Detalhes da Seleção do Reator

O reator, como equipamento chave indispensável na produção industrial moderna, é o portador central das reações químicas. Através de um design estrutural preciso e configuração de parâmetros, ele pode atender a diversos requisitos de processo, como mistura, dissolução, reação, concentração e evaporação, sendo amplamente utilizado nos setores de produtos químicos finos, biotecnologia farmacêutica, alimentos e agricultura, nova energia e outros. O artigo anterior discutiu a seleção inicial do material do vaso de reação e do sistema de transferência de calor, entre outros. Após determinar o tipo de reação e o cenário de aplicação, deve-se realizar a seleção funcional.

1. Função de agitação

Primeiro, em relação à função de agitação, diferentes tipos de pás de agitação correspondem a diferentes cenários de aplicação. Os reatores YHChem oferecem uma ampla gama de tipos de pás de agitação para escolha. A seguir, listam-se alguns tipos comuns de pás de agitação e seus cenários aplicáveis:

 Rotor de Pás:

Possui uma estrutura simples e baixa velocidade de rotação, o que a torna adequada para misturas uniformes e reações de dissolução de soluções aquosas, emulsões diluídas e suspensões nos setores farmacêutico e alimentício.

 Hélice Propulsora:

As pás têm forma helicoidal e o fluxo é principalmente axial. Elas são adequadas para cenários como diluição de soluções e suspensão de partículas sólidas que exigem mistura rápida e transferência de calor, e podem atender aos requisitos de circulação de baixo consumo de energia em reatores de grande volume.

 Hélice de Turbina:

O design de alta força de cisalhamento, com fluxo tanto radial quanto axial, é adequado para situações que exigem alta dispersão por cisalhamento, como emulsificação (na indústria cosmética) e suspensão sólido-líquida (em nanomateriais), além de ser aplicável à mistura eficiente de meios de cultura celular na indústria farmacêutica.

 Anchor/Frame Impeller:

As pás estão em contato próximo com a parede do reator, eliminando cantos mortos. Elas são adequadas para materiais de alta viscosidade, como o derretimento de polímeros e a síntese de resinas, e podem evitar o coqueamento de materiais pastosos na parede do reator e a deposição de lodo.

 Além das tradicionais pás agitadoras, a YHChem também oferece homogeneizadores, ultrassom homogeneizadores e outros acessórios como dispositivos adicionais de agitação para atender às necessidades de processos especiais.

2. Design da Estrutura do Reator

Ao projetar a estrutura básica do reator, primeiro calcula-se o volume total com base na quantidade de alimentação e combinado com o coeficiente de carga, e depois otimiza-se a razão diâmetro-altura de acordo com a viscosidade do material.

Baixa viscosidade (<500cP) : razão diâmetro-altura 1:1.5 a 1:2 (aumenta a eficiência da mistura axial);

Alta viscosidade (>5000cP) : razão diâmetro-altura 1:1 a 1:1.5 (reduzindo cantos mortos de mistura).

 Em segundo lugar, há o cálculo da força do eixo e potência:

Fórmula de torque: T=K_T·ρ·N²·D^5, onde N é a velocidade de rotação (rpm) e D é o diâmetro de pitch (m). Materiais de alta viscosidade precisam aumentar a redundância de potência (fator de segurança 1.5-2);

Design do diâmetro axial: d≥(16T/πτ)^(1/3). O valor do esforço de cisalhamento τ deve levar em consideração o efeito de fadiga causado pela viscosidade (por exemplo, τ≤80MPa para aço inoxidável 316L).

 Por fim, existem algumas otimizações detalhadas:

Para materiais de alta viscosidade, deve-se adotar uma válvula de descarga sem cantos mortos (com um diâmetro de saída de ≥100mm) e um ângulo de inclinação de ≥30° para evitar resíduos.

A posição da manga do termômetro deve evitar a área de alta cisalhamento (a mais de 0,3-D da pás de agitação, onde D é o diâmetro da pá em ml).

3. Função de Controle de Temperatura

A escolha de um sistema de controle de temperatura inclui principalmente os requisitos para taxas de aquecimento e resfriamento e as demandas de resfriamento e calor do processo de reação. Os produtos de controle de temperatura de alta temperatura da YHChem Standard podem fornecer controle de temperatura de temperatura ambiente até um máximo de 300℃, com capacidade de aquecimento de até 60kw. Os produtos de baixa temperatura podem fornecer uma temperatura mínima de -120℃, com capacidade de resfriamento de até 78kw e precisão de controle de temperatura de ±0,5℃.

 Além disso, você pode ter também requisitos como limpeza interna do reator, monitoramento de parâmetros, à prova de explosões, ventilação, armazenamento de dados, exportação ou controle externo, etc. Esses requisitos serão atendidos por alguns acessórios adicionais. Você precisa entrar em contato com as vendas ou engenheiros pré-vendas da YHChem, que os personalizarão para você com base nas suas necessidades específicas e em sua ampla experiência de trabalho.