リアクター選択の詳細

リアクターは、現代の工業生産において欠かせない主要な設備であり、化学反応のコアとなる担体です。精密な構造設計とパラメータ設定により、攪拌、溶解、反応、濃縮、蒸発などのさまざまなプロセス要件を満たし、ファインケミカル、バイオ医薬品、食品・農業、新エネルギーなどの業界で広く使用されています。前回の記事では、反応容器の材質や熱伝達システムの初期選択について議論しました。反応タイプと適用シナリオが決まった後、機能選択を行う必要があります。

1. 搅拌機能

まず、搅拌機能に関しては、異なる種類の攪拌羽根が異なる適用シーンに対応します。YHChemリアクターは、幅広い種類の攪拌羽根を提供しています。以下にいくつかの一般的な攪拌羽根の種類とその適用シーンを示します：

 パドルインペラー:

シンプルな構造と低回転速度で、医薬品および食品産業における水溶液、希薄な乳化液および懸濁液の均一な混合や溶解反応に適しています。

 プロペラインペラー：

羽根はらせん状であり、主に軸方向に流れます。溶液の希釈や固体粒子の懸濁など、速い混合と熱伝達が必要なシナリオに適しており、大容量の反応容器での低エネルギー消費の循環要件を実現できます。

 タービンインペラー：

高いせん断力を持つ設計で、径方向と軸方向の流れを持ち、乳化（化粧品産業）や固体-液体懸濁（ナノ材料）など、高せん断分散が必要な状況に適しています。また、医薬品産業における細胞培養メディアの効率的な混合にも適用されます。

 アンカー／フレームインペラ：

ブレードは反応器の壁に密着しており、死点を排除します。これらはポリマー溶解や樹脂合成のような高粘度材料に適しており、反応器の壁におけるペースト状物質の焦げ付きやスラリーの沈殿を防ぐことができます。

 従来の攪拌パドルに加え、YHChemではエマルサー、超音波ホモジナイザーなどのアクセサリーも提供しており、特殊プロセスのニーズに応じた追加攪拌装置として利用できます。

2反応器構造の設計

基本的な反応器構造を設計する際には、まず給料量に基づいて総容積を計算し、充填係数と組み合わせて決定します。その後、素材の粘度に基づいて直径対高さの比率を最適化します。

低粘度 (<500cP)：直径対高さの比率は1:1.5から1:2（軸方向の混合効率を向上させる）;

高粘度 (>5000cP)：直径対高さの比率は1:1から1:1.5（混合時の死点を減らす）。

 次に、シャフトの強度と電力の計算があります：

トルク式: T=K_T·ρ·N²·D^5 ここで、Nは回転数（rps）、Dはピッチ直径（m）。高粘度材料では、余剰電力を増やす必要があります（安全係数1.5-2）;

軸径設計: d≥(16T/πτ)^(1/3)。せん断応力τの値には、粘性によって引き起こされる疲労効果を考慮する必要があります（例えば、316Lステンレス鋼ではτ≤80MPa）。

 最後に、いくつかの詳細な最適化があります：

高粘度材料の場合、デッドコーナーのない吐出弁（出口径が≥100mm）と≥30°の傾斜角を採用し、残留を避けるべきです。

温度計ジャケットの位置は、高剪断領域（攪拌パドルから0.3-D以上離れた場所、ここでDはパドル直径（ml））を避ける必要があります。

3温度制御機能

温度制御システムの選択には、主に加熱および冷却速度の要件と反応プロセスにおける冷却および加熱のニーズが含まれます。YHChem Standardの高温温度制御製品は、室温から最大300℃までの温度制御を提供でき、最大60kwの加熱能力を持っています。低温製品は、最低-120℃の温度を提供でき、最大78kwの冷却能力と±0.5℃の温度制御精度を持っています。

 さらに、リアクター内の清掃、パラメータ監視、防爆、換気、データ保存、エクスポートまたは外部制御などの要件がある場合もあります。これらの要件はいくつかの追加アクセサリーによって満たされます。YHChemの営業担当またはプリセールスエンジニアに連絡し、彼らが豊富な実務経験に基づいてあなたの具体的なニーズに応じてカスタマイズします。