讓我們一同了解，巴斯夫如何與康寧®Advanced-FlowTM反應器技術合作，成功地將農用化學品領域的一種創新型化學品，從實驗室階段順暢地過渡到中試規模，更在僅僅八周的時間里，就生產出了數百公斤的這種新穎化合物。
通過Corning新設立的業務部門AFPT，康寧團隊充分利用公司的服務優勢，為巴斯夫提供了專業的化學制造、統計分析和連續流動技術支持，不僅滿足了客戶的需求，更充分展示了AFR的性能。
近期，巴斯夫在其實驗室中，借助康寧的AFR低流量反應器，成功開發了一種包含硝化步驟的新型化學合成工藝。在完成這一創新工藝的開發后，巴斯夫期望能找到一種快速方案，以便在短短八周內快速實現工藝的規模化，并生產出300公斤的新型化合物，為下游工藝和深入評估做好準備。
圖1 巴斯夫和康寧AFR合作， 為農化行業無縫放大生產一種新的化學品合成工藝
在短短四周內放大具有挑戰性的硝化工段
采用傳統的間歇釜式生產方法生產大量新型化合物可能具有不確定性，并且耗時較長，因為需要投入大量精力來全面優化該流程，以確保能夠持續生產出與初步實驗室規模反應相匹配的高質量產品。此外，生產過程中包含的硝化步驟需要極其精細的控制。硝化反應具有強烈的放熱性，需要在整個過程中對混合和溫度進行精確管理——而流動化學技術非常適合應對這些挑戰。
在四周內生產300公斤新型化合物
相較于傳統的批量生產，流動化學技術不僅采用了更為安全的技術手段，而且能夠在更短的時間內實現大量新型化合物的無縫放大生產。
為了更好地理解化學開發過程，康寧AFR團隊在AFR低流量反應器上重復了巴斯夫的初步結果。然后，該團隊制定了一個實驗設計(DOE)計劃，以在康寧G1反應器中優化該新工藝。DOE優化計劃旨在尋求停留時間、摩爾比和反應溫度優化，這些因素都對最終化合物的產能和生產成本產生直接影響。基于這些知識，康寧團隊開發了一個數學模型并模擬了新的生產工藝。
憑借多年來從數百個已安裝的工業化生產系統中獲得的專業知識，該團隊為這一新工藝創建了一個優化配置，該配置需要兩個康寧G1SiC流體模塊進行反應，并需要一個額外的G1SiC流體模塊進行快速淬滅。然后，康寧團隊使用巴斯夫認可的參數實時監控產品質量。
圖2：最終裝置設置需要兩個康寧G1模塊用于反應和一個模塊用于快速淬滅。
圖3：通過響應曲面法驗證了新工藝的全 面優化
康寧與巴斯夫利用康寧的G1生產系統，在四周內高效交付了一個優化工藝。聯合團隊利用這一優化工藝生產了300公斤新型化合物以供評估，與實驗室規模的試驗相比，收率提高了約4%。與間歇釜式生產相比，使用AFR系統生產的最終化合物的純度要高出幾個百分點，并且具有更好的穩定性。此外，AFR團隊通過數學模型驗證了優化結果，還囊括了基于響應曲面法的統計分析。康寧團隊能夠證明，數學模型對起始物料和產品的理論預測和實際結果差異小于1%，這直接實現了團隊的目標。
與實驗室開發階段相比，利用本質上更安全的連續流動技術，康寧按時生產了數百公斤巴斯夫的新型化合物，并且產量有所提高。盡管還有很多工作要做，但康寧和巴斯夫慶祝了這一成功，并正在共同努力探索更多合作機會。
康寧連續制藥和巴斯夫團隊合影
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