Mikroreaktörlerin Seçimi

Sürekli akışlı mikroreaktör, dar akış kanalı tasarımı sayesinde etkili kütle ve ısı transferi ile içsel güvenliği sağlayan sürekli reaksiyon cihazıdır. Son yıllarda yaşanan teknolojik güncellemeler ve devletin teşvikiyle dünya çapında büyük ilgi gören bir anahtar teknoloji haline gelmiştir. Mikroreaktörlerin son derece etkili kütle ve ısı transferi özellikleri sayesinde üretimde kullanılan reaktörlerin yaklaşık %30'unun yerine geçmekte, reaksiyon süresini önemli ölçüde kısaltmakta ve reaksiyon verimini arttırmaktadır. Geleneksel reaktörlerde uzun süren ve yüksek risk taşıyan nitrolama ve diazotizasyon gibi reaksiyonların acilen mikroreaktör sistemlerine dönüşmesi gerekmektedir. Mikrometre seviyesinde özel akış kanalı tasarımı, etkili kütle ve ısı transferinin yanında tek bir reaktörün sıvı tutma kapasitesi birkaç litre seviyesine kadar düşerek reaksiyonun içsel güvenliğini sağlamaktadır. Bu nedenle, gerçek üretim sürecinde kendi ihtiyaçlarımıza göre nasıl bir model seçmeliyiz? YHChem, mikroreaktör sisteminin özelleştirme sürecini inceleyeceğiz.

İlk aşama araştırma aşamasıdır. Bu aşamada YHChem, olurluk testini tamamlamak için müşteriyle bilgi ve teknoloji konularında iletişim kuracaktır. Ardından geliştirme aşaması gelir. Olurluk testine dayanarak süreç optimize edilir ve reaktör tasarlanır. Tasarım süreci boyunca reaksiyon tipi, reaktifler ve ürünler gibi bilgiler mikroreaktörün seçimi açısından kilit öneme sahiptir. Son aşama ise üretim aşamasıdır. Başlangıç deneme işletmesinden sonra tüm veriler standartları karşılamıştır. YHChem, anahtar teslimi projeyi müşteriye teslim edecek ve ilgili eğitimleri ile satış sonrası hizmetleri tamamlayacaktır.

Bunlar arasında en kritik aşama geliştirme aşamasıdır. Bu aşamada YHChem'in teknik ekibi, prosesin çeşitli koşullarına dayanarak mikroreaktörün seçimini ve tasarımını gerçekleştirecektir:

1. Ekipman malzemesi:

• Korozyon direnci: Hastelloy, güçlü asit/baz reaksiyonları için tercih edilir. Organik çözücü sistemlerinde 316L paslanmaz çelik kullanılabilir.
• Işık geçirgenliği: Foto kimyasal reaksiyonlar optik cam (kuvars) veya floropolimerleri (PFA gibi) gerektirir;

Isı iletkenliği: Metal malzemeler güçlü ekzotermik reaksiyonlar için uygundur, izolasyon gerektiren senaryolarda ise metal olmayan malzemeler (silisyum karbür gibi) kullanılır.

2. Kanal boyutu:

• Mikron seviyesi (10 ila 100 μm): Büyük özgül yüzey alanına, yüksek kütle ve ısı transfer verimliliğine sahiptir ve nanopartikül sentezi gibi hızlı reaksiyonlar için uygundur. Ancak, yüksek akış direncine ve tıkanma riskine sahiptir.
• Alt-milimetre seviyesi (100-500 μm): Verimlilik ve akış hızı arasında denge kurar, sıvı-sıvı homojen/heterojen reaksiyonlar (kısmi nitrifikasyon, sülfonlama vb.) için uygundur ve partikül boyutunun kanal iç çapının üçte birinden küçük olması sağlanmalıdır.
• Milimetre seviyesi (>500 μm): Akış direnci düşüktür ve katalitik hidrojenasyon vb. gibi katı içeren sistemler için uygundur; ancak kütle geçiş verimliliği azalır ve statik karıştırma yapısı telafisi eklenmelidir.

3. Kanal şekli:

• Kalp şeklindeki akış kanalları: Akış sürecinde malzeme tekrar bölünür ve yeniden düzenlenir, bu da etkili laminar difüzyon sağlar ve nitrifikasyon, sülfonasyon ve polimerizasyon gibi hızlı reaksiyonlar için daha uygundur.
• Eşkenar dörtgen kanal: Sıvının türbülans yoğunluğunu artırır ve yüksek viskoziteli malzemeler için uygundur.
• T/Y kanal: Çökeltiler oluşturulan nanopartiküllerin hazırlanma reaksiyonu için uygundur.

4. Sızdırmazlık yöntemi:

• Contalar: Florokauçuk, perfloroeter ve grafit kompozit gibi çeşitli malzemeler mevcuttur. Ortamın korozyon koşulları, sıcaklık, basınç vb. parametrelere göre dikkatli seçim yapılmalıdır.

Tümleşik sızdırmazlık: Basınçsız sinterleme, tek parça kalıplama, yüksek basınçlı, aşındırıcı veya yüksek saflıkta reaksiyonlar için uygun.

Yukarıdakiler mikroreaktörlerin seçim sürecindeki bazı önemli adımlardır. Paylaşımlarımızın size faydalı olacağını umuyoruz. Seçimle ilgili başka sorularınız varsa, lütfen YHChem teknik ekibiyle iletişime geçmekten çekinmeyin. Size en samimi hizmeti sunacağız.