벽이 없는 미세 흐름 반응기는 화학 반응을 배치식이 아닌 연속적으로 수행할 수 있는 장치이다. 일반적으로 그러한 반응기는 유리, 금속 또는 세라믹으로 제작되며, 반응물의 효율적인 혼합 및 열전달이 가능하도록 설계되었다. 이러한 반응기는 기존의 배치식 반응기보다 훨씬 작아서 온도, 압력 및 체류 시간과 같은 반응 조건을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
연속 흐름식 마이크로리액터는 여러 가지 장점을 제공합니다. 가장 중요한 장점은 반응을 보다 안전하고 체계적으로 수행할 수 있다는 가능성입니다. 반응이 지속적으로 일어나기 때문에 비정상적인 반응이나 문제 발생 가능성이 적습니다. 또한, 흐름 조건에서 마이크로리액터를 사용하면 반응 조건을 우수하게 제어할 수 있으며, 제품의 수율과 순도를 향상시킬 수 있습니다.
연속 흐름식 마이크로리액터를 사용하면 배치 리액터에서는 불가능한 반응도 수행할 수 있다. 예를 들어, 일부 반응의 경우 체류 시간, 온도 또는 혼합의 조절이 필요하며 이러한 조건은 연속 흐름식 마이크로리액터에서 보다 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 배치 리액터에서 반응 조건을 유지하기 위해 필요한 가열 또는 냉각의 요구량과 에너지 소비량이 연속 흐름식 마이크로리액터에서는 더 낮다.
마이크로혼합기는 유기 합성 분야에서 널리 활용되고 있다. 이들은 소분자 의약품 및 API 제조를 위한 제약 산업에서 광범위하게 사용되며, 특수 화학물질, 고분자 및 농약 합성 분야에도 적용되고 있다. 연속 흐름식 합성에 대한 확률적 접근법: 그지보우스키(Grzybowski) 등.
연속 흐름 마이크로리액터를 설계할 때 최적의 성능은 다양한 요인에 따라 결정됩니다. 이러한 요인에는 리액터의 기하학적 구조, 제작 재질, 유량, 온도 조절 및 혼합 효율이 포함됩니다. 특히 리액터는 반응 자체, 체류 시간, 반응 속도론 및 열전달의 정도에 따라 사례별로 설계되어야 합니다.
리액터 설계, 신소재 및 제어 시스템의 발전과 혁신이 지속됨에 따라 연속 흐름 마이크로리액터 기술의 미래는 밝습니다. 연속 흐름 마이크로리액터는 점점 더 깨끗하고 지속 가능하며 친환경 화학 공정에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 요구사항에 대한 효과적인 해결책이 될 것으로 예상됩니다.
그러나 연속 흐름 미세반응기 기술에는 해결이 필요한 몇 가지 문제가 존재하는데, 그 중 다음의 두 가지가 대표적이다. 가장 큰 장애물 중 하나는 이러한 반응기를 상업적 생산을 위해 확장하는 방법이다. 연속 운전을 위한 흐름형 미세반응기는 학술적 수준에서는 실제로 사용된 바 있지만, 확장성, 비용 및 안전성과 같은 이유로 인해 생산 수준으로의 확장은 여전히 어려움이 있다.