202106161559微流體技術性中的你、我、他

伴隨著對微通道反應器掌握的深層次,大夥兒對微反應器基本上都不會再生疏,它是運用細致生產加工技術性生產制造的特點規格在10到1000μm中間的一個小型反應器,實質是高對流傳熱實際效果、高傳熱效,要想完成真真正正的持續化生產制造、機械自動化,就必須對微反應技術性有更深層次的掌握和更深入的了解。

Microfluidics

做為一項具備顛覆性的新技術應用,近些年微化工技術在一些行業的現代化運用早已營銷推廣起來,優點也被諸多的創業者接納,而且在處理傳統式化工廠生產制造中存有的耗能高、高效率低、風險性高、產品品質良莠不齊等眾多缺點上表明了無法比擬的優點。可是現階段牽制微反應器大規模營銷推廣的要素能夠 梳理為二點:一是技術性層面;二是經濟發展層面。

1.技術性層面

微反應器的應用技術層面的剖析,試驗室環節必須對反映工藝開展相對完善的科學研究,動力學模型數據信息和熱學數據信息是設計方案微反應器工藝不可或缺的數據資料。從基本原理上清除掉不宜微通道反應器的狀況:

(一)原材料是固態,且沒法根據有機溶劑融解或熔化的方式完成液體入料;

(二)反映自身存有反映均衡,反映全過程中必須清除某一物質,才可以使反映往右邊推動的反映工藝,例如反映全過程造成汽體或是水份。

現代化運用環節的技術性層面,不僅僅是滯留在將反映做取得成功的層面上,必須一套詳細的系統軟件,必須相對應的工藝線路與之配套設施。這如同一個中小型的建築工程設計,必須各技術專業的相互配合與協作,例如包含反映工藝科學研究、工藝提升和設計方案、反應器設計方案、建築工程設計、安全性剖析、原材料挑選、儀表設備型號選擇、自動控制系統程序編寫與設計方案這些;此外傳統式的應用化學中‘三傳一反’基礎理論在微反應技術性中也不會再徹底可用。公司在運用微反應設備開展生產制造時,對公司管理者和專業技術人員也明確提出了新的規定,必須她們思想觀念和知識體系立即升級,假如仍然沿用傳統式反應罐反映的實際操作方法和管理機制,難以做到微反應器設備的最好實際效果,而且微反應器也不是買回來就能用好的,它必須一套詳細的系統軟件,必須相對應的工藝線路與之配套設施,公司在這些方面要資金投入大量的人力資源和資產,才可以充分發揮微化工技術較大的優點。

2.經濟發展層面

經濟發展層面有兩個層面必須擔心,一個是動力學模型自身是快反映,能夠 選用微反應器設備在幾十秒內反映進行,可是商品的增加值十分的低,這個問題就滯留在經濟發展層面必須考慮到的事兒;另一個是許多公司老總都是會問起的難題,生產量2000噸的機器設備項目投資是要多少錢,這一便是傳統式反應罐和微通道反應器這類連續流機器設備邏輯思維上的不一樣,一套同樣的微通道反應器會遭遇各種各樣不一樣的反映,不一樣反映的轉換率和成品率也會出現差別,這就必須有一個數值來考量微通道反應器的工作能力-產出量(即流過微反應器的全部原材料量),從這些方面考慮到,停留的時間是1min和5min的2個反映,一樣的一套機器設備,他的解決工作能力相距5倍。也有便是必須預測該反映是不是合適微通道反應器。

第一類:瞬間反應

反映藥物半衰期低於1s,這類反映關鍵受外部經濟混和實際效果操縱,即受對流傳熱過程管理,如鈦酸異丙酯、硝化反應、溴化、氟化等;因為傳統式反應器對流傳熱實際效果較弱,故反映完成時,全過程無法操縱,且產品品質較弱。這類反映較為合適微通道反應器。

第二類:快反映

反映藥物半衰期處於1s~10min中間,處在對流傳熱全過程和本征動力學模型一同操縱地區,混和實際效果對這種反映的危害較小、乃至可忽略;但當這種反映的轉化成焓很大時,選用基本限度反應器一般不可以立即把發熱量移除,易導致部分溫度過高,最後造成 反映全過程無法控制和不良反應的產生,使反映可選擇性和產出率減少;而從微反應器的高效率熱傳導特性則能夠 使反映在較低溫度場下穩定開展,反映全過程易控,可提升 目地物質的可選擇性和產出率。僅在嚴苛標准下才可以產生的反映,如:反映在高溫、髙壓標准下。生成物、物質均為有毒化學物質或反映放熱反應強烈的反映等,若從生產過程安全性視角考慮到,則適合在微反應器內開展,可極大地提高全過程安全系數。

第三類:慢反映

反映藥物半衰期超過10min,處在本征動力學模型的操縱地區,該類反映理當更合適於間歇性或半間歇性釜式反應器;但針對僅在嚴苛標准下才可以產生的反映,如:反映在高溫、髙壓下,生成物、物質均為有毒化學物質或反映放熱反應強烈的反映等,若從生產過程安全性視角考慮到,則適合在微反應器內開展,可極大地提高全過程安全系數。

有關經濟發展層面也有第三個必須考慮到的,有時大家也會從經濟發展層面作出一些分辨,這一反映不宜微通道反應器,例如一個停留的時間(本征動力學模型上的停留的時間)超出30min的反映,不是說他不宜微通道反應器,假如資金投入充足的機器設備花費,他也是沒有問題的,只不過是假如選用微反應器,機器設備戶數較多,導致成本費過高而不宜微反應工藝。

針對這種不一樣的思索方式,大夥兒能夠 依據自身的具體反映狀況開展剖析,恰當的對待微反應器和微化工技術。

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