Shenshi Microfluidics는 파일럿 규모 기지를 위한 연속 흐름 다기능 스키드 장착 솔루션을 출시했습니다.

9월 5일, 제8회 CMC-CHINA 중국 제약 산업 박람회가 쑤저우 국제 엑스포 센터에서 막을 내렸습니다. 이번 전시 기간 동안 션시 마이크로플루이딕스(Shenshi Microfluidics) 부스에는 연속 흐름 파일럿 테스트에 관심을 보이는 업계 관계자들이 방문하여 장비 재사용 및 공정 적용에 대한 현장 상담을 진행했습니다. 파일럿 테스트용 연속 흐름 다기능 스키드 장착 플랫폼이 이번 전시에서 공식 공개되었습니다. 실물 전시, 테마별 라이브 스트리밍, 포럼 발표 등을 통해 파일럿 규모에 최적화된 연속 흐름 파일럿 장비 솔루션을 완벽하게 시연했습니다.

I. 시범 기지의 장비 구성: 핵심 과제는 "유연성"에 있다

공정 연구 개발이 시범 단계에 접어들면 프로젝트 유형과 공정 경로가 더욱 다양해집니다. 장비 구성은 진행 중인 프로젝트에 대한 검증과 후속 프로젝트에서의 활용 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 이 단계에서 두드러지는 과제는 세 가지 유형이 있습니다.

장비 구성 확정의 어려움. 공정 조건이 변경되면 파이프라인, 공급 시스템 및 열교환 장치를 재구성해야 할 수 있습니다. 고정 장비는 재설치, 시운전 및 심지어 수정이 필요할 수 있습니다. 각 공정마다 전용 장비 세트를 갖추는 것은 자본 투자 증가와 유휴 장비 증가로 이어집니다.

단일 장비 세트로는 다양한 공정에 적응하기 어렵습니다. 프로젝트마다 반응 유형, 물질 상태, 온도, 압력 및 기타 작동 조건이 다르기 때문입니다. 단일 반응기와 고정된 장비 배치로는 다양한 공정 경로에 대응할 수 없습니다.

실험실 규모에서 파일럿 규모로 확장할 때는 공정 조건을 재검증해야 합니다. 물질 처리량과 장비 규모가 증가함에 따라 열 및 물질 전달, 물질 이동, 온도 제어, 연속 운전의 안정성 등을 모두 재검증해야 합니다. 특히 발열량이 높거나 열에 민감하고, 다상 반응 또는 높은 선택성이 요구되는 반응의 경우 온도, 압력 및 기타 매개변수에 대한 추가 검증이 필수적입니다.

II. 스키드 장착형 플랫폼 하나로 세 가지 목표 달성으로 다양한 요구 충족

이 플랫폼은 공급 스키드, 반응 스키드, 열교환 장치 및 제어 시스템으로 구성됩니다. 각 기능 장치는 독립적으로 구성될 수 있으며 공정 요구 사항에 따라 조합하여 사용할 수 있습니다.

1. 중복 시공을 줄이기 위한 모듈식 스키드 설계

공정 조건이 변경될 때 해당 장치를 조정할 수 있으므로 전체 시스템을 재구축할 필요가 없습니다. 새로운 프로젝트가 시작될 때 기능 장치를 재조립하여 공정 요구 사항을 충족할 수 있으므로 반복적인 설치, 시운전 및 수정 작업을 줄이고 장비 유휴 시간을 낮출 수 있습니다.

공급 장치는 계량 펌프, 질량 유량계, 안전 밸브 및 기타 구성 요소로 이루어져 있습니다. 액체, 기체 및 슬러리 공급을 지원하며, 재료 특성에 따라 다양한 접촉 재료를 선택할 수 있습니다. 열교환 장치는 통합형 온도 조절 장치를 갖추고 있으며, -40 ℃ 에서 250 ℃ 까지의 온도 범위에서 ± 0.5 ℃ 의 제어 정밀도를 제공합니다 . 단일 또는 이중 온도 구역을 선택할 수 있습니다. 분산형 통합 제어 시스템은 해당 스키드에 통합하거나 독립형 스키드로 제작할 수 있으며, 데이터 저장, 추세 분석 및 보고서 생성을 지원합니다.

2. 공정별 맞춤 선택을 위한 다양한 반응기 구성

반응 스키드에는 마이크로채널 반응기, 관형 반응기, 동적 관형 반응기, 고정층 반응기 및 루프 반응기를 장착할 수 있습니다. 각기 다른 반응기는 서로 다른 반응 조건과 체류 시간 요구 사항에 맞춰 사용할 수 있으며, 프로젝트 요구 사항에 따라 동일한 플랫폼 내에서 선택할 수 있습니다.

본 명세서에 제시된 마이크로채널 반응기 모듈의 기본 단일 플레이트는 100mL의 체류 용량을 갖습니다. 여러 개의 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있으며, 작동 온도는 -40 ℃ 에서 200 ℃ 까지 , 작동 압력은 0에서 40bar까지입니다. 질산화 반응 및 과산화 반응과 같은 강한 발열 반응에 적용할 수 있습니다. 직렬 연결은 체류 시간을 연장하고, 병렬 연결은 처리량을 증가시킵니다.

이 관형 반응기는 특허받은 나선형 튜브 구조를 채택하여 내압성을 유지하면서 물질 및 열 전달을 향상시키며, 고온·고압 반응 및 장시간 체류가 필요한 반응에 적합합니다. 파일럿 규모 처리량은 파이프 직경, 파이프 길이 및 유속에 따라 결정되며, 규모 확장에 맞춰 조정할 수 있습니다.

고정층 반응기는 촉매 평가 및 기체-고체, 액체-고체 촉매 반응에 사용됩니다. 동적 관형 반응기는 특정 점도, 고체 함량 또는 향상된 물질 전달이 필요한 반응에 적합합니다. 루프 반응기는 기체-액체 및 기체-액체-고체 시스템의 연속 반응에 적용됩니다.

3. 파일럿 검증을 지원하는 연속 유량 제어

실험실 규모에서 파일럿 규모로 확장할 때는 파일럿 설비를 사용하여 공정 매개변수를 재확인해야 합니다. 연속 흐름 운전 모드는 공급, 온도, 압력, 체류 시간 및 기타 조건을 제어하고 기록하여 규모 확장 검증에 필요한 운전 데이터를 축적합니다.

현장 생중계 방송에서 선시 웨이즈위안(Shenshi Weizhiyuan) 연구개발 이사인 천광(Chen Guang)은 연속 흐름 다기능 스키드 장착형 파일럿 플랫폼에 대해 파일럿 테스트의 중요성, 제품 소개, 협력 사례 등 세 가지 측면에서 정보를 공유했습니다. 그는 선시 웨이즈위안의 기존 프로젝트 사례를 통해 연속 흐름 장비가 파일럿 검증에 어떻게 적용될 수 있는지 설명했습니다.

다양한 유형의 시범 작업을 수행할 수 있는 단일 플랫폼. 이것이 연속 흐름 다기능 스키드 장착형 시범 플랫폼의 핵심 논리이며, 더 많은 시범 규모 기지를 통해 우리가 함께 추진하고자 하는 방향이기도 합니다.