Selección de Microreactores

El microreactor de flujo continuo es un dispositivo de reacción continua que logra una transferencia eficiente de masa y calor, así como seguridad intrínseca, mediante un diseño de canal de flujo estrecho. Debido a las actualizaciones tecnológicas y al desarrollo experimentado en los últimos años, junto con el impulso del Estado, se ha convertido en una tecnología muy esperada y puntera a nivel mundial. Las altas capacidades de transferencia de masa y calor de los microreactores permiten reemplazar aproximadamente el 30% de los reactores utilizados actualmente en la producción, pudiendo reducir significativamente el tiempo de reacción y aumentar el rendimiento del proceso. Reacciones como la nitrificación y la diazotización, que requieren mucho tiempo y presentan riesgos elevados en reactores tradicionales, necesitan urgentemente ser transformadas mediante microreactores. El diseño especial de canales de flujo a nivel micrométrico no solo asegura una transferencia eficiente de masa y calor, sino que también logra una seguridad intrínseca en la reacción, con una capacidad de retención líquida tan baja como unos pocos litros en un reactor individual. Por lo tanto, en la producción real, ¿cómo deberíamos seleccionar el modelo según nuestras propias necesidades? YHChem te mostrará cómo funciona el proceso de personalización del sistema de microreactores.

La primera etapa es la fase de investigación. Durante esta fase, YHChem se comunicará con el cliente sobre información y tecnología para completar la prueba de viabilidad. Luego viene la etapa de desarrollo. Basándose en la prueba de viabilidad, se optimiza el proceso y se diseña el reactor. Durante el proceso de diseño, información como el tipo de reacción, los reactivos y los productos son clave para la selección del microreactor. La etapa final es la fase de producción. Tras la prueba de puesta en marcha, todos los datos han cumplido con las normas. YHChem entregará al cliente el proyecto llave en mano y completará la formación y el servicio posventa correspondientes.

La etapa más crucial entre ellas es la fase de desarrollo. Durante esta etapa, el equipo técnico de YHChem completará la selección y diseño del microreactor basándose en diversas condiciones del proceso:

1. Material del equipo:

• Resistencia a la corrosión: Hastelloy es preferido para reacciones fuertes con ácidos/bases. Los sistemas de disolventes orgánicos pueden usar acero inoxidable 316L.
• Transmitancia luminosa: Las reacciones fotoquímicas requieren vidrio óptico (cuarzo) o fluoropolímeros (como PFA);

Conductividad térmica: Los materiales metálicos son adecuados para reacciones muy exotérmicas, mientras que los materiales no metálicos (como carburo de silicio) se usan en aplicaciones aislantes.

2. Tamaño del canal:

• Nivel micrónico (10 a 100 μm): Tiene un área superficial específica grande, alta eficiencia de transferencia de masa y calor, y es adecuado para reacciones rápidas como la síntesis de nanopartículas. Sin embargo, tiene alta resistencia al flujo y alto riesgo de obstrucción.
• Nivel submilimétrico (100-500 μm): Equilibra eficiencia y caudal, es adecuado para reacciones homogéneas/heterogéneas líquido-líquido (como nitrificación parcial, sulfonación, etc.), y el tamaño de partícula debe controlarse para que sea menor a un tercio del diámetro interior del canal.
• Nivel milimétrico (>500 μm): Tiene baja resistencia al flujo y es adecuado para sistemas con sólidos (como hidrogenación catalítica, etc.), pero la eficiencia de transferencia de masa disminuye y se requiere agregar una compensación mediante estructuras de mezcla estática.

3. Forma del canal:

• Canales de flujo en forma de corazón: Durante el proceso de flujo, el material se divide y reorganiza repetidamente, lo que puede lograr una difusión laminar eficiente y es más adecuado para reacciones rápidas como nitrificación, sulfonación y polimerización.
• Canal rómbico: Puede intensificar la turbulencia del fluido y es adecuado para materiales de alta viscosidad.
• Canal en T/Y: Adecuado para reacciones de preparación de nanopartículas que generan precipitados.

4. Método de sellado:

• Sellos: Existen diversos materiales como caucho fluorado, éter perfluorado y materiales compuestos de grafito. Se requiere una selección cuidadosa según las condiciones ambientales de corrosión, temperatura, presión, etc.

Sellado integrado: sinterizado sin presión, moldeo en una sola pieza, adecuado para reacciones de alta presión, altamente corrosivas o de alta pureza.

Lo anterior son algunos pasos importantes en el proceso de selección de microreactores. Esperamos que nuestra información sea útil para usted. Si tiene otras preguntas relacionadas con la selección, no dude en contactar al equipo técnico de YHChem. Le brindaremos el más sincero servicio.