Detalles de la selección del reactor

El reactor, como equipo clave indispensable en la producción industrial moderna, es el portador principal de las reacciones químicas. A través de un diseño estructural preciso y una configuración de parámetros, puede satisfacer diversos requisitos de proceso, como mezclado, disolución, reacción, concentración y evaporación, y se utiliza ampliamente en productos químicos finos, biotecnología farmacéutica, alimentos y agricultura, energía renovable y otras industrias. El artículo anterior discutió la selección inicial del material del recipiente de reacción y el sistema de transferencia de calor, entre otros. Después de determinar el tipo de reacción y el escenario de aplicación, debe realizarse la selección funcional.

1. Función de agitación

Primero, respecto a la función de agitación, diferentes tipos de paletas de agitación corresponden a diferentes escenarios de aplicación. Los reactores YHChem ofrecen una amplia gama de tipos de paletas de agitación para su elección. A continuación se enumeran algunos tipos comunes de paletas de agitación y sus escenarios de aplicación:

 Paleta de agitación:

Tiene una estructura simple y una velocidad de rotación baja, lo que lo hace adecuado para mezclar y disolver uniformemente reacciones de soluciones acuosas, emulsiones y suspensiones diluidas en las industrias farmacéutica y alimentaria.

 Agitador de tipo hélice:

Las pásinas tienen forma helicoidal y generan un flujo principalmente axial. Son adecuadas para escenarios como la dilución de soluciones y la suspensión de partículas sólidas que requieren una mezcla rápida y transferencia de calor, y pueden cumplir con los requisitos de circulación de bajo consumo energético en reactores de gran volumen.

 Agitador de tipo turbina:

El diseño de alta fuerza de cizallamiento, que incluye tanto el flujo radial como axial, es adecuado para situaciones que requieren una dispersión de alta shear, como la emulsificación (en la industria cosmética) y la suspensión sólido-líquido (en nanomateriales), y también es aplicable a la mezcla eficiente de medios de cultivo celular en la industria farmacéutica.

 Ancla/Impulsor de marco:

Las paletas están en contacto cercano con la pared del reactor, eliminando esquinas muertas. Son adecuadas para materiales de alta viscosidad, como el fundido de polímeros y la síntesis de resinas, y pueden evitar que los materiales pastosos se cocen en la pared del reactor y la deposición de la suspensión.

 Además de las paletas tradicionales de agitación, YHChem también ofrece emulsionadores, homogenizadores ultrasónicos y otros accesorios como dispositivos adicionales de agitación para satisfacer las necesidades de procesos especiales.

2. Diseño de la estructura del reactor

Al diseñar la estructura básica del reactor, primero se calcula el volumen total en función de la cantidad de alimentación y se combina con el coeficiente de carga, y luego se optimiza la relación diámetro-altura según la viscosidad del material.

Baja viscosidad (<500cP) : relación diámetro-altura 1:1.5 a 1:2 (mejora la eficiencia de mezcla axial);

Alta viscosidad (>5000cP) : relación diámetro-altura 1:1 a 1:1.5 (reduciendo las esquinas muertas de mezcla).

 En segundo lugar, está el cálculo de la resistencia del eje y potencia:

Fórmula de par motor: T=K_T·ρ·N²·D^5, donde N es la velocidad de rotación (rps) y D es el diámetro de paso (m). Los materiales de alta viscosidad necesitan aumentar el margen de potencia (factor de seguridad 1.5-2);

Diseño del diámetro axial: d≥(16T/πτ)^(1/3). El valor del esfuerzo cortante τ debe tener en cuenta el efecto de fatiga causado por la viscosidad (por ejemplo, τ≤80MPa para acero inoxidable 316L).

 Por último, hay algunas optimizaciones detalladas:

Para materiales de alta viscosidad, se debe adoptar una válvula de descarga sin esquinas muertas (con un diámetro de salida de ≥100mm) y un ángulo de inclinación de ≥30° para evitar residuos.

La posición de la funda del termómetro debe evitar el área de alto corte (a más de 0.3-D de la pala agitadora, donde D es el diámetro de la pala (ml)).

3. Función de Control de Temperatura

La selección de un sistema de control de temperatura incluye principalmente los requisitos de tasas de calentamiento y enfriamiento, así como las demandas de enfriamiento y calor del proceso de reacción. Los productos de control de temperatura de alta temperatura de YHChem Standard pueden proporcionar control de temperatura desde temperatura ambiente hasta un máximo de 300℃, con una capacidad de calentamiento de hasta 60kw. Los productos de baja temperatura pueden proporcionar una temperatura mínima de -120℃, con una capacidad de enfriamiento de hasta 78kw y una precisión de control de temperatura de ±0.5℃.

 Además, es posible que tengas requisitos como la limpieza dentro del reactor, monitoreo de parámetros, a prueba de explosiones, ventilación, almacenamiento de datos, exportación u control externo, etc. Estos requisitos se cumplirán con algunos accesorios adicionales. Necesitas ponerte en contacto con el equipo de ventas o ingenieros de pre-venta de YHChem, quienes los personalizarán para ti según tus necesidades específicas y su amplia experiencia laboral.