Détails de la sélection du réacteur

Le réacteur, en tant qu'équipement clé indispensable dans la production industrielle moderne, est le support central des réactions chimiques. Grâce à une conception structurale précise et à une configuration de paramètres, il peut répondre à diverses exigences de procédés telles que le mélange, la dissolution, la réaction, la concentration et l'évaporation, et est largement utilisé dans les industries des produits chimiques fins, des biopharmaceutiques, de l'alimentation et de l'agriculture, ainsi que de l'énergie renouvelable. L'article précédent a abordé le choix initial du matériau du récipient de réaction et du système de transfert de chaleur, entre autres. Après avoir déterminé le type de réaction et le scénario d'application, il convient de procéder au choix fonctionnel.

1. Fonction de mélange

Tout d'abord, concernant la fonction de mélange, différents types de pales de mélange correspondent à des scénarios d'application variés. Les réacteurs YHChem proposent une large gamme de types de pales de mélange au choix. Ci-dessous sont listés certains types de pales de mélange courants et leurs scénarios d'application :

 Pâle agitateur :

Il a une structure simple et une vitesse de rotation faible, ce qui le rend adapté aux mélanges uniformes et aux réactions de dissolution des solutions aqueuses, des émulsions diluées et des suspensions dans les industries pharmaceutique et alimentaire.

 Hélice agitateur :

Les pales sont en forme hélicoïdale et génèrent principalement un écoulement axial. Elles conviennent à des scénarios tels que la dilution des solutions et la suspension de particules solides nécessitant un mélange rapide et un transfert de chaleur, et peuvent répondre aux exigences de circulation à faible consommation d'énergie dans des cuves de réaction de grande taille.

 Roue turbine :

Le design à haute force de cisaillement, combinant les flux radial et axial, est adapté aux situations nécessitant une dispersion à haute cisaillement comme la formation d'émulsions (dans l'industrie cosmétique) et la suspension solide-liquide (dans les nanomatériaux), et est également applicable au mélange efficace des milieux de culture cellulaire dans l'industrie pharmaceutique.

 Ancre/Impeller à cadre :

Les pales sont en contact étroit avec la paroi du réacteur, éliminant ainsi les coins morts. Elles conviennent aux matériaux de haute viscosité tels que la fonte des polymères et la synthèse des résines, et peuvent empêcher le caramélisation des matériaux pâteux sur la paroi du réacteur et la déposition de la suspension.

 En plus des traditionnelles pales agitantes, YHChem propose également des émulsificateurs, des homogénéiseurs ultrasoniques et d'autres accessoires comme dispositifs supplémentaires de mélange pour répondre aux besoins des procédés spéciaux.

2. Conception de la structure du réacteur

Lors de la conception de la structure de base du réacteur, le volume total est d'abord calculé en fonction de la quantité d'alimentation et combiné au coefficient de charge, puis le rapport diamètre-hauteur est optimisé en fonction de la viscosité du matériau.

Faible viscosité (<500cP) : rapport diamètre-hauteur 1:1,5 à 1:2 (améliore l'efficacité du mélange axial) ;

Haute viscosité (>5000cP) : rapport diamètre-hauteur 1:1 à 1:1,5 (réduction des coins morts du mélange).

 Deuxièmement, il y a le calcul de la résistance de l'arbre et de la puissance :

Formule de couple : T = K_T·ρ·N²·D^5, où N est la vitesse de rotation (tr/s) et D est le diamètre de pas (m). Les matériaux à haute viscosité doivent augmenter la redondance de puissance (facteur de sécurité 1,5-2) ;

Conception du diamètre axial : d≥(16T/πτ)^(1/3). La valeur de la contrainte de cisaillement τ doit prendre en compte l'effet de fatigue causé par la viscosité (par exemple, τ≤80MPa pour l'acier inoxydable 316L).

 Enfin, il y a quelques optimisations détaillées :

Pour les matériaux à haute viscosité, une valve de vidange sans angles morts (avec un diamètre de sortie d'au moins 100 mm) et un angle d'inclinaison d'au moins 30° doit être adoptée pour éviter les résidus.

La position de la gaine du thermomètre doit éviter la zone de forte cisaillement (à plus de 0,3-D de l'hélice de mélange, où D est le diamètre de l'hélice (ml)).

3fonction de Contrôle de Température

Le choix d'un système de contrôle de température inclut principalement les exigences en termes de taux de chauffage et de refroidissement ainsi que les besoins en refroidissement et en chaleur du processus de réaction. Les produits de contrôle de température haute de YHChem Standard peuvent fournir un contrôle de température de la température ambiante jusqu'à un maximum de 300℃, avec une capacité de chauffage allant jusqu'à 60 kW. Les produits à basse température peuvent fournir une température minimale de -120℃, avec une capacité de refroidissement allant jusqu'à 78 kW et une précision de contrôle de température de ±0,5℃.

 De plus, vous pouvez également avoir des exigences telles que le nettoyage à l'intérieur du réacteur, le suivi des paramètres, la protection contre les explosions, la ventilation, le stockage de données, l'exportation ou le contrôle externe, etc. Ces exigences seront satisfaites par certains accessoires supplémentaires. Vous devez contacter les ventes ou les ingénieurs prévente de YHChem, qui les adapteront pour vous en fonction de vos besoins spécifiques et de leur riche expérience professionnelle.