Seleção de Microreatores

O microreator de fluxo contínuo é um dispositivo de reação contínua que alcança uma transferência eficiente de massa e calor, bem como segurança intrínseca, por meio do design de canais de fluxo estreitos. Graças às atualizações e desenvolvimentos tecnológicos dos últimos anos e ao incentivo do governo, tornou-se uma tecnologia altamente aguardada e relevante em todo o mundo. As capacidades altamente eficientes de transferência de massa e calor dos microreatores permitem substituir cerca de 30% dos reatores atualmente utilizados na produção, podendo reduzir significativamente o tempo de reação e aumentar o rendimento da reação. Reações como nitrificação e diazotização, que levam muito tempo e apresentam riscos elevados nos reatores tradicionais, precisam urgentemente ser transformadas com o uso de microreatores. O design especial dos canais de fluxo em escala micrométrica não apenas garante uma transferência eficiente de massa e calor, mas também proporciona segurança intrínseca à reação, com uma capacidade de retenção líquida tão baixa quanto alguns litros em um único reator. Assim, na prática da produção industrial, como devemos selecionar o modelo adequado com base em nossas próprias necessidades? A YHChem vai guiá-lo pelo processo de personalização do sistema de microreatores.

A primeira fase é a fase de pesquisa. Durante esta fase, a YHChem comunicará com o cliente sobre informações e tecnologia para concluir o teste de viabilidade. Em seguida, vem a fase de desenvolvimento. Com base no teste de viabilidade, o processo é otimizado e o reator é projetado. Durante o processo de projeto, informações como o tipo de reação, reagentes e produtos são fundamentais para a seleção do microreator. A fase final é a fase de produção. Após a operação inicial, todos os dados atenderam aos padrões exigidos. A YHChem entregará ao cliente o projeto completo e realizará o treinamento e o serviço pós-venda pertinentes.

A fase mais crucial entre elas é a fase de desenvolvimento. Durante esta fase, a equipe técnica da YHChem realizará a seleção e o projeto do microreator com base em diversas condições do processo:

1. Material do equipamento:

• Resistência à corrosão: Hastelloy é preferido para reações fortes com ácidos/bases. Sistemas de solventes orgânicos podem utilizar aço inoxidável 316L.
• Transmitância luminosa: Reações fotoquímicas requerem vidro óptico (quartzo) ou fluoropolímeros (como PFA);

Condutividade térmica: Materiais metálicos são adequados para reações fortemente exotérmicas, enquanto materiais não metálicos (como carbeto de silício) são utilizados em cenários de isolamento.

2. Tamanho do canal:

• Nível micrométrico (10 a 100 μm): Possui uma grande área superficial específica, alta eficiência de transferência de massa e calor, sendo adequado para reações rápidas como a síntese de nanopartículas. No entanto, apresenta alta resistência ao fluxo e alto risco de entupimento.
• Nível submilimétrico (100-500 μm): Equilibra eficiência e vazão, sendo adequado para reações homogêneas/heterogêneas líquido-líquido (como nitrificação parcial, sulfonação, etc.), devendo o tamanho das partículas ser controlado para ser inferior a um terço do diâmetro interno do canal.
• Nível milimétrico (>500 μm): Possui baixa resistência ao fluxo e é adequado para sistemas com sólidos (como hidrogenação catalítica, etc.), porém a eficiência de transferência de massa diminui, sendo necessário adicionar compensação por estrutura de mistura estática.

3. Formato do canal:

• Canais de fluxo em forma de coração: Durante o processo de escoamento, o material é repetidamente dividido e reorganizado, o que permite alcançar uma difusão laminar eficiente, sendo mais adequado para reações rápidas, como nitração, sulfonação e polimerização.
• Canal rômbico: Pode intensificar a turbulência do fluido e é adequado para materiais de alta viscosidade.
• Canal T/Y: Adequado para reações de preparação de nanopartículas que geram precipitados.

4. Método de vedação:

• Vedadores: Existem diversos materiais disponíveis, como borracha fluorada, éter perfluorado e materiais compostos de grafite. A seleção deve ser cuidadosa, com base nas condições corrosivas do ambiente, temperatura, pressão, entre outros.

Selagem integrada: sinterização sem pressão, moldagem em uma única peça, adequada para reações de alta pressão, altamente corrosivas ou de alta pureza.

Acima estão algumas etapas importantes no processo de seleção de microreatores. Esperamos que nosso compartilhamento seja útil para você. Se tiver mais alguma dúvida sobre a seleção, entre em contato com a equipe técnica da YHChem. Ofereceremos a você o mais sincero atendimento.