Úvod
Vsádkový reaktor je obecný termín pro typ nádoby široce používaný v chemickém průmyslu. Její název je poněkud zavádějící, protože nádoby tohoto typu se používají pro celou řadu procesních operací, jako je rozpouštění pevných látek, míchání produktů, chemické reakce, vsádková destilace, krystalizace, extrakce kapalina/kapalina a polymerace. V tomto tématu se budeme zabývat pouze vsádkovým reaktorem, protože tento typ reaktoru se používá pro výrobu psychoaktivních látek.
Typický vsádkový reaktor se skládá ze zásobní nádrže s míchadlem a integrovaným systémem ohřevu/chlazení. Tyto nádoby mohou mít různou velikost od méně než 1 litru až po více než 15 000 litrů. Obvykle se vyrábějí z oceli, nerezové oceli, oceli se skleněnou vložkou, skla nebo exotické slitiny. Kapaliny a pevné látky se obvykle plní prostřednictvím přípojek v horním krytu reaktoru. Páry a plyny se rovněž odvádějí přes přípojky v horní části nebo přes kondenzátor. Kapaliny se obvykle vypouštějí ze spodní části. Výhody vsádkového reaktoru spočívají v jeho univerzálnosti. V jediné nádobě lze provádět sled různých operací, aniž by bylo nutné porušit ochranný kryt. To je zvláště užitečné při zpracování toxických nebo vysoce účinných sloučenin.
Vsádkové reaktory se používají pro většinu reakcí prováděných v laboratoři. Reaktanty se umístí do zkumavky, baňky nebo kádinky. Smíchají se, často se zahřívají, aby reakce proběhla, a poté se ochladí. Produkty se vylijí a v případě potřeby přečistí. Tento postup se provádí také v průmyslu, přičemž hlavní rozdíl spočívá ve velikosti reaktoru a množství reaktantů.
Typický vsádkový reaktor se skládá ze zásobní nádrže s míchadlem a integrovaným systémem ohřevu/chlazení. Tyto nádoby mohou mít různou velikost od méně než 1 litru až po více než 15 000 litrů. Obvykle se vyrábějí z oceli, nerezové oceli, oceli se skleněnou vložkou, skla nebo exotické slitiny. Kapaliny a pevné látky se obvykle plní prostřednictvím přípojek v horním krytu reaktoru. Páry a plyny se rovněž odvádějí přes přípojky v horní části nebo přes kondenzátor. Kapaliny se obvykle vypouštějí ze spodní části. Výhody vsádkového reaktoru spočívají v jeho univerzálnosti. V jediné nádobě lze provádět sled různých operací, aniž by bylo nutné porušit ochranný kryt. To je zvláště užitečné při zpracování toxických nebo vysoce účinných sloučenin.
Vsádkové reaktory se používají pro většinu reakcí prováděných v laboratoři. Reaktanty se umístí do zkumavky, baňky nebo kádinky. Smíchají se, často se zahřívají, aby reakce proběhla, a poté se ochladí. Produkty se vylijí a v případě potřeby přečistí. Tento postup se provádí také v průmyslu, přičemž hlavní rozdíl spočívá ve velikosti reaktoru a množství reaktantů.
Vsádkové reaktory
Použití při výrobě léčiv
Každá výroba omamných a účinných látek vyžaduje syntézu. Pro malé objemy stačí použít malé reakční nádoby (hruškovité nebo malé dvou/trojhrdlé baňky). Při zvětšování výroby se chemik potýká s řadou problémů, jako je zvětšení objemu reakční hmoty, zlepšení přenosu tepla a míchání, pohodlné nakládání/vykládání činidel, kontrola míchání atd. Všechny tyto problémy se řeší výběrem a zakoupením vhodného dávkovacího reaktoru. V tomto tématu jsem se snažil co nejjednodušeji vysvětlit, o jaké zařízení se jedná, jak ho používat, udržovat a vybrat ke koupi.
Součásti typického vsádkového reaktoru
Vsádkové reaktory se skládají z různých částí, které plní různé funkce:Nádrž.
Nádrž je hlavní částí chemického reaktoru, kde probíhají všechny chemické reakce. Je to místo, kde se setkávají všechny reaktanty a mísí se s dalšími typy reaktantů za vzniku konečného produktu.
Míchadlo
Jedná se o část kontinuálního míchaného tankového reaktoru, která je zodpovědná za skladování a homogenní míchání všech reaktantů.
Jedná se o část kontinuálního míchaného tankového reaktoru, která je zodpovědná za skladování a homogenní míchání všech reaktantů.
Výměník tepla
Na výměníku tepla závisí, zda bude dodávat potřebné teplo nebo chlad, aby mohly probíhat chemické reakce. Jedním z nejobtížněji řešitelných problémů při zvětšování měřítka je regulace teploty. Dobrá regulace teploty ve vsádkovém reaktoru musí zohledňovat dva faktory. Za prvé, regulátor teploty musí být schopen udržet teplotu objemového produktu na požadované hodnotě a včas reagovat na změny v zatížení ohřevem nebo chlazením. Za druhé je třeba udržovat teplotu stěn reaktoru na úrovni, která nemá nepříznivý vliv na produkt. Typický systém ohřevu a chlazení pro konvenční vsádkový reaktor je znázorněn na obrázku níže. Těleso reaktoru je obklopeno vnějším pláštěm, kterým cirkuluje teplonosná kapalina. U větších nádob se používá více vstřikovacích bodů, aby se zlepšila distribuce teplonosné kapaliny v plášti.
Na výměníku tepla závisí, zda bude dodávat potřebné teplo nebo chlad, aby mohly probíhat chemické reakce. Jedním z nejobtížněji řešitelných problémů při zvětšování měřítka je regulace teploty. Dobrá regulace teploty ve vsádkovém reaktoru musí zohledňovat dva faktory. Za prvé, regulátor teploty musí být schopen udržet teplotu objemového produktu na požadované hodnotě a včas reagovat na změny v zatížení ohřevem nebo chlazením. Za druhé je třeba udržovat teplotu stěn reaktoru na úrovni, která nemá nepříznivý vliv na produkt. Typický systém ohřevu a chlazení pro konvenční vsádkový reaktor je znázorněn na obrázku níže. Těleso reaktoru je obklopeno vnějším pláštěm, kterým cirkuluje teplonosná kapalina. U větších nádob se používá více vstřikovacích bodů, aby se zlepšila distribuce teplonosné kapaliny v plášti.
Vstupní a výstupní potrubí
Pomocí vstupního potrubí budete do nádrže přidávat další reaktanty, zatímco výstupní potrubí bude uvolňovat konečný produkt.
Pomocí vstupního potrubí budete do nádrže přidávat další reaktanty, zatímco výstupní potrubí bude uvolňovat konečný produkt.
Řídicí systém
Řídicí systém budete používat k nastavení, řízení a sledování rychlosti otáčení, teploty a času reakcí v chemických reaktorech.
Další vybavení
Další vybavení tvoří zpětný chladič, přídavná nálevka, adaptéry, plynové potrubí, sběrná baňka atd.
Řídicí systém budete používat k nastavení, řízení a sledování rychlosti otáčení, teploty a času reakcí v chemických reaktorech.
Další vybavení
Další vybavení tvoří zpětný chladič, přídavná nálevka, adaptéry, plynové potrubí, sběrná baňka atd.
Jak fungují vsádkové reaktory
První krok: Přípravná fáze
Celý proces zahájíte přípravou zařízení a jeho nastavením podle specifikací výrobku. Kromě toho si také připravíte všechny reaktanty, které chcete pomocí vsádkového reaktoru míchat. Jakmile dokončíte proces přípravy, zavedete všechny reaktanty do reaktoru prostřednictvím vstupního otvoru a přídavné nálevky (volitelné).
Druhý krok: Fáze míchání
Zde se míchadlo uvede do činnosti, jakmile reaktanty vstoupí do nádrže dávkového reaktoru. Kromě toho bude výměník tepla dodávat potřebné teplo nebo chlad, který reakční proces vyžaduje, a dokončí tak reakci. Proces bude pokračovat při zachování všech konstantních faktorů, protože reaktanty se mísí a vytvářejí homogenní směsi. Bude to trvat značnou dobu, která se obvykle liší podle typu reaktantů.
Třetí krok:Uvolnění směsi produktů
Nakonec necháte stroj uvolnit směs produktů, jakmile je proces míchání dokončen. Všimněte si, že stroj si zachovává vlastnosti, které měl během procesu vstupu i výstupu.
Druhý krok: Fáze míchání
Zde se míchadlo uvede do činnosti, jakmile reaktanty vstoupí do nádrže dávkového reaktoru. Kromě toho bude výměník tepla dodávat potřebné teplo nebo chlad, který reakční proces vyžaduje, a dokončí tak reakci. Proces bude pokračovat při zachování všech konstantních faktorů, protože reaktanty se mísí a vytvářejí homogenní směsi. Bude to trvat značnou dobu, která se obvykle liší podle typu reaktantů.
Třetí krok:Uvolnění směsi produktů
Nakonec necháte stroj uvolnit směs produktů, jakmile je proces míchání dokončen. Všimněte si, že stroj si zachovává vlastnosti, které měl během procesu vstupu i výstupu.
Video Příručka
Jakéjsou výhody používání dávkovacího reaktoru?
.
Existuje poměrně velké množství výhod, které vám jeho používání přinese. Zde jsou některé z výhod používání dávkového reaktoru.
- Snadné použití
Ovládání a obsluha chemického reaktoru pro vás bude snadná. Má jednoduchou konstrukci a řídicí systém, který je přívětivý k požadavkům uživatele.
- Všestranný
Můžete také míchat širokou škálu chemických látek a vyrábět tak různé psychoaktivní látky.
- Vysoká úroveň trvanlivosti
Chemické reaktory budete používat také po velmi dlouhou dobu, protože jsou vysoce odolné. Většina z nich má materiály s velmi vysokou pevností v tahu, které vydrží tlak z chemických reakcí.
- Správná kontrola proměnných
Díky chemickým reaktorům budete mít také dokonalou kontrolu nad všemi reakčními proměnnými. Umožní vám lépe kontrolovat tlak a teplotu chemických reaktorů.
Jak udržovat dávkový reaktor
Chemické reaktory musíte pravidelně udržovat, abyste zajistili jejich správné pracovní podmínky. To pomůže zvýšit životnost nebo životnost i výkonnost chemických reaktorů. Chemické reaktory můžete udržovat prostřednictvím řádného čištění systému, abyste se zbavili zbytků na zařízení. Kromě toho budete muset mazat všechny pohyblivé části chemických reaktorů, abyste zabránili jejich poškození. Musíte také provádět pravidelnou kontrolu zařízení, abyste zjistili, které části vyžadují výměnu. V takovém případě budete muset v případě potřeby demontovat a vyměnit části chemických reaktorů. Pro správnou údržbu chemických reaktorů je důležité mít správný harmonogram. Můžete použít predikční software, který bude sledovat výkon chemických reaktorů a informovat vás o případných problémech.
Na jaké specifikace se zaměřit před nákupem dávkového reaktoru?Existují konkrétní provozní proměnné, na které se musíte při výběru chemických reaktorů zaměřit. Zde jsou hlavní provozní proměnné, kterým budete věnovat velkou pozornost. Výběr provedete tak, že se podíváte na typ chemických reaktorů, které jsou schopny zvládnout požadavky aplikace.
Model chemického reaktoru
Měli byste zvážit použití nejdůvěryhodnějších modelů chemických reaktorů v oboru. Vtomto případě byste se měli poradit s kolegy výrobci léků, kteří vám doporučí konkrétní modely, které dobře fungují.
Doba setrvání
Měli byste znát dobu, po kterou budou konkrétní reaktanty v chemických reaktorech. To vám pomůže při nákupu dokonalého chemického reaktoru, který vydrží dobu reakce mezi různými reaktanty. Při výrobě léčiv se obvykle používají skleněné reaktory.
Objem nebo kapacita
Většina chemických reaktorů má velmi velké rozměry a pojme různé objemy reaktantů. Před výběrem zvážíte množství reaktantů, které budete v reakci míchat.
Požadavky na tlak a teplotu
Zde zvážíte požadavky na maximální a minimální teplotu vaší syntézy.
Které faktory ovlivňují náklady na chemické reaktory?
Jakmile vás napadne pořídit si chemický reaktor, musíte mít řádně stanovený rozpočet. Při sestavování rozpočtu na chemické reaktory se musíte zaměřit na konkrétní faktory, jako např.
- Kvalita chemických reaktorů. Zde platí, že čím vyšší je kvalita chemických reaktorů, tím více za chemické reaktory zaplatíte.
- Kapacita chemických reaktorů. Vtomto případě zaplatíte vyšší cenu za chemické reaktory, které zvládnou větší kapacitu nebo objem.
Obecně se cena chemických reaktorů pohybuje mezi 500 a 250 000 americkými dolary.
Dodavatelé
Existuje řada společností, které vyrábějí a prodávají dávkové reaktory. Váš výběr závisí na vašem rozpočtu, době přepravy do vaší lokality a pravidlech dovozu. Zde jsou zastoupeni někteří dodavatelé s různým rozsahem cen za 100litrový skleněný dávkovací reaktor. Ceny jsou platné pro 02.2022.
Lab1st Scientific - https://www.lab1st.com
Shanghai Yuanhuai Industrial Co., Ltd - https://www.pharmasources.com
Lab Society - https://labsociety.com
Across International - https://www.acrossinternational.com
Nantong Purui Technical Instrument Co., Ltd - http://purui.sn-led.com/
Shanghai Yuanhuai Industrial Co., Ltd - https://www.pharmasources.com
Lab Society - https://labsociety.com
Across International - https://www.acrossinternational.com
Nantong Purui Technical Instrument Co., Ltd - http://purui.sn-led.com/
Last edited by a moderator:
