中試工藝的案例
石英摻雜、高溫提純中試生產工藝研究
(7)中試產品分析結果
表1 中試產品分析結果和尤尼明標準砂質量指標(1×10-6)
3結論
(1)高溫后冷卻、混合酸浸泡對石英粉的提純效果不好，提純后的石英粉雜質含量無明顯下降。
(2)高溫直接混合酸浸泡對石英粉的提純效果較好，提純后的石英粉雜質含量有明顯下降。
(3)摻雜-高溫直接混合酸浸泡對石英粉的提純效果很好，提純后的石英粉雜質含量大幅下降。
(4)摻雜物質、濃度和摻入順序對石英粉提純有一定影響，選取適當的摻雜物質、適量的濃度和合適的摻入順序才能達到最佳提純目的。
資料來源：石英原料中雜質的高沮去除方法研究，作者：洪璐
合成小試至中試：工藝研發與控制
一般來說，中試放大是快速，高水平到工業化生產的重要過渡階段，其水平代表工業化的水平。
中試放大是藥品研發到生產的必由之路，也是降低產業化風險的有效措施。
中試放大階段的任務
1、考核實驗室提供的工藝路線在工藝設備、條件、原材料等方面在中試放大時是否有特殊的要求，是否適合工業化生產。
2、驗證小試工藝是否成熟合理，主要經濟指標是否接近生產要求。
3、進一步考核和完善工藝條件，對每一步反應和單元操作均應取得基本穩定的數據；進行物料衡算。
4、設備材質和型號的選擇。
5、確定各步反應對傳熱和傳質的要求。放熱反應中的加料方式，加料速度對反應的影響。
6、攪拌器型式和攪拌速度的考察。
7、加熱/冷卻載體的類型及要求(蒸汽、熱水、冷鹽水)
8、提出“三廢”的處理方案；
9、原材料，中間體的物理性質和化工常數的測定。
10、根據中試研究資料制訂或修訂中間體和成品的質量標準、分析方法；
11、確定所用起始原料、試劑或有機溶媒的規格或標準；一般來說，中試所采用的原料、試劑的規格應與工業化生產時一致。
12. 消耗定額，原材料成本，操作工時與生產周期等的確定。
13. 提出整個合成路線的工藝流程，各個單元操作的工藝規程。
中試放大的任務
小試工藝成熟后，必須完成工藝報告。中試不單是小試的簡單的放大，中試攪拌、傳熱、濃縮、過濾、干燥的過程均與小試不同，小試時盡量摸擬中試的條件去做，另外，切記每一步須做破壞性試驗。弄清中試的設備，物料的物化特性。安全第一。中試前小試跟蹤、過程跟蹤，有時候放大過程中會出現莫名其妙的問題，你怎么都憑空想象不出來的，所以要仔細認真的跟蹤過程中的每個細節，尤其是異常情況不要放過，否則非常麻煩。
展開 【收藏】小試工藝的中試放大
一般來說，中試放大是快速，高水平到工業化生產的重要過渡階段，其水平代表工業化的水平。
中試放大是藥品研發到生產的必由之路，也是降低產業化風險的有效措施。
中試放大階段的任務
1、考核實驗室提供的工藝路線在工藝設備、條件、原材料等方面在中試放大時是否有特殊的要求，是否適合工業化生產。
2、驗證小試工藝是否成熟合理，主要經濟指標是否接近生產要求。
3、進一步考核和完善工藝條件，對每一步反應和單元操作均應取得基本穩定的數據；進行物料衡算。
4、設備材質和型號的選擇。
5、確定各步反應對傳熱和傳質的要求。放熱反應中的加料方式，加料速度對反應的影響。
6、攪拌器型式和攪拌速度的考察。
7、加熱/冷卻載體的類型及要求(蒸汽、熱水、冷鹽水)
8、提出“三廢”的處理方案；
9、原材料，中間體的物理性質和化工常數的測定。
10、根據中試研究資料制訂或修訂中間體和成品的質量標準、分析方法；
11、確定所用起始原料、試劑或有機溶媒的規格或標準；一般來說，中試所采用的原料、試劑的規格應與工業化生產時一致。
12. 消耗定額，原材料成本，操作工時與生產周期等的確定。
13. 提出整個合成路線的工藝流程，各個單元操作的工藝規程。
中試放大的任務
小試工藝成熟后，必須完成工藝報告。中試不單是小試的簡單的放大，中試攪拌、傳熱、濃縮、過濾、干燥的過程均與小試不同，小試時盡量摸擬中試的條件去做，另外，切記每一步須做破壞性試驗。弄清中試的設備，物料的物化特性。安全第一。中試前小試跟蹤、過程跟蹤，有時候放大過程中會出現莫名其妙的問題，你怎么都憑空想象不出來的，所以要仔細認真的跟蹤過程中的每個細節，尤其是異常情況不要放過，否則非常麻煩。
展開 中試工藝對接工廠生產的詳細過程
三廢問題在選擇工藝路線時就要考慮，并提出處理的建議。
3、中試生產階段：中試生產是從實驗室過渡到工業生產必有可少的重要環節，是二者之間的橋粱。中試生產是小試的擴大，是工業生產的縮影，應在工廠或專門的中試車間進行。中試生產的主要任務是：
1）、考核小試提供的合成工藝路線，在工藝條件、設備、原材料等方面是否有特殊要求，是否適合于工業生產。
2）、驗證小試提供的合成工藝路線，是否成熟、合理，主要經濟技術指標是否接近生產要求。
3）、在放大中試研究過程中，進一步考核和完善工藝路線，對每一反應步驟和單元操作，均應取得基本穩定的數據。
4）、根據中試研究的結果制訂或修訂中間體和成品的質量標準，以及分析鑒定方法。
5）、制備中間體及成品的批次一般不少于３"TimesNewRoman"">５批，以便積累數據，完善中試生產資料。
6）、根據原材料、動力消耗和工時等，初步進行經濟技術指標的核算，提出生產成本。
7）、對各步物料進行步規劃，提出回收套用和三廢處理的措施。
8）、提出整個合成路線的工藝流程，各個單元操作的工藝規程，安全操作要求及制度。
4、天然藥物有效單體的實驗研究，小試研究和中試生產基本與合成藥物相似，只是用提取、分離、純化等工序代替各步化學合成反應。中試生產的原料藥供臨床試驗，屬于人用藥物。中試生產的一切活動要符合《藥品生產質量管理規范》（ＧＭＰ），產品的質量和純度要達到藥用標準。
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小試工藝的中試放大---PPT
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來自合成高手的中試放大經驗總結
正式實驗過程中要考察的項目主要有8項：
驗證工藝，穩定収率
驗證小試所用操作
確定產品精制方法
驗證溶劑回收套用等方案
驗證工業化特殊操作過程
詳細觀察各步反應熱效應
確定安全性措施
制備中間體及成品的批次一般不少于3--5批，以便積累數據，完善中試生產資料
提出工業化生產工藝方案，并確定大生產工藝流程，這是中試的最終目的。工業化生產依據中試提供的數據，可行工藝過程和設備選型，進行工業化設計，安裝，試車，正式投入生產。中試生產的一切活動要符合gmp，產品的質量和純度要達到藥用標準。美國FDA規定，在新藥申請（NDA）時要提供原料藥中試生產（或今后大規模生產）的資料。
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展開 浙大伍廣朋研究員課題組Macromolecules：環氧烷烴和一氧化碳共聚合制備聚羥基脂肪酸酯
相比于傳統的生物發酵法或環內酯開環制備聚羥基脂肪酸酯來講，環氧烷烴和一氧化碳直接交替共聚法具有原料便宜、工藝簡單的優勢，具備以現代化工為技術基礎的大規模工業生產前景。美國Novomer公司已經完成8噸/年產量的中試工藝包設計，正在推廣以一氧化碳和環氧烷烴共聚合生產環內酯單體/聚羥基脂肪酸酯的產業化技術。
目前，以環氧烷烴和一氧化碳為原料生產聚羥基脂肪酸酯的方法，根據聚合反應機理可分為兩類。一類為環氧烷烴和一氧化碳的直接交替共聚來制備聚羥基脂肪酸酯，但現存的催化體系，面臨著聚合物選擇性低的問題。另一類為串聯聚合法，即首先實現環氧烷烴與一氧化碳偶聯制備β-內酯，再加入其他催化劑實現β-內酯開環聚合制備聚羥基脂肪酸酯（圖1）。
近日，浙江大學伍廣朋課題組首次發現了第三種共聚合反應機制：殊途同歸制備聚羥基脂肪酸酯，即在同一種催化劑作用下同時存在三種催化循環（包括環氧烷烴的擴環反應制備β-內酯、環氧化合物和一氧化碳的交替插入制備聚酯，以及原位生成的β-內酯的開環均聚，圖2）實現聚羥基脂肪酸酯的高效合成。
核磁表征和原位紅外技術為上述殊途同歸的反應歷程提供了有力的證明。此類催化劑及其獨特的催化歷程豐富了目前以一氧化碳與環氧烷烴為原料制備聚羥基脂肪酸酯的體系和方法。他們設計的有機硼鈷催化劑具有制備簡單、產率高、金屬含量低（僅一個金屬中心）的優點，所得產物中聚酯選擇性>95%，可適用多種不同的環氧單體。
張瑤瑤博士為論文的第一作者，伍廣朋研究員為論文的通訊作者。
展開 全球首套千噸級二氧化碳加氫制汽油裝置開車成功
二氧化碳加氫制汽油中試技術的研發歷程
PART01
實際上這項技術并不是最近才在研究，由大連化物所碳資源小分子與氫能利用創新特區研究組孫劍、葛慶杰和位健等人組成的研究團隊于2017年開發了二氧化碳加氫制汽油技術，研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上，并被《自然》（Nature）雜志選為研究亮點。
該技術歷經實驗室小試、百克級單管評價試驗、催化劑噸級放大制備、中試工藝包設計等過程，于2020年在山東鄒城工業園區建設完成了千噸級中試裝置。裝置累計完成各項投資四千余萬元，并陸續實現了投料試車、正式運行以及工業側線數據優化，于2021年10月正式通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的連續72小時現場考核。
該技術可實現二氧化碳和氫的轉化率達到95%，汽油在所有含碳產物中的選擇性優于85%，顯著降低了原料氫和二氧化碳的單耗，整體工藝能耗較低，生成的汽油產品環保清潔，經第三方檢測，辛烷值超過90，餾程和組成均符合國VI標準。目前已形成具有自主知識產權的二氧化碳加氫制汽油生產成套技術，為后續萬噸級工業裝置的運行提供了有力支撐。
該工作得到了中國科學院 “變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類先導專項、國家自然科學基金、興遼英才等項目資助。
而大連化物所解決二氧化碳和氫轉化成汽油的技術難題主要是靠一種特殊的催化劑。
大連物化所設計出Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復合催化劑
用CO2作為原料生產汽油是一種潛在的替代化石燃料的清潔能源策略，但CO2的活化與選擇性轉化是個難題。
展開 發酵工程工藝及關鍵技術
4.發酵過程放大技術
為達到將實驗室成果向工業規模推廣和過渡的目的，一般都要經過中試規模的工藝優化研究。為了克服困難，特別對一些規模比較大的發酵產品，采取逐級放大的方法。發酵過程放大的方法包括:發酵罐幾何相似放大、供氧能力相似放大、菌體代謝相似放大、培養條件相似放大、數學模型模擬與預測放大等。
5.發酵工程下游分離純化技術
發酵產物的下游分離純化是指將發酵目標產物進行提取、濃縮、純化和成品化等過程。發酵產物分離純化的重要性主要體現在生物產物的特殊性、復雜性和對產品的嚴格要求上，導致分離純化成本占整個發酵產物生產成本的比例較大。發酵工程下游分離純化過程，其費用通常占生產成本的50%~70%，有的甚至高達 90%，往往成為實施生化過程代替化學過程生產的制約因素。因此，設計合理的提取與精制過程來提高產品質量和降低生產成本才能夠真正實現發酵產品的商業化大規模生產。
6.發酵過程自動監測、控制技術
某種意義上說，發酵過程的成敗完全取決于能否維持一個生長受控和對生產良好的環境。達到此目的最有效的方法是通過直接測量各種參數變化和對生物過程進行調節。將數學、化工原理、電子計算機技術和自動控制裝置等應用到發酵過程，進行生物技術參數的測量、生物過程的建模和控制，可對工業發酵過程進行高效的控制管理并提高生產效率。
五、發酵工業的范圍
發酵工業的范圍和典型的發酵產品，見表1-2。
展開 分享｜工藝放大過程極易忽視的細節
在生產實際中，目前反應釜的傳熱條件基本無法改變（可以通過控制加熱、冷卻介質和釜內體系的溫差，加熱/冷卻的速度來減少局部過冷/熱），混合可以通過轉速和槳型的選擇加以改善.
02
放大中需要做的
1、團隊的合作
只有不同專業人員的緊密合作，才能得到穩定、可放大的工藝。化學家對于各種變量對于產品質量的影響有著深刻的理解。工藝工程師對于什么樣的操作在生產中是不可行的或不安全的有更好的認識。
同時、如前文所述，有很多測試是化學家在工藝發展的早期就可以完成的。比如干燥、蒸餾的實驗，記錄一下物系的壓力、密度等物理參數。
2、工藝發展和操作的原則
無論公司的大小，都需要制定一些基本的規則保證小試工藝安全的轉移至公斤實驗室和中試車間。
建立清晰、嚴格的規程和需要小試提供的文件資料，頂住壓力，即使在有時限要求的情況下，依然嚴格執行。這些資料包括生產操作規程，并且有按此操作規程進行的三批小試試驗，至少一批采用和生產相同規格的原料。清洗驗證方案，避免交叉污染的可能。工藝安全分析資料。
雖然上述要求會影響“效率”，但在嚴格執行下，多年來沒有出現過嚴重的事故和放大失敗的批次。
3、設備臺帳
建立公斤實驗室和中試車間主要設備（反應釜、過濾器、干燥器、泵等）的操作和維護日志。包括批記錄、清洗記錄、驗證記錄和其它維護記錄。
4、樣品數據庫
建立樣品數據庫，收集整理每一個樣品（產品、濕濾餅，蒸餾液，工藝副產物）數據。包括生產批號、采集時間、分析結果等。這些數據具有重要參考價值，收集整理可以保證數據不遺失。為了研究和法規的原因，常需要對這些樣品再次分析確定，同時可以進行質量恒算。
展開 小試、中試放大及生產工業化最全總結
中試放大與生產工藝規程
中試放大的目的是驗證、復審和完善實驗室工藝所研究確定的反應條件，及研究選定的工業化生產設備結構、材質、安裝和車間布置等，為正式生產提供數據，以及物質量和消耗等。
（一） 中試放大的研究內容
1、概述
工藝過程：在生產過程中凡直接關系到化學合成反應或生物合成途徑的次序、條件（配料比、溫度、反應時間、攪拌方式、后處理方法和精制條件等）統稱為工藝條件。其它過程則成為輔助過程。
2、中試放大的重要性
確定工藝路線后，每步化學合成反應或生物合成反應不會因小試、中試放大和大型生產條件不同而有明顯變化，但各步最佳工藝條件，則隨試驗規模和設備等外部條件的不同而有可能需要調整。
3、中試放大的研究
① 生產工藝路線的復審
一般情況下，單元反應的方法和生產工藝路線應在實驗室階段就基本選定。在中試放大階段，只是確定具體工藝操作和條件以適應工業生產。但是當選定的工藝路線和工藝過程，在中試放大時暴露出難以克服的重大問題時，就需要復審實驗室工藝路線，修正其工藝過程。
② 設備材質與型式的選擇
開始中試放大時應考慮所需各種設備的材質和型式，并考查是否合適，尤其應注意接觸腐蝕性物料的設備材質的選擇。
③ 攪拌器型式與攪拌速度的考查
在實驗室中由于物料體積較小，攪拌效率好，傳熱、傳質的問題表現不明顯，但是在中試放大時，由于攪拌效率的影響，傳熱，傳質的問題就突出地暴露出來。因此，中試放大時必須根據物料性質和反應特點注意研究攪拌器的型式，考察攪拌速度對反應規律的影響，特別是在固－液非均相反應時，要選擇合乎反應要求的攪拌器型式和適宜的攪拌速度。
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