Selezione di Microreattori

Il microreattore a flusso continuo è un dispositivo di reazione continuo che permette un efficiente scambio di massa e calore e garantisce sicurezza intrinseca grazie alla progettazione di canali di flusso stretti. Grazie agli aggiornamenti tecnologici e allo sviluppo degli ultimi anni, sostenuti anche dall'impegno statale, è diventato una tecnologia molto promettente e all'avanguardia a livello mondiale. Le elevate capacità di scambio termico e di massa dei microreattori permettono di sostituire circa il 30% dei reattori oggi utilizzati nell'industria e possono ridurre significativamente il tempo di reazione aumentando il rendimento. Reazioni come la nitrazione e la diazotizzazione, che nella tradizionale conduzione richiedono tempi lunghi e comportano rischi elevati, necessitano urgentemente di essere trasferite ai microreattori. La particolare progettazione dei canali di flusso a livello micrometrico non solo assicura uno scambio efficiente di massa e calore, ma garantisce anche la sicurezza intrinseca della reazione, con una capacità di ritenzione liquida ridotta a pochi litri per singolo reattore. Dunque, nella pratica produttiva, come scegliere il modello più adatto in base alle proprie esigenze? YHChem vi accompagnerà alla scoperta del processo di personalizzazione del sistema microreattore.

La prima fase è quella della ricerca. Durante questa fase, YHChem si confronterà con il cliente su informazioni e tecnologie per completare il test di fattibilità. Successivamente arriva la fase di sviluppo. Sulla base del test di fattibilità, il processo viene ottimizzato e viene progettato il reattore. Durante il processo di progettazione, informazioni come tipo di reazione, reagenti e prodotti rappresentano la chiave per la selezione del microreattore. L'ultima fase è quella produttiva. Dopo il collaudo iniziale, tutti i dati hanno soddisfatto gli standard richiesti. YHChem consegnerà al cliente il progetto chiavi in mano completando la relativa formazione e il servizio post-vendita.

La fase più cruciale tra queste è la fase di sviluppo. Durante questa fase, il team tecnico di YHChem completerà la selezione e la progettazione del microreattore basandosi sulle diverse condizioni del processo:

1. Materiale dell'equipaggiamento:

• Resistenza alla corrosione: Hastelloy è preferito per reazioni forti acide/basiche. I sistemi a solvente organico possono utilizzare acciaio inossidabile 316L.
• Trasmissione della luce: le reazioni fotochimiche richiedono vetro ottico (quarzo) o fluoropolimeri (come PFA);

Conducibilità termica: i materiali metallici sono adatti per reazioni fortemente esotermiche, mentre i materiali non metallici (come carburo di silicio) vengono utilizzati in scenari di isolamento.

2. Dimensione del canale:

• Livello micronico (10-100 μm): ha una grande area superficiale specifica, un'elevata efficienza di scambio di massa e calore ed è adatto a reazioni rapide come la sintesi di nanoparticelle. Tuttavia, presenta un'elevata resistenza al flusso e un alto rischio di intasamento.
• Livello sub-millimetrico (100-500 μm): bilancia efficienza e portata ed è adatto a reazioni omogenee/eterogenee liquido-liquido (come parziale nitrificazione, solfonazione, ecc.), e la dimensione delle particelle deve essere controllata in modo da essere inferiore a un terzo del diametro interno del canale.
• Livello millimetrico (>500 μm): presenta una bassa resistenza al flusso ed è adatto a sistemi con solidi (come idrogenazione catalitica, ecc.), tuttavia l'efficienza del trasferimento di massa diminuisce e deve essere aggiunta una compensazione strutturale per il mescolamento statico.

3. Forma del canale:

• Canali di flusso a forma di cuore: durante il processo di scorrimento, il materiale viene ripetutamente suddiviso e riorganizzato, permettendo di ottenere un'efficace diffusione laminare ed è più adatto per reazioni rapide come nitrificazione, solfonazione e polimerizzazione.
• Canale romboidale: può aumentare l'intensità di turbolenza del fluido ed è adatto ai materiali ad alta viscosità.
• Canale T/Y: adatto alla reazione di preparazione di nanoparticelle che generano precipitati.

4. Metodo di sigillatura:

• Guarnizioni: sono disponibili vari materiali come gomma fluorurata, eteri perfluorinati e materiali compositi in grafite. La selezione deve essere effettuata con cura in base alle condizioni ambientali di corrosione, temperatura, pressione, ecc.

Sigillatura integrata: Sinterizzazione senza pressione, stampaggio monopezzo, adatto per reazioni ad alta pressione, altamente corrosive o ad alta purezza.

Quanto sopra rappresenta alcuni importanti passaggi del processo di selezione dei microreattori. Speriamo che le informazioni condivise possano esserti utili. Se hai altre domande riguardo alla scelta, non esitare a contattare il team tecnico di YHChem. Ti offriremo il nostro più sincero servizio.