近日，华北制药和清华大学联合攻关完成高精度、大通量、高协同的模块化微反应器创制及产业创新性应用项目，建成全球首条微反应器抗生素生产线，实现从传统釜式工艺，向连续流、智能化、绿色化生产的全面转型。该项创新性应用项目，获得2025年度河北省科学技术进步奖一等奖。
清华大学在微反应器技术方面具备突出优势，华北制药拥有生产抗生素丰富经验。双方优势互补，共同研发微反应器抗生素生产技术，成功填补了国内微化工技术在制药领域应用的空白。
以往，合成青霉素类原料药的主要设备是反应釜，存在持液量大、劳动强度大、pH值波动范围广等问题。
“持液量，就是设备里同一时刻正在参与化学反应的药液总量。”华北制药集团先泰药业有限公司车间负责人秦宏亮介绍，持液量越大，瞬间积攒的热量越多，安全风险就越高。同时，由于合成青霉素类原料药所用的一种原料需要人工投入反应釜，不仅劳动强度大，也存在安全风险。釜式工艺，反应过程pH值范围随时间和空间大幅变化，容易导致杂质含量超标。
建设微反应器生产线，基础是微化工技术。传统化工的釜式工艺如同“大锅焖煮”，一整罐物料集中反应、持液量大、控温难。微化工技术在微米或亚毫米的微通道空间内进行反应和分离，减小装置体积，提高过程安全性和可控性。
微反应器概念于2000年左右出现，成为化学工程领域的前沿和研究方向。在我国，清华大学骆广生、王玉军等带领团队率先开展微化工基础和应用研究。
2019年以来，华北制药与清华大学强强联合，率先探索抗生素合成过程的微型化升级，以抗生素典型产品为切入点，围绕原料药和精细化工制造工艺的高端化、绿色化、智能化转型协同攻关，重构从基础研究到工业放大的全链条创新模式。2020年，适用于青霉素类抗生素合成反应的微反应器生产线在华北制药建成。
秦宏亮解释，原工艺需工人站在反应釜前，一边逐袋投入固体物料，一边通过手动开关阀门控制反应pH值和温度，操作复杂。釜式反应器持液量大，难以在短时间内混合均匀，局部pH值波动大，不易实现工艺参数的精确控制，会影响产品质量。
建成微反应器生产线后，物料密闭输送、反应精准调控、质量在线检测全流程自动化运行，一键启动即可完成整套生产工序，彻底改变了传统粗放式的生产模式。设备实时持液量从3立方米(相当于3000升)降低到3.5升，本质安全水平大幅提升。
工作人员只需在微反应器上点击“启动”，设备开始自动运行。微反应器自动控制各种阀门开关和料液速度，流量泵自动控制反应pH值，气动阀自动控制反应温度，工作人员只需记录反应参数。“微反应器能精准控制反应体系内微区pH值，使物料有序加入，实现pH值精准控制，提升产品质量。
生产流程的改变，使抗生素生产全面突破原料用量、反应通量、合成收率、产品质量等行业瓶颈，实现效率跃迁，产生降本增效良好效果。目前，华北制药已累计生产高品质青霉素类产品超千吨。
素材来源：河北日报
