마이크로리액터 선택

연속 흐름 마이크로리액터는 좁은 유로 설계를 통해 고효율의 물질 및 열 이동과 본질적 안전성을 실현하는 연속 반응 장치입니다. 최근 몇 년간 기술의 발전과 국가 차원의 지원으로 인해 전 세계적으로 각광받고 있는 핫 기술로 부상하고 있습니다. 마이크로리액터가 가지는 뛰어난 물질 및 열 전달 성능은 현재 생산 공정에서 사용되는 약 30%의 반응기를 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 반응 시간을 크게 단축시키고 반응 수율을 증가시킬 수 있습니다. 질화(nitrification) 및 디아조화(diazotization)와 같은 반응은 전통적인 리액터에서는 오랜 시간이 소요되며 위험도가 높기 때문에, 마이크로리액터로의 전환이 시급한 상황입니다. 마이크로미터 수준의 특수한 유로 설계는 고효율의 물질 및 열 이동을 보장할 뿐만 아니라, 단일 리액터의 액체 유지 용량이 수 리터에 불과함으로써 반응의 본질적 안전성까지 확보합니다. 그렇다면 실제 생산 현장에서는 자신의 요구에 따라 어떻게 모델을 선택해야 할까요? YHChem이 마이크로리액터 시스템의 커스터마이징 과정을 안내해 드리겠습니다.

첫 번째 단계는 연구 단계입니다. 이 단계에서 YHChem은 고객과 정보 및 기술에 대한 협의를 통해 타당성 테스트를 완료하게 됩니다. 다음으로 개발 단계가 진행됩니다. 타당성 테스트 결과를 바탕으로 공정이 최적화되고, 반응기 설계가 이루어집니다. 설계 과정에서는 반응 유형, 반응물 및 생성물과 같은 정보들이 마이크로리액터 선정의 핵심 요소가 됩니다. 마지막 단계는 생산 단계입니다. 가동 시운전 이후 모든 데이터가 기준을 충족하면, YHChem은 고객에게 일괄 납품 프로젝트를 인도하고 관련 교육 및 애프터서비스를 완료하게 됩니다.

이러한 단계들 중 가장 중요한 것은 개발 단계입니다. 이 단계에서 YHChem의 기술 팀은 공정 조건에 따라 마이크로리액터의 선정 및 설계를 완료하게 됩니다:

1. 장비 재질:

• 부식 저항성: 강한 산/알칼리 반응에는 헤스텔로이가 선호됩니다. 유기 용매 시스템에는 316L 스테인리스강을 사용할 수 있습니다.
• 광투과율: 광화학 반응에는 광학유리(석영) 또는 플루오로폴리머(PFA 등)가 필요합니다.

열전도율: 금속 재료는 발열량이 큰 반응에 적합하며, 비금속 재료(예: 탄화규소)는 절연 상황에서 사용됩니다.

2. 채널 크기:

• 마이크론 수준(10~100 μm): 비표면적이 크고 물질 및 열 전달 효율이 높아 나노입자 합성과 같은 고속 반응에 적합합니다. 그러나 유동 저항이 높고 막힘 현상의 위험이 큽니다.
• 서브밀리미터 수준(100~500 μm): 효율성과 유량 사이의 균형을 이루며, 액-액 동상/이상 반응(예: 부분 질산화, 설포네이션 등)에 적합하며, 입자 크기는 채널 내경의 1/3 이하로 제어해야 합니다.
• 밀리미터 수준 (>500 μm): 유동 저항이 낮아 고체를 함유한 시스템(예: 촉매 수소화 등)에 적합하지만, 물질 이동 효율이 감소하므로 정적 혼합 구조 보완이 필요하다.

3. 채널 형태:

• 하트형 흐름 채널: 흐름 과정 중 소재가 반복적으로 분할되고 재배치되며, 효율적인 층류 확산을 달성할 수 있어 질화, 설폰화, 중합과 같은 급속 반응에 더욱 적합하다.
• 마름모형 채널: 유체의 난류 강도를 증대시킬 수 있으며 고점성 소재에 적합하다.
• T/Y형 채널: 침전물을 생성하는 나노입자의 제조 반응에 적합하다.

4. 밀폐 방식:

• 밀폐재: 플루오로고무, 전불화에터, 그래파이트 복합재료 등 다양한 소재가 있다. 환경 부식 조건, 온도, 압력 등을 기준으로 신중하게 선택해야 한다.

통합 밀폐 구조: 무압 소결, 일체 성형으로 고압, 고부식 또는 고순도 반응에 적합.

위에서 언급한 내용은 마이크로리액터 선택 과정에서 일부 중요한 단계들입니다. 저희가 제공한 정보가 도움이 되었기를 바랍니다. 선택과 관련하여 추가로 문의사항이 있으시면 YHChem 기술팀에 언제든지 문의해 주세요. 고객님께 가장 진심 어린 서비스를 제공해 드리겠습니다.