Примена технологије континуираног тока и микрореактора у индустрији нових материјала

И. Технолошке предности и индустријска вредност

Технологија континуираног тока и микрореактори, као револуционарне иновације у области хемијског инжењерства, преобразују Р&Д и производне моделе индустрије нових материјала својим високоефикасним преносом масе и топлоте, прецизном контролом процеса и сасвим сигурном. Дизајн канала у микрометрима микрореактора YHChem YMC пружа специфичну површину 10100 пута већу од традиционалних реактора за серије, што значајно побољшава брзину реакције и селективност. На пример, у био-базираној синтези материјала, микрореактори повећавају принос ФДЦА (2,5-фурандикарбоксилне киселине) на више од 90% кроз интензивно мешање турбулентом и хетерогену катализацију, а истовремено смањују потрошњу растворитеља за 50%. Поред тога, технологија континуираног протока омогућава беспрекорно повећање од лабораторијских испитивања до производње у индустријском обиму (10.000+ тона / година) помоћу модуларног дизајна и онлине система за праћење, што драстично скраћује циклусе развоја нових производа.

II. Уговор Основни сценарија примене и студије случаја

· Синтеза био-базираних материјала
Прецизно контролишући услове реакције гас-течност-тврда материја, микрореактори YHChem решавају изазове као што су деактивација катализатора и формирање нуспродуката у традиционалним процесима. Ово омогућава производњу ФДЦА и ПЕФ-а (полителен 2,5-фурандикарбоксилат) у великој мери чистијести веће од 99,5%, који се примењују у специјалним инжењерским пластикама и електронским полупроводничким паковањима. Слично томе, систем континуираног протока Универзитета Пердуе оптимизује Хофманну реакцију реаргањена путем фотохемијских микрореактора, смањујући садржај нечистоћа са 5% на 0,5% и унапређујући производњу фотосензитивних материјала.

· Развој високо-испечавања полимера
УВ-оштриве флексибилне винилске смоле синтетизоване у микрореакторима избегавају гелацију контролисањем температурног градијента (флуктуација ± 1 °C), постижући 98% пролазности светлости за висококвалитетне премазе и материјале за 3Д штампу У синтези ПИ (полимида) мономера, технологија континуираног протока повећава ефикасност припреме за 40% и смањује трошкове за 30% путем катализа фиксног кревета и континуиране десолуције.

· Наноматеријали и електронске хемикалије
Микрофлуидика капљица микрореактора омогућава прецизну синтезу нанокатализатора. Нанокатализатори које је подржала компанија показују стандардно одступање расподеле величине честица од < 2 нм и живот циклуса од 300 сати, примењени у високочистим електронским течностима за еццхинг. За синтезу прекурсора угљенских влакана, процеси континуираног протока постижу прецизну контролу расподеле молекуларне тежине кроз вишестепене микромиксере, повећавајући чврстоћу на истезање за 25%.

· Материјали за зелену енергију
Тим Универзитета Цинхуа је развио нове литијум-јонске батерије и електроде користећи YHChem континуирано-пролазну фотокаталитичку технологију. Контролисањем величине наночестица (50 ± 5 нм) путем равномерног пада у микроканалима, животни циклус батерије прелази 2.000 циклуса. Микрореактори такође смањују натовар платине у катализаторима водородних горивних ћелија на 0,1 мг / цм2 кроз технологију суперкритичних течности, смањујући трошкове на 1/5 традиционалних метода.

III. Изазови индустрије и њене решења

Упркос предностима технологије континуираног протока, његово усвајање у индустрији нових материјала суочава се са препрекама као што су високи трошкови опреме и ризици запљушчења у чврсто-течним системима. Микрореактори са континуираним протоком YHChem решавају ове изазове са:

интелигентна интеграција: прецизна контрола процеса заснована на ПИД-у, мулти-модулно праћење у реалном времену и координирана контрола на више нивоа за оптимизацију расподеле времена боравка и стабилизацију услова реакције.

· Дискски канали протока: Динамички дискови микрореактори YHChem имају јединствен дизајн унутрашњег пута који генерише брзи проток, омогућавајући ефикасан пренос масе/топлоте док се баве реакцијама гас-течност-тврдост са суспензијама са ниским садржајем чврсто

· Модуларни дизајн и индустријски системи за скид: Уређаји у лабораторијском обиму нуде модуле који се могу прилагодити, док индустријски системи који се монтирају на скид аутоматизују све процесе рада, смањујући стопало у односу на традиционалне реакторе у серији за 90%.

ИВ. Закључак

Технологија континуираног протока и микрореактори покрећу индустрију нових материјала ка високој ефикасности, одрживости и прилагођавању. Од јефтине производње био-базираних материјала до синтезе високопрецизних нанокатализатора, њихове примене опсежују критична поља као што су електроника, енергија и заштита животне средине. Са наставним технолошким напредоцима и индустријском сарадњом, предвиђа се да ће технологија континуираног протока доминирати преко 50% основних процеса нових материјала до 2030. године.