间歇结晶过程集成优化和控制的研究

间歇结晶过程是一个复杂的动态过程，目前还没有理论能够涵盖所有的过程变量与产品品质之间的关系，因此，寻找其共性科学规律并用于指导产品品质控制是结晶工业面临的严峻挑战。本项目拟以典型的氨基酸、核苷酸结晶体系为研究对象，结合间歇结晶的热力学和动力学实验、现代表征技术和分子动力学模拟，对多晶型的的内部结构、形成机理和生长方式进行理论分析和预测，在分子水平上探索晶型转变的热力学和动力学基础；结合结晶过程生长动力学方程等相关理论、PAT技术和数值模拟方法，完善间歇结晶过程动态模拟技术，探索间歇结晶过程中产品品质的主影响因素，并分析晶体成核-生长过程的共性问题；提出采用产品-过程集成控制的方法解决间歇结晶过程产品品质优化和控制问题。间歇结晶过程的产品品质控制是目前国际研究热点，也是我国化工、医药等行业面临的主要问题，预期研究成果具有很好的共性，对间歇结晶过程具有重要的理论和实践价值。

间歇结晶过程是一个复杂的动态过程，本项目以蒿甲醚、I＋G、紫杉醇和羟基喜树碱等为模型物体系，建立了热力学和动力学实验、现代表征和模拟技术相结合的研究方法，开展了溶析结晶和超临界溶析结晶过程多晶型生成和转变机理以及结晶动力学的研究，在此基础上，初步研制出全自动结晶实验装置和系统。本项目进展良好，已按计划完成各项任务：（1）完成论文19篇，其中已发表（录用）期刊论文13篇（SCI 8篇、EI 2篇）、会议论文4篇，另有2篇SCI源期刊论文审稿中；（2）申请中国发明专利6件(其中3件获授权)、实用新型专利1件；（3）有关电子级硫酸镍结晶过程控制的工业应用成果，获2011年度广东省科技进步奖三等奖，另2项参与的成果通过广东省科技厅组织的技术鉴定并应用。上述成果的详细创新请参见报告正文。