Inleiding
De Batch Reactor is de algemene term voor een type vat dat veel gebruikt wordt in de chemische industrie. De naam is een beetje een verkeerde benaming omdat vaten van dit type worden gebruikt voor een verscheidenheid aan procesbewerkingen, zoals het oplossen van vaste stoffen, het mengen van producten, chemische reacties, batchdestillatie, kristallisatie, vloeistof/vloeistofextractie en polymerisatie. In dit onderwerp bekijken we alleen de batchreactor, omdat dit type reactor wordt gebruikt voor de productie van psychoactieve stoffen.
Een typische batchreactor bestaat uit een opslagtank met een roerwerk en een geïntegreerd verwarmings-/koelingssysteem. Deze vaten kunnen in grootte variëren van minder dan 1 liter tot meer dan 15 000 liter. Ze zijn meestal gemaakt van staal, roestvrij staal, met glas bekleed staal, glas of een exotische legering. Vloeistoffen en vaste stoffen worden meestal geladen via aansluitingen in het bovendeksel van de reactor. Dampen en gassen worden ook afgevoerd via aansluitingen in de bovenkant of via een condensor. Vloeistoffen worden meestal via de bodem afgevoerd. De voordelen van de batchreactor liggen in zijn veelzijdigheid. Een enkel vat kan een reeks verschillende bewerkingen uitvoeren zonder dat de insluiting verbroken hoeft te worden. Dit is vooral handig bij het verwerken van toxische of zeer krachtige verbindingen.
Batchreactoren worden gebruikt voor de meeste reacties die in een laboratorium worden uitgevoerd. De reactanten worden in een reageerbuis, kolf of bekerglas geplaatst. Ze worden met elkaar gemengd, vaak verhit om de reactie te laten plaatsvinden, en vervolgens afgekoeld. De producten worden uitgegoten en indien nodig gezuiverd. Deze procedure wordt ook uitgevoerd in de industrie, met als belangrijkste verschillen de grootte van de reactor en de hoeveelheden reactanten.
Een typische batchreactor bestaat uit een opslagtank met een roerwerk en een geïntegreerd verwarmings-/koelingssysteem. Deze vaten kunnen in grootte variëren van minder dan 1 liter tot meer dan 15 000 liter. Ze zijn meestal gemaakt van staal, roestvrij staal, met glas bekleed staal, glas of een exotische legering. Vloeistoffen en vaste stoffen worden meestal geladen via aansluitingen in het bovendeksel van de reactor. Dampen en gassen worden ook afgevoerd via aansluitingen in de bovenkant of via een condensor. Vloeistoffen worden meestal via de bodem afgevoerd. De voordelen van de batchreactor liggen in zijn veelzijdigheid. Een enkel vat kan een reeks verschillende bewerkingen uitvoeren zonder dat de insluiting verbroken hoeft te worden. Dit is vooral handig bij het verwerken van toxische of zeer krachtige verbindingen.
Batchreactoren worden gebruikt voor de meeste reacties die in een laboratorium worden uitgevoerd. De reactanten worden in een reageerbuis, kolf of bekerglas geplaatst. Ze worden met elkaar gemengd, vaak verhit om de reactie te laten plaatsvinden, en vervolgens afgekoeld. De producten worden uitgegoten en indien nodig gezuiverd. Deze procedure wordt ook uitgevoerd in de industrie, met als belangrijkste verschillen de grootte van de reactor en de hoeveelheden reactanten.
Schema's van een batchreactor
Toepassing bij de productie van medicijnen
Elke productie van verdovende en krachtige stoffen vereist synthese. Voor kleine volumes is het voldoende om kleine reactievaten te gebruiken (peervormige of kleine twee-/driehalskolven). Bij het opschalen van de productie wordt de chemicus geconfronteerd met een aantal problemen, zoals het vergroten van het volume van de reactiemassa, het verbeteren van de warmteoverdracht en het mengen, het gemakkelijk laden/ontladen van reagentia, mengcontrole enzovoort. Al deze problemen worden opgelost door een geschikte batchreactor te kiezen en aan te schaffen. In dit onderwerp heb ik geprobeerd zo eenvoudig mogelijk uit te leggen welke apparatuur het is, hoe je hem gebruikt, onderhoudt en welke je moet kopen.
Onderdelen van een typische batchreactor
Batchreactoren bestaan uit verschillende onderdelen die verschillende functies uitvoeren:Tank
De tank is het belangrijkste onderdeel van de chemische reactor, waar alle chemische reacties plaatsvinden. Het is de plaats waar alle reactanten samenkomen en zich mengen met andere soorten reactanten om het eindproduct te produceren.
Roerder
Dit is het deel van de continue geroerde tankreactor dat verantwoordelijk is voor het opslaan en homogeen mengen van alle reactanten.
Dit is het deel van de continue geroerde tankreactor dat verantwoordelijk is voor het opslaan en homogeen mengen van alle reactanten.
Warmtewisselaar
Je bent afhankelijk van de warmtewisselaar om de nodige warmte of koeling te leveren zodat de chemische reacties kunnen plaatsvinden. Een van de lastigste problemen bij het opschalen is de temperatuurregeling. Een goede temperatuurregeling in een batchreactor moet rekening houden met twee factoren. Ten eerste moet de temperatuurregelaar in staat zijn om de bulkproducttemperatuur op de gewenste waarde te houden en tijdig te reageren op veranderingen in de verwarmings- of koelbelasting. Ten tweede moet de wandtemperatuur in de reactor op een niveau worden gehouden dat het product niet nadelig beïnvloedt. De onderstaande figuur toont een typisch verwarmings- en koelsysteem voor een conventionele batchreactor. Het reactorlichaam is omgeven door een buitenmantel waardoor de warmteoverdrachtsvloeistof circuleert. Bij grotere vaten worden meerdere injectiepunten gebruikt om de verdeling van de warmteoverdrachtvloeistof binnen de mantel te verbeteren.
Je bent afhankelijk van de warmtewisselaar om de nodige warmte of koeling te leveren zodat de chemische reacties kunnen plaatsvinden. Een van de lastigste problemen bij het opschalen is de temperatuurregeling. Een goede temperatuurregeling in een batchreactor moet rekening houden met twee factoren. Ten eerste moet de temperatuurregelaar in staat zijn om de bulkproducttemperatuur op de gewenste waarde te houden en tijdig te reageren op veranderingen in de verwarmings- of koelbelasting. Ten tweede moet de wandtemperatuur in de reactor op een niveau worden gehouden dat het product niet nadelig beïnvloedt. De onderstaande figuur toont een typisch verwarmings- en koelsysteem voor een conventionele batchreactor. Het reactorlichaam is omgeven door een buitenmantel waardoor de warmteoverdrachtsvloeistof circuleert. Bij grotere vaten worden meerdere injectiepunten gebruikt om de verdeling van de warmteoverdrachtvloeistof binnen de mantel te verbeteren.
Inlaat- en uitlaatpijpen
Je gebruikt de inlaatpijpen om meer reactanten in de tank te brengen, terwijl de uitlaatpijpen het eindproduct afgeven.
Je gebruikt de inlaatpijpen om meer reactanten in de tank te brengen, terwijl de uitlaatpijpen het eindproduct afgeven.
Controlesysteem
Je zult het controlesysteem gebruiken om de rotatiesnelheid, temperatuur en tijd van de reacties in de chemische reactoren te configureren, controleren en bewaken.
Aanvullende apparatuur
Aanvullende apparatuur bestaat uit een terugvloeikoeler, een extra trechter, adapters, gasleidingen, een opvangkolf enzovoort.
Je zult het controlesysteem gebruiken om de rotatiesnelheid, temperatuur en tijd van de reacties in de chemische reactoren te configureren, controleren en bewaken.
Aanvullende apparatuur
Aanvullende apparatuur bestaat uit een terugvloeikoeler, een extra trechter, adapters, gasleidingen, een opvangkolf enzovoort.
Hoe werken batchreactoren
Stap één: Voorbereidingsfase
Je begint het hele proces door de machine voor te bereiden en in te stellen volgens de productspecificaties. Daarnaast bereid je ook alle reactanten voor die je wilt mengen met de batchreactor. Zodra je het voorbereidingsproces hebt voltooid, breng je alle reactanten in de reactor via de inlaat en een extra trechter (optioneel).
Stap twee: Mengfase
Hier komt de roerder in actie zodra de reactanten in de tank van de batchreactor komen. Daarnaast zorgt de warmtewisselaar voor de nodige warmte of koeling die het reactieproces nodig heeft om de reactie te voltooien. Het proces gaat verder terwijl alle factoren constant blijven terwijl de reactanten zich mengen en homogene mengsels vormen. Dit zal een aanzienlijke hoeveelheid tijd in beslag nemen, die meestal varieert afhankelijk van het type reactanten.
Stap drie:Het productmengsel vrijgeven
Tot slot laat je de machine het productmengsel vrijgeven zodra het mengproces is voltooid. U zult merken dat de machine de eigenschappen behoudt die ze had tijdens het inlaatproces en het uitlaatproces.
Stap twee: Mengfase
Hier komt de roerder in actie zodra de reactanten in de tank van de batchreactor komen. Daarnaast zorgt de warmtewisselaar voor de nodige warmte of koeling die het reactieproces nodig heeft om de reactie te voltooien. Het proces gaat verder terwijl alle factoren constant blijven terwijl de reactanten zich mengen en homogene mengsels vormen. Dit zal een aanzienlijke hoeveelheid tijd in beslag nemen, die meestal varieert afhankelijk van het type reactanten.
Stap drie:Het productmengsel vrijgeven
Tot slot laat je de machine het productmengsel vrijgeven zodra het mengproces is voltooid. U zult merken dat de machine de eigenschappen behoudt die ze had tijdens het inlaatproces en het uitlaatproces.
Videohandleiding
Wat zijn de voordelen van een batchreactor?
Er zijn heel wat voordelen waarvan je zult genieten als je deze gebruikt. Hier zijn enkele voordelen van het gebruik van een batchreactor.
- Gemakkelijk te gebruiken
De chemische reactor is gemakkelijk te bedienen. Hij heeft een eenvoudig ontwerp en een besturingssysteem dat vriendelijk is voor de gebruiker.
- Veelzijdig
Je kunt een breed scala aan chemicaliën mengen om verschillende psychoactieve stoffen te maken.
- Hoge duurzaamheidsniveaus
Je zult de chemische reactoren ook zeer lang gebruiken omdat ze zeer duurzaam zijn. De meeste hebben materialen met een zeer hoge treksterkte die bestand zijn tegen de druk van de chemische reacties.
- Goede controle van variabelen
Dankzij de chemische reactoren heb je ook een perfecte controle over alle reactievariabelen. Hierdoor kun je de druk en temperatuur van de chemische reactoren beter regelen.
Hoe onderhoud je een batchreactor?
Je moet je chemische reactoren regelmatig onderhouden om ervoor te zorgen dat ze goed werken. Dit zal helpen om de levensduur en de prestaties van de chemische reactoren te verhogen. Je kunt de chemische reactoren onderhouden door het systeem goed te reinigen om de resten op het apparaat te verwijderen. Daarnaast moet je alle bewegende delen van de chemische reactoren smeren om schade te voorkomen. Je moet de machine ook regelmatig inspecteren om vast te stellen welke onderdelen vervangen moeten worden. In dat geval moet je de onderdelen van de chemische reactoren verwijderen en vervangen als dat nodig is. Het is belangrijk om een goed schema te hebben voor het juiste onderhoud van de chemische reactoren. Je kunt voorspellingssoftware gebruiken die de prestaties van de chemische reactoren controleert en je informeert over eventuele problemen.
Naar welke specificaties kijk je voordat je de Batch Reactor koopt?Er zijn bepaalde werkingsvariabelen waar je naar moet kijken als je een chemische reactor kiest. Dit zijn de belangrijkste operationele variabelen waar je heel goed op moet letten. Je maakt je keuze door te kijken naar het type chemische reactor dat geschikt is voor de toepassingseisen.
Model van de chemische reactor
U moet overwegen om de meest betrouwbare modellen van chemische reactoren in de industrie te gebruiken. In dit geval moet je collega-geneesmiddelenfabrikanten raadplegen, die je zullen verwijzen naar specifieke modellen die goed werken.
Verblijftijd
Je moet weten hoe lang bepaalde reactanten in een chemische reactor blijven. Dit helpt bij het kopen van de perfecte chemische reactor die bestand is tegen de reactietijd tussen verschillende reactanten. Gewoonlijk worden bij de productie van medicijnen glazen reactoren gebruikt.
Volume of capaciteit
De meeste chemische reactoren zijn erg groot en bieden plaats aan verschillende volumes reactanten. Voordat je een keuze maakt, moet je rekening houden met de hoeveelheid reactanten die je in de reactie gaat mengen.
Vereisten voor druk en temperatuur
Hier moet je rekening houden met de maximale en minimale temperatuurvereisten van je synthese.
Welke factoren beïnvloeden de kosten van chemische reactoren?
Zodra je het idee hebt om een chemische reactor te kopen, moet je een goed budget hebben. Bij het budgetteren van chemische reactoren moet je kijken naar specifieke factoren zoals.
- Kwaliteit van de chemische reactoren. Hoe hoger de kwaliteit van de chemische reactoren, hoe meer je zult betalen voor de chemische reactoren.
- Capaciteit van de chemische reactoren. In dit geval betaal je een hogere prijs voor de chemische reactoren die grotere capaciteiten of volumes aankunnen.
Over het algemeen kosten chemische reactoren tussen 500 en 250 000 US dollar om aan te schaffen.
Leveranciers
Er zijn talloze bedrijven die Batch-reactoren produceren en verkopen. Je keuze hangt af van je budget, de tijd voor verzending naar je locatie en de importregels. Hieronder vind je een aantal leveranciers met verschillende prijzen voor 100 L glazen Batch Reactor. De prijzen zijn geldig voor 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:
