和小脑模型一样,由斯特拉斯克莱德大学的极其重要的。

其45博士生越来越暴露于工业项目和指导。小脑模型也在先进的药品生产经营获得理学硕士学位课程,并配备一个国家设施中心,中小企业可以来进行研究。

设备需要一批不同的心态和纪律,中心经理助理说海伦Feilden。学习如何有效地描述一个新进程,小脑的学生在充分理解化合物-扑热息痛作为工作流的基础实验。这建立一门学科,因为在开发工作可以通过大量的材料和胡佛时间”。学习可以应用于任何新的药物迅速来到一个优化的过程。

我们没有一个全新的分子产生的连续的端到端

努力关注结晶中心,因为这是获得一个纯物质的关键,项目经理解释道斯图尔特•米切尔。这是特别重要的药品,因为变形可能导致问题在以后处理或存储,更不用说病人摄入。大小也很重要:更好的控制在连续过程意味着更窄的粒度分布。在批处理,将是一个混合物,要求进一步措施铣削和磨削。

小脑模型的大部分工作是与世界主要制药公司,但它最近与先正达合作开发一个连续结晶过程活性成分的杀虫剂。虽然没有实现,学习过程导致大幅提高产量和产品一致性。也是使用食品生产商提供更多口味用更少的卡路里。

制药公司勘探

连续性生产将会改变药物是如何制造的。大多数大型制药公司名称有小团队内部的技术工作,怀尔斯说。可行性的工作她的公司确实反映了这些球队有多忙,不是缺乏专业知识。

但流化学意味着思考完成的基础设施和监管障碍。第一个被那些探险家们为制药公司生产高级中间体。我们没有一个全新的分子产生的连续的端到端。但它会来的,”她预测道。

葛兰素史克公司目前正在评估的成果(£4000万)投资5000万美元开发连续技术关键API用于呼吸系统药物,在FDA的批准文件。最后阶段的结晶、过滤和干燥仍在批处理运行。莉莉将打开一个连续处理设施在爱尔兰今年晚些时候,它计划在后期生产的某些小分子药物的临床试验。

至关重要的是,美国食品和药物管理局(FDA)已被支持的过渡,并积极探索技术。欧洲和日本监管机构也评估。去年4月,FDA批准了第一个由制造商从批处理连续开关,当詹森绿灯一剂量的艾滋病毒治疗,Prezista。连续性生产主管Mauricio Futran解释说他们已经制造过程的最后阶段的API来完成的平板电脑。我们确认我们预期的所有好处:低投资、规模较小的足迹,我们可以控制质量很好。Futran解释说,以批处理的有脱节,后来早期步骤:当你看最后的结果,没有什么是你能做什么发生在早期的过程的一部分。现在质量可以不断监测——这是设计到流程中。詹森制品管道连续加工,Futran说,但它还没有准备好api的化学进入连续处理。

化工行业还没有一场革命,但现在开始

FDA正在与麻省理工学院打滑失控,Continuus制药、建立一个试验工厂,使监管机构了解系统和建立一个监管框架。Continuus许可的技术出现在10年之间的合作麻省理工学院和瑞士诺华公司。

诺华公司的65美元投资是针对构建一个综合试验工厂进行最后两个化学步骤,最终盐的形成和制定其药物成平板形式之一。的目标不是提高产量,但质量;一切是在规范的诺华已经在市场上,“根据过程化学家,Stephen出生。

试验工厂的成功表明,它是可能的药物的交货时间6个月减少到两天。生回忆道,诺华,没想到会这么工作。甚至比尔盖茨来看看,因为植物是足够小的——大约一个集装箱的大小——提供潜在的抗疟药接近到需要的地方。

诺华制药正在翻译的努力变成一个状态在巴塞尔艺术工厂,这将在今年第三季度全面运作在一个端到端流程。Continuus使技术进步在美国为其客户:提高产量和减少浪费的(在一个案例中)连续蒸馏溶剂净化回收回来之前到流程中。理解的过程传热传质也使大幅减少能源消耗放热反应,通过控制流,反应的热量可以维持反应堆容器在所需的温度。这些努力很重要当生产每年数千吨。

诺华说连续制造业将改变药品生产。在更广泛的化工行业,AMT的阿西娅预测,批运营商将在很大程度上转移到未来20年内连续处理。化工行业还没有一个革命,”他说,但一个现在正在进行。降低成本通过节约能源、土地使用、产品质量[…]这似乎是不可避免的,急于使用流来的。

但是成功,根据出生,将取决于建立一个跨学科团队环境。“你需要整合技能,因为你找不到他们所有人的一个人——和组织是一个挑战。”

安吉丽梅塔是一个基于科学作家在爱丁堡,英国