اختيار المفاعل المجهرية

إن مفاعل التدفق المستمر الدقيق هو جهاز تفاعلي مستمر يحقق انتقال كتلة وحرارة فعالاً وبشكل آمن من خلال تصميم قناة تدفق ضيقة. وبسبب التحديثات والتطورات التكنولوجية في السنوات الأخيرة والدعم الحكومي، أصبحت هذه التقنية واحدة من أكثر التقنيات رواجاً على مستوى العالم. إن القدرات العالية في نقل الكتلة والحرارة التي يتمتع بها المفاعل الدقيق تمكنه من استبدال ما يقارب 30% من المفاعلات المستخدمة حالياً في الإنتاج، كما يمكنه اختصار زمن التفاعل بشكل كبير وزيادة العائد التفاعلي. التفاعلات مثل النترجة والديازوتيّة، والتي تستغرق وقتاً طويلاً وتحمل مخاطر عالية في المفاعلات التقليدية، تحتاج بشكل عاجل إلى تحويلها إلى مفاعلات دقيقة. إن التصميم الخاص لقنوات التدفق على المستوى الميكروميتر لا يضمن فقط انتقال الكتلة والحرارة بكفاءة، بل يحقق أيضاً الأمان الذاتي للتفاعل مع سعة سائل تصل إلى بضع لترات فقط في كل مفاعل. إذن، كيف يمكننا اختيار النموذج المناسب بناءً على احتياجاتنا الخاصة في الإنتاج الفعلي؟ ستخبرنا شركة YHChem عن عملية تخصيص نظام المفاعل الدقيق.

المرحلة الأولى هي مرحلة البحث. خلال هذه المرحلة، سيتواصل YHChem مع العميل حول المعلومات والتكنولوجيا لإكمال اختبار الجدوى. ثم تأتي مرحلة التطوير. بناءً على اختبار الجدوى، يتم تحسين العملية وتصميم المفاعل. أثناء عملية التصميم، تعتبر معلومات مثل نوع التفاعل والمتفاعلات والنواتج هي المفتاح لاختيار المفاعل الدقيق. المرحلة الأخيرة هي مرحلة الإنتاج. بعد التشغيل التجريبي الأولي، تم الالتزام بجميع البيانات مع المعايير. سيقوم YHChem بتسليم المشروع الشامل للعميل وإتمام التدريب والخدمات ما بعد البيع ذات الصلة.

أهم مرحلة من بينها هي مرحلة التطوير. خلال هذه المرحلة، سيقوم الفريق الفني في YHChem باختيار وتصميم المفاعل الدقيق استنادًا إلى مختلف ظروف العملية:

١. مادة المعدات:

• مقاومة التآكل: يُفضل استخدام سبائك الهاستيلوي (Hastelloy) في التفاعلات الحمضية/القلوية القوية. يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 316L في أنظمة المذيبات العضوية.
• نفاذية الضوء: التفاعلات الكيميائية الضوئية تتطلب زجاجاً بصرياً (كوارتز) أو بوليمرات فلورية (مثل PFA)؛

التوصيل الحراري: المواد المعدنية مناسبة للتفاعلات شديدة التفاعل الحراري، بينما تُستخدم المواد غير المعدنية (مثل كربيد السيليكون) في الحالات العازلة.

2. حجم القناة:

• مستوى الميكرون (10 إلى 100 ميكرومتر): يتميز بمساحة سطح نوعية كبيرة وكفاءة عالية في نقل الكتلة والحرارة، وهو مناسب للتفاعلات السريعة مثل تصنيع الجسيمات النانوية. ومع ذلك، فإنه يحتوي على مقاومة تدفق عالية وخطر انسداد كبير.
• مستوى دون الملليمتر (100-500 ميكرومتر): يوازن بين الكفاءة والتدفق، وهو مناسب للتفاعلات المتجانسة/غير المتجانسة بين السائل والسائل (مثل النيترة الجزئية، الكبريتنة، إلخ)، ويجب التحكم في حجم الجسيمات بحيث يكون أقل من ثلث قطر القناة الداخلي.
• مستوى المليمتر (>500 ميكرومتر): يتميز بمقاومة منخفضة للتدفق وهو مناسب للأنظمة التي تحتوي على مواد صلبة (مثل الهدرجة الحفازية، إلخ)، ولكن تقل كفاءة انتقال الكتلة، ويجب إضافة هيكل خلط ثابت لتعويض ذلك.

3. شكل القناة:

• قنوات تدفق على شكل قلب: أثناء عملية التدفق، يتم تقسيم المادة وإعادة تنظيمها بشكل متكرر، مما يمكن تحقيق انتشار طبائقي فعال وهو أكثر ملاءمة للتفاعلات السريعة مثل النيترة والكبريتنة والبلمرة.
• قناة معينية الشكل: يمكن أن تعزز شدة الاضطراب في السائل وهي مناسبة للمواد ذات اللزوجة العالية.
• قناة T/Y: مناسبة لتفاعل تحضير الجسيمات النانوية التي تولد رواسب.

4. طريقة الإغلاق:

• ختمات: توجد مواد مختلفة مثل مطاط الفلور، والإيثر الكامل الفلورية، والمواد المركبة من الجرافيت، ويجب اختيارها بعناية وفقًا لظروف التآكل البيئية ودرجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك.

الختم المتكامل: تلبيد بدون ضغط، صب ذو قطعة واحدة، مناسب للتفاعلات ذات الضغط العالي أو التآكلية بدرجة عالية أو ذات النقاء العالي.

هذه بعض الخطوات المهمة في عملية اختيار المفاعلات الدقيقة. نأمل أن تكون مشاركتنا مفيدة لكم. لأي استفسارات أخرى بخصوص الاختيار، يُرجى التواصل مع الفريق الفني لشركة YHChem. سنقدم لكم خدمةً فائقة الصدق.