أطلقت شركة شينشي مايكروفلويدكس حلاً متعدد الوظائف يعمل بنظام التدفق المستمر، مثبت على قاعدة انزلاقية، مخصص للوحدات التجريبية.

في الخامس من سبتمبر، اختُتم معرض CMC-CHINA الثامن لصناعة الأدوية في الصين بمركز سوتشو الدولي للمعارض. وخلال المعرض، استقبل جناح شركة شينشي للموائع الدقيقة مجموعة من شركاء الصناعة المهتمين بالاختبارات التجريبية للتدفق المستمر، حيث تركزت المناقشات المباشرة على إعادة استخدام المعدات وتكييف العمليات. وتم الكشف رسميًا في المعرض عن منصة متعددة الوظائف للتدفق المستمر، مُثبتة على قاعدة انزلاقية، لإجراء الاختبارات التجريبية. ومن خلال العروض التوضيحية، والبث المباشر، وجلسات النقاش، تم عرض حلول معدات التدفق المستمر التجريبية، المصممة خصيصًا للمشاريع التجريبية، بشكل كامل.

أولاً: تكوين المعدات لقاعدة تجريبية: يكمن التحدي في "المرونة"

بعد دخول البحث والتطوير في العمليات مرحلة التجريب، تتنوع أنواع المشاريع ومسارات العمليات. يجب أن يوازن تكوين المعدات بين التحقق من صحة المشاريع الجارية واستخدامها في المشاريع اللاحقة. تبرز ثلاثة أنواع من التحديات في هذه المرحلة:

صعوبة في إتمام تهيئة المعدات. عند تغير ظروف العملية، قد تتطلب خطوط الأنابيب وأنظمة التغذية ووحدات التبادل الحراري إعادة تهيئة. كما تتطلب المعدات الثابتة إعادة تركيب وتشغيل، بل وحتى تعديل. إن تجهيز مجموعة معدات مخصصة لكل عملية على حدة يؤدي إلى زيادة الاستثمار الرأسمالي وزيادة المعدات غير المستخدمة في الوقت نفسه.

لا تستطيع مجموعة واحدة من المعدات التكيف مع العمليات المختلفة. تختلف المشاريع في أنواع التفاعلات، وحالات المواد، بالإضافة إلى درجة الحرارة والضغط وظروف التشغيل الأخرى. لا يمكن لمفاعل واحد وتصميم معدات ثابت أن يتناسب مع مسارات العمليات المتنوعة.

تتطلب ظروف العملية إعادة التحقق عند الانتقال من نطاق المختبر إلى النطاق التجريبي. مع زيادة إنتاجية المواد وحجم المعدات، يصبح نقل الحرارة والكتلة، ونقل المواد، والتحكم في درجة الحرارة، واستقرار التشغيل المستمر، جميعها بحاجة إلى إعادة التحقق. بالنسبة للتفاعلات شديدة الحرارة، والحساسة للحرارة، ومتعددة الأطوار، والتفاعلات ذات متطلبات الانتقائية العالية، يُعد التحقق الإضافي من درجة الحرارة والضغط والمعايير الأخرى أمرًا ضروريًا.

ثانيًا: منصة واحدة مثبتة على قاعدة انزلاقية، وثلاثة أهداف لتلبية الاحتياجات

تتكون المنصة من وحدات تغذية، ووحدات تفاعل، ووحدات تبادل حراري، ونظام تحكم. يتم تكوين كل وحدة وظيفية بشكل مستقل، ويمكن دمجها لاستخدامها وفقًا لمتطلبات العملية.

1. تصميم معياري للوحدات المنزلقة لتقليل الإنشاءات المتكررة

يمكن تعديل الوحدات المتوافقة عند تغير ظروف التشغيل، مما يُغني عن إعادة بناء النظام بأكمله. وعند إطلاق مشاريع جديدة، يمكن إعادة تجميع الوحدات الوظيفية لتلبية متطلبات التشغيل، مما يقلل من عمليات التركيب والتشغيل والتعديل المتكررة، ويخفض معدل توقف المعدات عن العمل.

وحدة التغذية مُجهزة بمضخات قياس، وعدادات تدفق الكتلة، وصمامات أمان، ومكونات أخرى. تدعم هذه الوحدة تغذية السوائل والغازات والمواد اللزجة، ويمكن اختيار المواد المبللة المختلفة بناءً على خصائصها. وحدة التبادل الحراري مزودة بمنظم حرارة مدمج، يغطي نطاق درجة حرارة من -40 درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية بدقة تحكم تبلغ ± 0.5 درجة مئوية . تتوفر خيارات مناطق درجة حرارة أحادية أو ثنائية. يمكن دمج نظام التحكم المتكامل الموزع في وحدات التجميع المناسبة أو استخدامه كوحدة مستقلة، مما يدعم تخزين البيانات وتحليل الاتجاهات وإعداد التقارير.

2. تكوينات متعددة للمفاعلات للاختيار الخاص بالعملية

يمكن تجهيز وحدات التفاعل بمفاعلات القنوات الدقيقة، والمفاعلات الأنبوبية، والمفاعلات الأنبوبية الديناميكية، ومفاعلات الطبقة الثابتة، ومفاعلات الحلقة. تتناسب المفاعلات المختلفة مع ظروف التفاعل المختلفة ومتطلبات زمن الإقامة، ويمكن إجراء الاختيارات على نفس المنصة وفقًا لمتطلبات المشروع.

يبلغ حجم الاحتجاز في اللوحة الأساسية المفردة لوحدة مفاعل القنوات الدقيقة المعروضة 100 مل. يمكن توصيل وحدات متعددة على التوالي أو التوازي، مع نطاق درجات حرارة تشغيل يتراوح من -40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية وضغط تشغيل من 0 إلى 40 بار. يمكن تطبيقها على التفاعلات الطاردة للحرارة بشدة مثل النترجة والأكسدة. يؤدي التوصيل على التوالي إلى إطالة زمن الإقامة، بينما يزيد التوصيل على التوازي من الإنتاجية.

يعتمد المفاعل الأنبوبي على بنية أنبوبية حلزونية حاصلة على براءة اختراع لتعزيز نقل الكتلة والحرارة مع الحفاظ على مقاومة الضغط، مما يجعله مناسبًا للتفاعلات ذات درجات الحرارة والضغوط العالية، والتفاعلات التي تتطلب زمن إقامة طويل. ويُحدد معدل التدفق في المرحلة التجريبية بقطر الأنبوب وطوله وسرعة التدفق، ويمكن تعديله وفقًا لمتطلبات التوسع.

تُستخدم المفاعلات ذات الطبقة الثابتة لتقييم المحفزات والتفاعلات التحفيزية بين الغاز والصلب، والسائل والصلب؛ وتُعد المفاعلات الأنبوبية الديناميكية مناسبة للتفاعلات ذات اللزوجة أو المحتوى الصلب أو التي تتطلب نقل كتلة مُحسَّن؛ وتُستخدم مفاعلات الحلقة في التفاعلات المستمرة لأنظمة الغاز والسائل والغاز والسائل والصلب.

3. التحكم المستمر في التدفق لدعم التحقق التجريبي

عند الانتقال من نطاق المختبر إلى النطاق التجريبي، يجب إعادة التأكد من معايير العملية باستخدام المعدات التجريبية. يتحكم وضع التشغيل ذو التدفق المستمر في بيانات التغذية ودرجة الحرارة والضغط ووقت الإقامة وغيرها من الظروف، ويسجلها، مما يؤدي إلى تجميع بيانات التشغيل للتحقق من صحة عملية التوسع.

خلال البث المباشر من الموقع، قدّم تشن غوانغ، مدير البحث والتطوير في شركة شينشي ويزييوان، معلوماتٍ حول منصة الاختبار التجريبية متعددة الوظائف ذات التدفق المستمر والمثبتة على قاعدة انزلاقية، وذلك من ثلاثة جوانب: أهمية الاختبار التجريبي، وعرض المنتج، وحالات التعاون. وبالاستناد إلى ممارسات المشاريع الحالية لشركة شينشي ويزييوان، أوضح تطبيق معدات التدفق المستمر في التحقق التجريبي.

منصة واحدة لتنفيذ أنواع متعددة من المهام التجريبية. هذا هو المنطق الأساسي لمنصة التجارب متعددة الوظائف ذات التدفق المستمر والمثبتة على قاعدة انزلاقية، وهو أيضاً الاتجاه الذي نعتزم تعزيزه جنباً إلى جنب مع المزيد من القواعد التجريبية واسعة النطاق.