Вибір мікрореакторів

Мікрореактор безперервної дії є пристроєм для проведення реакцій у безперервному режимі, який забезпечує ефективний масо- та теплообмін і власну безпеку завдяки конструкції з вузькими каналами потоку. У зв'язку з технологічними оновленнями та розвитком останніх років, а також підтримкою з боку держави, ця технологія набула широкого міжнародного визнання й стала гарячою темою. Високоэффективні можливості масо- та теплообміну дозволяють мікрореакторам замінити приблизно 30% реакторів, що застосовуються виробництвом сьогодні, значно скоротити час реакції та підвищити її вихід. Реакції, такі як нітроування й діазотування, які тривають довго і супроводжуються високим ризиком у традиційних реакторах, потребують термінового переходу на мікрореактори. Особлива конструкція каналів потоку на мікрорівні не лише забезпечує ефективний масо- та теплообмін, але й досягає внутрішньої безпеки процесу з об'ємом рідини в окремому реакторі всього в кілька літрів. Отже, у реальному виробництві, як правильно обрати модель, виходячи з власних потреб? YHChem допоможе вам ознайомитися з процесом налаштування системи мікрореактора.

Перший етап — це дослідницька фаза. На цьому етапі YHChem спілкуватиметься з клієнтом щодо інформації та технологій для завершення перевірки здійснення. Потім настає етап розробки. На основі перевірки здійснення процес оптимізується та проектується реактор. Під час процесу проектування така інформація, як тип реакції, реагенти та продукти, є ключовою для вибору мікрореактора. Останній етап — це виробнича фаза. Після пускових випробувань усі дані відповідають стандартам. YHChem передасть замовнику готовий проект та забезпечить відповідне навчання та післяпродажне обслуговування.

Найважливішим етапом серед них є етап розробки. На цьому етапі технічна команда YHChem виконає вибір та проектування мікрореактора на основі різних умов процесу:

1. Матеріал обладнання:

• Стійкість до корозії: для реакцій з сильною кислотою/лугом використовують Hastelloy. У системах органічних розчинників можна застосовувати нержавіючу сталь 316L.
• Прозорість для світла: для фотохімічних реакцій потрібне оптичне скло (кварц) або фторопласти (наприклад, PFA);

Теплопровідність: металеві матеріали підходять для сильних екзотермічних реакцій, тоді як неметалеві матеріали (наприклад, карбід кремнію) використовуються в ізоляційних умовах.

2. Розмір каналу:

• На рівні мікронів (10–100 мкм): має велику питому поверхню, високу ефективність масо- та теплопередачі, підходить для швидких реакцій, таких як синтез наночастинок. Однак має виский опір потоку та великий ризик забивання.
• На субміліметровому рівні (100–500 мкм): забезпечує баланс між ефективністю й об’ємом потоку, підходить для гомогенних/гетерогенних рідко-рідкісних реакцій (наприклад, часткове нітрирування, сульфування тощо), необхідно контролювати розмір частинок так, щоб він був меншим за одну третину діаметра каналу.
• Рівень міліметра (>500 мкм): Має низький опір потоку та підходить для систем з твердими включеннями (наприклад, каталітичне гідрування тощо), але ефективність масопередачі зменшується, тому необхідно додати компенсацію статичною структурою змішування.

3. Форма каналу:

• Серцеподібні канали: Під час руху потоку матеріал багаторазово поділяється та перегруповується, що забезпечує ефективну ламінарну дифузію і більше підходить для швидких реакцій, таких як нітрування, сульфування та полімеризація.
• Ромбоподібний канал: Посилює інтенсивність турбулентності рідини та підходить для високов’язких матеріалів.
• T/У-подібний канал: Підходить для синтетичних реакцій при отриманні наночастинок, що утворюють осад.

4. Метод ущільнення:

• Ущільнення: Існують різноманітні матеріали, такі як фторкаучук, перфторефір та графітові композити. Необхідно обирати з урахуванням умов корозії середовища, температури, тиску тощо.

Комплексне ущільнення: спікання без тиску, формування за один раз, підходить для реакцій під високим тиском, високої корозійної активності або високої чистоти.

Вище наведено кілька важливих етапів у процесі вибору мікрореакторів. Ми сподіваємось, що наш досвід стане вам корисним. Якщо виникнуть інші запитання щодо вибору, будь ласка, звертайтеся до технічної команди YHChem. Ми надамо вам найщиріше обслуговування.