Johdanto
Panosreaktori on yleisnimitys kemianteollisuudessa laajalti käytetylle astiatyypille. Sen nimi on eräänlainen harhaanjohtava nimitys, sillä tämäntyyppisiä astioita käytetään moniin erilaisiin prosessitoimintoihin, kuten kiintoaineiden liuottamiseen, tuotteiden sekoittamiseen, kemiallisiin reaktioihin, erätislaukseen, kiteytykseen, neste/neste-uuttoon ja polymerisaatioon. Tässä aiheessa tarkastellaan ainoastaan panosreaktoria, koska tämäntyyppistä reaktoria käytetään psykoaktiivisten aineiden valmistukseen.
Tyypillinen panosreaktori koostuu varastosäiliöstä, jossa on sekoitin ja integroitu lämmitys-/jäähdytysjärjestelmä. Näiden säiliöiden koko voi vaihdella alle yhdestä litrasta yli 15 000 litraan. Ne valmistetaan yleensä teräksestä, ruostumattomasta teräksestä, lasivuoratusta teräksestä, lasista tai eksoottisesta seoksesta. Nesteet ja kiinteät aineet täytetään yleensä reaktorin yläkannessa olevien liitäntöjen kautta. Höyryt ja kaasut purkautuvat myös yläosassa olevien liitäntöjen tai lauhduttimen kautta. Nesteet purkautuvat yleensä pohjasta. Panosreaktorin etuja on sen monipuolisuus. Yhdessä astiassa voidaan suorittaa useita eri toimintoja ilman, että eristystä tarvitsee rikkoa. Tämä on erityisen hyödyllistä, kun käsitellään myrkyllisiä tai erittäin voimakkaita yhdisteitä.
Panosreaktoreita käytetään useimmissa laboratoriossa suoritettavissa reaktioissa. Reagenssit sijoitetaan koeputkeen, pulloon tai dekantterilasiin. Ne sekoitetaan keskenään, lämmitetään usein reaktion tapahtumiseksi ja jäähdytetään sitten. Tuotteet kaadetaan pois ja tarvittaessa puhdistetaan. Tätä menettelyä käytetään myös teollisuudessa, ja keskeisenä erona on reaktorin koko ja reagoivien aineiden määrä.
Tyypillinen panosreaktori koostuu varastosäiliöstä, jossa on sekoitin ja integroitu lämmitys-/jäähdytysjärjestelmä. Näiden säiliöiden koko voi vaihdella alle yhdestä litrasta yli 15 000 litraan. Ne valmistetaan yleensä teräksestä, ruostumattomasta teräksestä, lasivuoratusta teräksestä, lasista tai eksoottisesta seoksesta. Nesteet ja kiinteät aineet täytetään yleensä reaktorin yläkannessa olevien liitäntöjen kautta. Höyryt ja kaasut purkautuvat myös yläosassa olevien liitäntöjen tai lauhduttimen kautta. Nesteet purkautuvat yleensä pohjasta. Panosreaktorin etuja on sen monipuolisuus. Yhdessä astiassa voidaan suorittaa useita eri toimintoja ilman, että eristystä tarvitsee rikkoa. Tämä on erityisen hyödyllistä, kun käsitellään myrkyllisiä tai erittäin voimakkaita yhdisteitä.
Panosreaktoreita käytetään useimmissa laboratoriossa suoritettavissa reaktioissa. Reagenssit sijoitetaan koeputkeen, pulloon tai dekantterilasiin. Ne sekoitetaan keskenään, lämmitetään usein reaktion tapahtumiseksi ja jäähdytetään sitten. Tuotteet kaadetaan pois ja tarvittaessa puhdistetaan. Tätä menettelyä käytetään myös teollisuudessa, ja keskeisenä erona on reaktorin koko ja reagoivien aineiden määrä.
Panosreaktorin järjestelmät
Soveltaminen lääkkeiden valmistuksessa
Huumausaineiden ja voimakkaiden aineiden valmistus edellyttää synteesiä. Pienille määrille riittää pienten reaktioastioiden käyttö (päärynänmuotoiset tai pienet kaksi-/kolmikaulaiset pullot). Kun tuotantoa laajennetaan, kemisti kohtaa useita ongelmia, kuten reaktiomassan tilavuuden kasvattaminen, lämmönsiirron ja sekoittumisen parantaminen, reagenssien kätevä lastaus/purkaminen, sekoittumisen valvonta ja niin edelleen. Kaikki nämä ongelmat ratkaistaan valitsemalla ja hankkimalla sopiva panosreaktori. Tässä aiheessa olen yrittänyt selittää mahdollisimman yksinkertaisesti, mikä laite se on, miten sitä käytetään, ylläpidetään ja valitaan ostettavaksi.
Tyypillisen panosreaktorin osat
Panosreaktorit koostuvat eri osista, jotka suorittavat eri tehtäviä:Säiliö
Säiliö on kemiallisen reaktorin tärkein osa, jossa kaikki kemialliset reaktiot tapahtuvat. Se on paikka, jossa kaikki reagoivat aineet kohtaavat ja sekoittuvat muiden reagoivien aineiden kanssa lopputuotteen tuottamiseksi.
Sekoitin
Tämä on jatkuvatoimisen sekoitussäiliöreaktorin osa, joka vastaa kaikkien reaktioaineitten varastoinnista ja homogeenisesta sekoittamisesta.
Tämä on jatkuvatoimisen sekoitussäiliöreaktorin osa, joka vastaa kaikkien reaktioaineitten varastoinnista ja homogeenisesta sekoittamisesta.
Lämmönvaihdin
Lämmönvaihtimen avulla tuotetaan tarvittava lämpö tai jäähdytys kemiallisten reaktioiden tapahtumista varten. Lämpötilan säätö on yksi vaikeimmista mittakaavan kasvattamiseen liittyvistä ongelmista. Panosreaktorin hyvässä lämpötilan säädössä on otettava huomioon kaksi tekijää. Ensinnäkin lämpötilan säätimen on kyettävä pitämään irtotuotteen lämpötila halutussa arvossa ja reagoimaan lämmitys- tai jäähdytyskuorman muutoksiin oikea-aikaisesti. Toiseksi reaktorin seinämän lämpötila on pidettävä sellaisella tasolla, joka ei vaikuta haitallisesti tuotteeseen. Seuraavassa kuvassa on esitetty tavanomaisen panosreaktorin tyypillinen lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä. Reaktorirunkoa ympäröi ulkovaippa, jonka läpi lämmönsiirtoneste kiertää. Suuremmissa säiliöissä käytetään useita ruiskutuspisteitä lämmönsiirtonesteen jakautumisen parantamiseksi vaipan sisällä.
Lämmönvaihtimen avulla tuotetaan tarvittava lämpö tai jäähdytys kemiallisten reaktioiden tapahtumista varten. Lämpötilan säätö on yksi vaikeimmista mittakaavan kasvattamiseen liittyvistä ongelmista. Panosreaktorin hyvässä lämpötilan säädössä on otettava huomioon kaksi tekijää. Ensinnäkin lämpötilan säätimen on kyettävä pitämään irtotuotteen lämpötila halutussa arvossa ja reagoimaan lämmitys- tai jäähdytyskuorman muutoksiin oikea-aikaisesti. Toiseksi reaktorin seinämän lämpötila on pidettävä sellaisella tasolla, joka ei vaikuta haitallisesti tuotteeseen. Seuraavassa kuvassa on esitetty tavanomaisen panosreaktorin tyypillinen lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä. Reaktorirunkoa ympäröi ulkovaippa, jonka läpi lämmönsiirtoneste kiertää. Suuremmissa säiliöissä käytetään useita ruiskutuspisteitä lämmönsiirtonesteen jakautumisen parantamiseksi vaipan sisällä.
Sisään- ja ulostuloputket
Sisäänmenoputkien avulla säiliöön lisätään lisää reaktioaineita, kun taas ulostuloputkista vapautuu lopputuote.
Sisäänmenoputkien avulla säiliöön lisätään lisää reaktioaineita, kun taas ulostuloputkista vapautuu lopputuote.
Ohjausjärjestelmä
Ohjausjärjestelmän avulla konfiguroit, ohjaat ja valvot kemiallisissa reaktoreissa tapahtuvien reaktioiden pyörimisnopeutta, lämpötilaa ja aikaa.
Lisävarusteet
Lisävarusteisiin kuuluvat muun muassa refluksilauhdutin, lisäsuppilo, sovittimet, kaasuputket ja keräyspullo.
Ohjausjärjestelmän avulla konfiguroit, ohjaat ja valvot kemiallisissa reaktoreissa tapahtuvien reaktioiden pyörimisnopeutta, lämpötilaa ja aikaa.
Lisävarusteet
Lisävarusteisiin kuuluvat muun muassa refluksilauhdutin, lisäsuppilo, sovittimet, kaasuputket ja keräyspullo.
Miten panosreaktorit toimivat
Vaihe yksi: Valmisteluvaihe
Aloitat koko prosessin valmistelemalla koneen ja asettamalla sen valmiiksi tuotespesifikaatioiden mukaisesti. Tämän lisäksi valmistelet myös kaikki reaktantit, joita haluat sekoittaa panosreaktorin avulla. Heti kun valmistelu on valmis, syötät kaikki reaktantit reaktoriin tuloaukon ja lisäsuppilon (valinnainen) kautta.
Vaihe kaksi: Sekoitusvaihe
Tässä vaiheessa sekoitin käynnistyy, kun reaktantit tulevat panosreaktorin säiliöön. Tämän lisäksi lämmönvaihdin tuottaa reaktioprosessin tarvitseman lämmön tai jäähdytyksen, jolloin reaktio saadaan päätökseen. Prosessi jatkuu kaikkien tekijöiden pysyessä vakiona, kun reaktioaineita sekoittuu ja muodostaa homogeenisia seoksia. Se vie huomattavan paljon aikaa, joka yleensä vaihtelee reagoivien aineiden tyypin mukaan.
Kolmas vaihe:Tuoteseoksen vapauttaminen
Lopuksi annat koneen vapauttaa tuoteseoksen heti, kun sekoitusprosessi on valmis. Huomaat, että kone säilyttää ne ominaisuudet, jotka sillä oli sekä sisäänmeno- että ulostuloprosessin aikana.
Vaihe kaksi: Sekoitusvaihe
Tässä vaiheessa sekoitin käynnistyy, kun reaktantit tulevat panosreaktorin säiliöön. Tämän lisäksi lämmönvaihdin tuottaa reaktioprosessin tarvitseman lämmön tai jäähdytyksen, jolloin reaktio saadaan päätökseen. Prosessi jatkuu kaikkien tekijöiden pysyessä vakiona, kun reaktioaineita sekoittuu ja muodostaa homogeenisia seoksia. Se vie huomattavan paljon aikaa, joka yleensä vaihtelee reagoivien aineiden tyypin mukaan.
Kolmas vaihe:Tuoteseoksen vapauttaminen
Lopuksi annat koneen vapauttaa tuoteseoksen heti, kun sekoitusprosessi on valmis. Huomaat, että kone säilyttää ne ominaisuudet, jotka sillä oli sekä sisäänmeno- että ulostuloprosessin aikana.
Video Käsikirja
Mitkä ovat panosreaktorin käytön edut?
On olemassa melkoinen määrä etuja, joista nautit käyttämällä tätä. Seuraavassa on joitakin Batch-reaktorin käytön etuja.
- Helppo käyttää
Sinulla on helppoa aikaa, kun on kyse kemiallisen reaktorin ohjaamisesta ja käyttämisestä. Siinä on yksinkertainen rakenne ja ohjausjärjestelmä, joka on käyttäjäystävällinen.
- Monipuolinen
Voit myös sekoittaa monenlaisia kemikaaleja erilaisten psykoaktiivisten aineiden valmistamiseksi.
- Korkea kestävyys
Käytät kemiallisia reaktoreita myös hyvin pitkään, sillä ne ovat erittäin kestäviä. Useimmissa niistä on materiaaleja, joiden vetolujuus on erittäin korkea ja jotka kestävät kemiallisten reaktioiden aiheuttaman paineen.
- Muuttujien asianmukainen hallinta
Voit myös hallita täydellisesti kaikki reaktiomuuttujat kemiallisten reaktoreiden ansiosta. Sen avulla voit hallita kemiallisten reaktoreiden painetta ja lämpötilaa paremmin.
Miten Batch-reaktoria huolletaan
Sinun on huollettava kemialliset reaktorit säännöllisesti, jotta ne ovat asianmukaisissa toimintaolosuhteissa. Tämä auttaa lisäämään kemiallisten reaktoreiden pitkäikäisyyttä tai käyttöikää sekä suorituskykyä. Voit ylläpitää kemiallisia reaktoreita puhdistamalla järjestelmän asianmukaisesti, jotta laitteessa olevista jäämistä päästään eroon. Tämän lisäksi sinun on voideltava kaikki kemiallisten reaktoreiden liikkuvat osat vaurioiden välttämiseksi. Sinun on myös tarkastettava laite säännöllisesti, jotta voit tunnistaa osat, jotka vaativat vaihtoa. Tällöin sinun on tarvittaessa irrotettava ja vaihdettava kemiallisten reaktoreiden osat. On tärkeää, että kemiallisten reaktoreiden asianmukaista huoltoa varten on asianmukainen aikataulu. Voit käyttää ennusteohjelmistoa, joka seuraa kemiallisten reaktoreiden suorituskykyä ja ilmoittaa mahdollisista ongelmista.
Mitä eritelmiä tarkastelet ennen panosreaktorin ostamista?On tiettyjä toimintamuuttujia, joita sinun on tarkasteltava, kun valitset kemiallisia reaktoreita. Tässä ovat tärkeimmät toiminnalliset muuttujat, joihin sinun on kiinnitettävä hyvin tarkkaa huomiota. Teet valintasi tarkastelemalla, minkä tyyppiset kemialliset reaktorit pystyvät käsittelemään sovelluksen vaatimuksia.
Kemiallisen reaktorin malli
Sinun kannattaa harkita alan luotettavimpien kemiallisten reaktoreiden mallien käyttöä. Tässä tapauksessa sinun kannattaa kuulla kollegoja lääkevalmistajia, jotka suosittelevat sinulle tiettyjä malleja, jotka toimivat hyvin.
Residenssiaika
Sinun tulisi tietää aika, jonka tietyt reagoivat aineet viipyvät kemiallisissa reaktoreissa. Tämä auttaa ostamaan täydellisen kemiallisen reaktorin, joka kestää eri reagoivien aineiden välisen reaktioajan. Yleensä lääkkeiden valmistuksessa käytetään lasireaktoreita.
Tilavuus tai kapasiteetti
Suurin osa kemiallisista reaktoreista on kooltaan hyvin suuria ja niihin mahtuu erilaisia määriä reaktioaineita. Ennen valinnan tekemistä kannattaa ottaa huomioon reaktiossa sekoitettavien reaktanttien määrä.
Paine- ja lämpötilavaatimukset
Tässä vaiheessa harkitset synteesisi enimmäis- ja vähimmäislämpötilavaatimuksia.
Mitkä tekijät vaikuttavat kemiallisten reaktoreiden kustannuksiin?
Heti kun sinulla on ajatus kemiallisen reaktorin hankkimisesta, sinulla on oltava asianmukainen budjetti. Kemiallisia reaktoreita budjetoidessasi sinun on tarkasteltava tiettyjä tekijöitä, kuten seuraavia.
- Kemiallisten reaktoreiden laatu. Mitälaadukkaampia kemialliset reaktorit ovat, sitä enemmän maksat kemiallisista reaktoreista.
- Kemiallisten reaktoreiden kapasiteetti. Tässä tapauksessa maksat korkeamman hinnan kemiallisista reaktoreista, jotka pystyvät käsittelemään suurempia kapasiteetteja tai tilavuuksia.
Yleensä kemialliset reaktorit maksavat 500-250 000 Yhdysvaltain dollaria.
Toimittajat
On olemassa lukuisia yrityksiä, jotka tuottavat ja myyvät Batch-reaktoreita. Valintasi riippuu budjetistasi, toimitusajasta sijaintisi ja tuontisäännöistä. Tässä on esitetty joitakin toimittajia, joilla on eri hintaluokat 100 L lasiselle Batch-reaktorille. Hinnat ovat voimassa 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:
