Seinättömät mikrovirtausreaktorit ovat laitteita, joissa kemialliset reaktiot voidaan suorittaa jatkuvasti eri tavoin kuin erissä. Tällaiset reaktorit valmistetaan tyypillisesti lasista, metallista tai keraamisista materiaaleista, ja ne on suunniteltu tehokkaaseen reaktanttien sekoittamiseen sekä lämmön siirtoon. Ne ovat paljon pienempiä kuin perinteiset erikoiskäyttöiset reaktorit, mikä mahdollistaa tarkan säädön reaktio-olosuhteista, kuten lämpötila, paine ja viipymäaika.
Jatkuvavirtausmikroreaktorit tarjoavat useita etuja. Tärkeimpänä edistä on mahdollisuus suorittaa reaktioita turvallisemmalla ja paremmin ohjatuilla tavoilla. Koska reaktiot tapahtuvat jatkuvassa käynnissä, on vähemmän todennäköistä, että esiintyy hallitsemattomia reaktioita tai ongelmia. Lisäksi mikroreaktorien käyttö virtaustiloissa mahdollistaa reaktio-olosuhteisiin paremman hallinnan ja tarjoaa parannetut saannot ja tuotteiden puhtaudet.
Jatkuvatoimiset mikroreaktorit mahdollistavat myös sellaisten reaktioiden toteuttamisen, jotka eivät ole mahdollisia eräreaktoreissa. Esimerkiksi tietyissä tapauksissa tarvitaan hallittua oleskeluajan, lämpötilan tai sekoituksen hallintaa, jota voidaan helpommin käyttää jatkuvatoimisessa mikroreaktorissa. Lisäksi lämmityksen tai jäähdytyksen tarve eräreaktorin nykyaikaisten reaktio-olosuhteiden ylläpitämiseksi sekä energiankulutus ovat pienempiä jatkuvatoimisissa mikroreaktoreissa.
Mikrosekoittimilla on laaja käyttö orgaanisessa synteesissä. Niitä käytetään laajasti lääketeollisuudessa pienimolekyylisten lääkkeiden ja lääkeaineiden (API) valmistuksessa. Niitä käytetään myös erikoiskemikaalien, polymeerien ja maatalouskemikaalien synteesin alalla. Stokastinen lähestymistapa jatkuvatoimiseen kaatusynteesiin: Grzybowski ym.
Jatkuvaan virtaukseen perustuvien mikroreaktorien suunnittelussa optimaalinen suorituskyky riippuu useista tekijöistä. Näitä parametreja ovat reaktorin geometria, rakennemateriaali, virtausnopeudet, lämpötilan hallinta ja sekoituksen tehokkuus. Erityisesti reaktorin suunnittelun tulisi perustua tapauskohtaisesti reaktioon itseensä, oleskeluaikaan, reaktiokinetiikkaan ja lämmönsiirron laajuuteen.
Jatkuvaan virtaukseen perustuvan mikroreaktorteknologian tulevaisuus on valoisa, sillä edistyneet ja innovatiiviset reaktorisuunnittelut, uudet materiaalit ja ohjausjärjestelmät tulevat jatkuvasti markkinoille. Jatkuvaan virtaukseen perustuvat mikroreaktorit ennustetaan olevan tehokas ratkaisu näihin tarpeisiin, kun teollisuudessa lisääntyy kysyntä puhtaampia, kestävämmpiä ja vihreämpiä kemiallisia prosesseja kohtaan.
On kuitenkin olemassa joitain jatkuvan virtauksen mikroreaktoreiden teknologian ongelmia, joiden ratkaiseminen on välttämätöntä, kuten seuraavat kaksi: Yksi suurimmista esteistä on, kuinka näitä reaktoreita voidaan skaalata teolliseen tuotantoon. Vaikka jatkuvan toiminnan mikroreaktorit on osoitettu toimiviksi akateemisella tasolla, niiden skaalaaminen teolliseen käyttöön on edelleen haastavaa monistakin syistä, kuten skaalautuvuus, kustannukset ja turvallisuus.
EN
AR
BG
HR
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
SR
UK
HU
TH
TR
GA
BE
BN
