化工中试工艺研发与安全评估

筑牢中试基础，规避放大风险

化工中试平台在工艺研发与安全评估阶段，普遍面临小试数据难以直接放大、工艺条件与中试场景不匹配、热风险识别不全面、异常工况缺乏系统验证等痛点，极易导致中试放大失败、引发安全隐患。

梅特勒托利多专业化技术与精密仪器设备，构建全流程研发与安全评估体系：

在工艺研发环节--借助在线分析、反应量热、流体模拟等先进技术手段，优化反应路径、明确操作窗口，实现小试技术向中试工艺的科学过渡
在安全评估环节--通过DSC（差示扫描量热仪）、RC1（反应量热仪）等核心设备，精准完成物料热稳定性、放热速率、失控风险等关键参数的定量测试，全面识别安全隐患。

该方案适配高放热、热敏性、高粘度、强腐蚀性、多组分精细合成类新材料，包括化工新材料、高分子聚合材料、电子化学品、有机中间体、锂电材料等，可实现工艺稳定放大与安全可控，大幅提升新材料中试成功率与产业化效率。

中试放大将实验室工艺推向规模化生产，而工艺安全评估是该阶段的核心保障。其通过系统识别反应热失控、设备过载、物料泄漏等风险，提前制定温控、泄压、防爆等措施，避免因尺度效应引发安全事故。

同时，评估可明确工艺参数安全阈值，保障产品质量稳定性，确保符合环保、安全法规要求，避免合规风险。此外，其能优化设备选型与流程设计，减少试错成本与资源浪费，将 “被动应对” 转为 “主动预防”，为中试从技术验证到产业化过渡筑牢安全防线，是平衡创新效率与风险管控的关键环节。

反应量热仪RC1mx的反应量热和工艺安全技术是全世界领先的。

准确和全面的量热数据为研究人员提供所需信息去鉴别和消除不可控因素，确保放大的可行性。

直观的操作平台用于提高未知与危险反应下的人身安全。

高度可重复的结果可以使实验重复最小化。由于RC1mx检测是在模拟试验或生产放大的条件下进行的，因此他们可以对过程危险性进行直接评估，对放大的安全过程进行优化。

采取RC1mx数据做出的决策提高了化学开发的有效性，并确保了反应过程的更优化、稳定性和经济可行性。

差示扫描量热仪（DSC5+）主要测定物料稳定性问题，物料要包含工艺过程涉及的原料、中间体产品、产品、副产物、废弃物，以及蒸馏、分馏等分离过程涉及的各相关物料。包含均相和非均相，在取得物料分解热的过程中，同时获取物料起始分解温度、绝热温升，以及分解压力变化情况，为全流程反应安全风险评估奠定基础。

工艺模拟放大软件是连接实验室小试与工业化生产的关键工具，通过数字化手段模拟化工、制药、材料等领域的工艺放大过程，帮助企业降低研发成本、缩短投产周期并提升工艺可靠性。

Dynochem®是领先的单元运行建模与放大预测软件，适用于从事制药和精细化工行业的科学家和工程师。从实验室放大到中试工厂和生产规模之前，科学家和工程师可以使用Dynochem模拟每个反应、后处理和隔离运行的过程性能。此工具为扩大规模提供了更高的成功率，并使多个站点和合作伙伴之间实现传递的流畅数字技术。

Dynochem作为一款卓越的工艺开发、放大软件，能够使用户基于有限的实验，增强对工艺理解，快速完成工艺优化，并在短时间内得到可放大的、稳健的结晶、合成单元操作条，实现首次放大成功的目标。软件成功模拟的前提是准确高质量的数据输入，工艺工程实验室和结晶工作站为实现这一目标提供可靠的保障。

实验室转移到中试的项目难免会遇到失败或者需要回到实验室调整优化，建立工艺工程实验室，通过工艺部门提供的小试工艺参数，着重研究反应的机理、放大后的传质、传热以及在小试过程中通常会忽略的萃取、溶剂替换、过滤干燥等信息，通过建立等效模型指导放大，能够有效地帮助研发人员和中试人员做出正确决策，最终对获得稳定的商业化产品、提高效率起到关键的作用。

该实验室也肩负着工艺路线和单元反应操作方法的中试化确定、设备材质和型号的选择、搅拌器形式和搅拌速度确认、物料衡算等工作。

梅特勒托利多的合成工作站是作为合成工艺研究的优质工具，创新的化学合成反应器 EasyMax™ 和 OptiMax™ 是用户友好的合成平台，可准确执行配方程序并精确控制反应参数，从而实现高度可重现的反应。

实验程序可以全天候无人值守地运行，所有数据都会自动记录并准备好立即共享。

自动化化学合成反应器在化学和制药行业中已经被广泛应用，它们对于以较低的研发成本加快上市时间至关重要。

在优化反应路线以及创建稳定且安全的工艺时，每个科学家都需要获得信息来回答关键问题。

梅特勒托利多化学合成反应器与原位探头无缝集成，包括 EasySampler 自动采样系统、 ReactIR 光谱仪、ReactRaman光谱仪和在线pH计。将反应控制参数与动力学信息、反应机理、杂质分布和颗粒属性的信息进行数据整合，这为实验室工艺应用于生产规模提供了关键答案。

与 Reaction Lab 和 Dynochem 的先进建模软件配合使用时，该集成解决方案使科学家能够更快、更经济高效地交付改变生活的产品。

梅特勒托利多的新产品在线液相智联分析系统（DirectInject-LC）将HPLC转换为在线反应分析技术，使科学家能够近乎实时地获取并了解复杂反应、结晶过程所需的数据。

DirectInject-LC™填补了离线方法与实时原位过程分析技术(PAT)（例如：ReactIR™和ReactRaman™）之间的空白，可对各种化学反应进行轻松在线取样，并自动进行样品淬灭、稀释，直接输送给色谱。将DirectInject-LC™与世界领先的反应分析、建模软件相结合，近乎实时地深入理解反应机理、定量反应浓度和研究动力学、结晶过程以及杂质分布。

配备梅特勒托利多高精度的天平，实现工艺过程中每一种物料的准确加料及精确的反馈控制，进一步提高工艺的重复性及可放大性，进一步降低工艺放大的实验次数和降低工艺放大的成本。

结晶作为控制产品质量至关重要的一环，是化学品工业提纯的重要手段。如若在结晶放大过程中存在颗粒大小控制、晶型控制、产品质量不达标等的问题，建立结晶工作站除了可以快速理解结晶的机理，还能为过程开发和优化工艺提供可靠的数据信息，帮助后续的放大做出正确的决策，最终对降低成本、提高研发效率起到关键的作用。

全自动的反应器（EasyMax™ 和 OptiMax™）可以实现结晶过程中的温度精确控制（±0.1℃），这可以很好地帮助结晶工艺研究中探索结晶工艺边界，为工艺放大、生产设备选型确定选型参数，降低工艺放大成本。同时还可以和先进颗粒研究工具（例如EasyViewer和ParticleTrack）实现无缝数据连接联用。

采用 ParticleView (FBRM) 和采用 EasyViewer（PVM 技术）可实时测量颗粒与液滴分布，帮助做出更加明智、快速的决策。通过 ParticleTrack 和 ParticleView 技术所掌握的颗粒相关信息能缩短数月的研发时间，使工艺生产效率实现较优，并对产品质量进行优化。应用确保获得符合要求的粒径分布、稳定的工艺过程、较大程度地缩短后处理工艺的循环时间、避免在中试及生产中造成失败。

EasyViewer是一款基于探头的视频显微镜，可在多种工艺条件下持续捕捉颗粒、晶体和液滴的高分辨率图像，无需取样或离线分析。当捕捉到相关图像，并将其与对颗粒尺寸和浓度变化敏感的趋势自动结合时，，科研人员和工程师可以快速直观地表征颗粒机制，确保全面了解每次实验。现在，只需一个探头就可以利用实时颗粒洞察力，比以往更快地提高产量、纯度、过滤速率和产品质量。

采用FBRM®（聚焦光束反射测量）技术的ParticleTrack直接插入反应体系中，在全过程浓度下实时测量颗粒数量和粒径。随着实验条件的变化，科学家可以持续监控液滴、颗粒和颗粒结构，为获得具有所需属性的一致颗粒提供确认信息。基于探头的ParticleTrack仪器采用FBRM技术，这是原位过程测量的行业标准。