Wprowadzenie
Reaktor wsadowy to ogólne określenie rodzaju zbiornika szeroko stosowanego w przemyśle chemicznym. Jego nazwa jest nieco myląca, ponieważ zbiorniki tego typu są wykorzystywane do różnych operacji procesowych, takich jak rozpuszczanie ciał stałych, mieszanie produktów, reakcje chemiczne, destylacja wsadowa, krystalizacja, ekstrakcja ciecz/ciecz i polimeryzacja. W tym temacie rozważymy tylko reaktor wsadowy, ponieważ ten typ reaktora jest wykorzystywany do produkcji substancji psychoaktywnych.
Typowy reaktor wsadowy składa się ze zbiornika magazynowego z mieszadłem i zintegrowanym systemem ogrzewania/chłodzenia. Zbiorniki te mogą mieć wielkość od mniej niż 1 litra do ponad 15 000 litrów. Zazwyczaj są one wykonane ze stali, stali nierdzewnej, stali wyłożonej szkłem, szkła lub egzotycznego stopu. Ciecze i ciała stałe są zwykle ładowane przez połączenia w górnej pokrywie reaktora. Pary i gazy są również odprowadzane przez połączenia w górnej części lub przez skraplacz. Ciecze są zazwyczaj odprowadzane z dołu. Zaletą reaktora wsadowego jest jego wszechstronność. Pojedynczy zbiornik może przeprowadzać sekwencję różnych operacji bez konieczności przerywania hermetyzacji. Jest to szczególnie przydatne podczas przetwarzania toksycznych lub silnie działających związków.
Reaktory wsadowe są wykorzystywane do większości reakcji przeprowadzanych w laboratorium. Reagenty są umieszczane w probówce, kolbie lub zlewce. Są one mieszane ze sobą, często podgrzewane w celu zajścia reakcji, a następnie schładzane. Produkty są wylewane i w razie potrzeby oczyszczane. Procedura ta jest również stosowana w przemyśle, a kluczową różnicą jest wielkość reaktora i ilość reagentów.
Typowy reaktor wsadowy składa się ze zbiornika magazynowego z mieszadłem i zintegrowanym systemem ogrzewania/chłodzenia. Zbiorniki te mogą mieć wielkość od mniej niż 1 litra do ponad 15 000 litrów. Zazwyczaj są one wykonane ze stali, stali nierdzewnej, stali wyłożonej szkłem, szkła lub egzotycznego stopu. Ciecze i ciała stałe są zwykle ładowane przez połączenia w górnej pokrywie reaktora. Pary i gazy są również odprowadzane przez połączenia w górnej części lub przez skraplacz. Ciecze są zazwyczaj odprowadzane z dołu. Zaletą reaktora wsadowego jest jego wszechstronność. Pojedynczy zbiornik może przeprowadzać sekwencję różnych operacji bez konieczności przerywania hermetyzacji. Jest to szczególnie przydatne podczas przetwarzania toksycznych lub silnie działających związków.
Reaktory wsadowe są wykorzystywane do większości reakcji przeprowadzanych w laboratorium. Reagenty są umieszczane w probówce, kolbie lub zlewce. Są one mieszane ze sobą, często podgrzewane w celu zajścia reakcji, a następnie schładzane. Produkty są wylewane i w razie potrzeby oczyszczane. Procedura ta jest również stosowana w przemyśle, a kluczową różnicą jest wielkość reaktora i ilość reagentów.
Schematy reaktorów wsadowych
Zastosowanie w produkcji leków
Każda produkcja substancji odurzających i silnie działających wymaga syntezy. W przypadku niewielkich ilości wystarczy użyć małych naczyń reakcyjnych (kolb gruszkowych lub małych kolb dwu/trzyszyjkowych). Podczas zwiększania skali produkcji chemik napotyka na szereg problemów, takich jak zwiększenie objętości masy reakcyjnej, poprawa wymiany ciepła i mieszania, wygodny załadunek / rozładunek odczynników, kontrola mieszania itp. Wszystkie te problemy można rozwiązać poprzez wybór i zakup odpowiedniego reaktora wsadowego. W tym temacie starałem się jak najprościej wyjaśnić, co to za sprzęt, jak go używać, konserwować i wybrać do zakupu.
Elementy typowego reaktora wsadowego
Reaktory wsadowe składają się z różnych części, które pełnią różne funkcje:Zbiornik
Zbiornik to główna część reaktora chemicznego, w której zachodzą wszystkie reakcje chemiczne. Jest tomiejsce, w którym wszystkie reagenty spotykają się i mieszają z innymi rodzajami reagentów w celu wytworzenia produktu końcowego.
Mieszadło
Jest to część reaktora zbiornikowego z ciągłym mieszaniem, która odpowiada za przechowywanie i jednorodne mieszanie wszystkich reagentów.
Jest to część reaktora zbiornikowego z ciągłym mieszaniem, która odpowiada za przechowywanie i jednorodne mieszanie wszystkich reagentów.
Wymiennik ciepła
Wymiennik ciepła zapewnia ciepło lub chłód niezbędne do przeprowadzenia reakcji chemicznych. Jednym z najtrudniejszych problemów przy zwiększaniu skali jest kontrola temperatury. Dobra kontrola temperatury w reaktorze wsadowym musi uwzględniać dwa czynniki. Po pierwsze, regulator temperatury musi być w stanie utrzymać temperaturę produktu luzem na żądanej wartości i reagować na zmiany obciążenia ogrzewania lub chłodzenia w odpowiednim czasie. Po drugie, temperatura ściany reaktora musi być utrzymywana na poziomie, który nie wpływa negatywnie na produkt. Typowy system ogrzewania i chłodzenia dla konwencjonalnego reaktora wsadowego pokazano na poniższym rysunku. Korpus reaktora otoczony jest zewnętrznym płaszczem, przez który przepływa płyn przenoszący ciepło. W większych zbiornikach stosuje się wiele punktów wtrysku, aby poprawić dystrybucję płynu przenoszącego ciepło w płaszczu.
Wymiennik ciepła zapewnia ciepło lub chłód niezbędne do przeprowadzenia reakcji chemicznych. Jednym z najtrudniejszych problemów przy zwiększaniu skali jest kontrola temperatury. Dobra kontrola temperatury w reaktorze wsadowym musi uwzględniać dwa czynniki. Po pierwsze, regulator temperatury musi być w stanie utrzymać temperaturę produktu luzem na żądanej wartości i reagować na zmiany obciążenia ogrzewania lub chłodzenia w odpowiednim czasie. Po drugie, temperatura ściany reaktora musi być utrzymywana na poziomie, który nie wpływa negatywnie na produkt. Typowy system ogrzewania i chłodzenia dla konwencjonalnego reaktora wsadowego pokazano na poniższym rysunku. Korpus reaktora otoczony jest zewnętrznym płaszczem, przez który przepływa płyn przenoszący ciepło. W większych zbiornikach stosuje się wiele punktów wtrysku, aby poprawić dystrybucję płynu przenoszącego ciepło w płaszczu.
Rurywlotowe i wylotowe
Rury wlotowe służą do dodawania większej ilości reagentów do zbiornika, podczas gdy rury wylotowe uwalniają produkt końcowy.
Rury wlotowe służą do dodawania większej ilości reagentów do zbiornika, podczas gdy rury wylotowe uwalniają produkt końcowy.
System sterowania
System sterowania służy do konfigurowania, kontrolowania i monitorowania prędkości obrotowej, temperatury i czasu reakcji w reaktorach chemicznych.
Dodatkowe wyposażenie
Dodatkowe wyposażenie obejmuje chłodnicę zwrotną, dodatkowy lejek, adaptery, przewody gazowe, kolbę zbiorczą itp.
System sterowania służy do konfigurowania, kontrolowania i monitorowania prędkości obrotowej, temperatury i czasu reakcji w reaktorach chemicznych.
Dodatkowe wyposażenie
Dodatkowe wyposażenie obejmuje chłodnicę zwrotną, dodatkowy lejek, adaptery, przewody gazowe, kolbę zbiorczą itp.
Jak działają reaktorywsadowe?
Krok pierwszy: Etap przygotowawczy
Cały proces rozpoczyna się od przygotowania maszyny i ustawienia jej zgodnie ze specyfikacją produktu. Oprócz tego należy również przygotować wszystkie reagenty, które mają być mieszane za pomocą reaktora wsadowego. Po zakończeniu procesu przygotowania, wszystkie reagenty zostaną wprowadzone do reaktora za pomocą wlotu i dodatkowego lejka (opcjonalnie).
Krok drugi: Etap mieszania
Tutaj mieszadło zacznie działać, gdy reagenty wejdą do zbiornika reaktora wsadowego. Oprócz tego wymiennik ciepła zapewni niezbędne ciepło lub chłodzenie, którego wymaga proces reakcji, kończąc reakcję. Proces będzie kontynuowany, a wszystkie czynniki pozostaną stałe, ponieważ reagenty mieszają się i tworzą jednorodne mieszaniny. Zajmie to sporo czasu, który zwykle różni się w zależności od rodzaju reagentów.
Krok trzeci: Uwolnienie mieszaninyproduktów
Na koniec, po zakończeniu procesu mieszania, urządzenie uwolni mieszaninę produktów. Należy zauważyć, że urządzenie zachowujewłaściwości, które miało podczas procesu wlotowego i wylotowego.
Krok drugi: Etap mieszania
Tutaj mieszadło zacznie działać, gdy reagenty wejdą do zbiornika reaktora wsadowego. Oprócz tego wymiennik ciepła zapewni niezbędne ciepło lub chłodzenie, którego wymaga proces reakcji, kończąc reakcję. Proces będzie kontynuowany, a wszystkie czynniki pozostaną stałe, ponieważ reagenty mieszają się i tworzą jednorodne mieszaniny. Zajmie to sporo czasu, który zwykle różni się w zależności od rodzaju reagentów.
Krok trzeci: Uwolnienie mieszaninyproduktów
Na koniec, po zakończeniu procesu mieszania, urządzenie uwolni mieszaninę produktów. Należy zauważyć, że urządzenie zachowujewłaściwości, które miało podczas procesu wlotowego i wylotowego.
Instrukcja wideo
Jakie są zalety korzystania z reaktora wsadowego?
Korzystanie z tego urządzenia wiąże się z wieloma korzyściami. Oto niektóre z zalet korzystania z reaktora wsadowego.
- Łatwy w użyciu
Sterowanie i obsługa reaktora chemicznego jest bardzo prosta. Ma on prostą konstrukcję i system sterowania, który jest przyjazny dla użytkownika.
- Wszechstronność
Można równieżmieszać szeroką gamę chemikaliów w celu wytworzenia różnych substancji psychoaktywnych.
- Wysoki poziom wytrzymałości
Reaktory chemiczne będą również używane przez bardzo długi czas, ponieważ są bardzo trwałe. Większość z nich wykonana jest z materiałów o bardzo wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, które są w stanie wytrzymać ciśnienie reakcji chemicznych.
- Właściwa kontrola zmiennych
Dzięki reaktorom chemicznym będziesz mieć również doskonałą kontrolę nad wszystkimi zmiennymi reakcji. Pozwala tolepiej kontrolować ciśnienie i temperaturę reaktorów chemicznych.
Jak konserwować reaktor wsadowy
Reaktory chemiczne należy regularnie konserwować, aby zapewnić ich prawidłowe warunki pracy. Pomoże to zwiększyć trwałość lub żywotność, a także wydajność reaktorów chemicznych. Reaktory chemiczne można konserwować poprzez odpowiednie czyszczenie systemu, aby pozbyć się pozostałości z urządzenia. Oprócz tego należy smarować wszystkie ruchome części reaktorów chemicznych, aby zapobiec ich uszkodzeniu. Należy również przeprowadzać regularne kontrole maszyny, aby zidentyfikować części wymagające wymiany. W takim przypadku będziesz musiał zdemontować i wymienić części reaktorów chemicznych, jeśli zajdzie taka potrzeba. Ważne jest, aby mieć odpowiedni harmonogram właściwej konserwacji reaktorów chemicznych. Można skorzystać z oprogramowania do prognozowania, które będzie monitorować wydajność reaktorów chemicznych i informować o wszelkich problemach.
Na jakie specyfikacje należy zwrócić uwagę przed zakupem reaktora wsadowego?Istnieją określone zmienne operacyjne, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze reaktorów chemicznych. Oto główne zmienne operacyjne, na które należy zwrócić szczególną uwagę. Wyboru należy dokonać, sprawdzając typ reaktorów chemicznych, które są w stanie sprostać wymaganiom aplikacji.
Model reaktora chemicznego
Powinieneś rozważyć użycie najbardziej zaufanych modeli reaktorów chemicznych w branży. Wtym przypadku należy skonsultować się z innymi producentami leków, którzy wskażą konkretne modele, które dobrze funkcjonują.
Czas przebywania
Należy znać czas, jaki poszczególne reagenty będą przebywać w reaktorach chemicznych. Pomoże to w zakupie idealnego reaktora chemicznego, który wytrzyma czas reakcji między różnymi reagentami. Zazwyczaj w produkcji leków wykorzystuje się reaktory szklane.
Objętość lub pojemność
Większość reaktorów chemicznych ma bardzo duże rozmiary i może pomieścić różne ilości reagentów. Przed dokonaniem wyboru należy wziąć pod uwagę ilość reagentów, które będą mieszane w reakcji.
Wymagania dotyczące ciśnienia i temperatury
Wtym miejscu należy rozważyć wymagania dotyczące maksymalnej i minimalnej temperatury syntezy.
Jakie czynniki wpływają na koszt reaktorów chemicznych?
Gdy tylko wpadniesz na pomysł zakupu reaktora chemicznego, musisz mieć odpowiedni budżet. Przy ustalaniu budżetu na reaktory chemiczne należy wziąć pod uwagę określone czynniki, takie jak
- Jakość reaktorów chemicznych. Im wyższa jakość reaktorów chemicznych, tym więcej za nie zapłacisz.
- Wydajność reaktorów chemicznych. Wtym przypadku wyższą cenę zapłacisz za reaktory chemiczne, które mogą obsługiwać większe pojemności lub objętości.
Ogólnie rzecz biorąc, reaktory chemiczne kosztują od 500 do 250 000 dolarów amerykańskich.
Dostawcy
Istnieje wiele firm, które produkują i sprzedają reaktory wsadowe. Wybór zależy od budżetu, czasu wysyłki do danej lokalizacji i zasad importu. Tutaj reprezentowani są niektórzy dostawcy z różnym zakresem cen dla 100 L szklanego reaktora wsadowego. Ceny są aktualne na 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:
