Introdução
O Reator de Batelada é o termo genérico para um tipo de recipiente amplamente utilizado nas indústrias químicas. O seu nome é um pouco impróprio, uma vez que os recipientes deste tipo são utilizados para uma variedade de operações de processo, tais como dissolução de sólidos, mistura de produtos, reacções químicas, destilação em lote, cristalização, extração líquido/líquido e polimerização. Neste tópico, consideraremos apenas o reator descontínuo, uma vez que este tipo de reator é utilizado para a produção de substâncias psicoactivas.
Um reator descontínuo típico consiste num tanque de armazenamento com um agitador e um sistema integrado de aquecimento/arrefecimento. O tamanho destes recipientes pode variar entre menos de 1 litro e mais de 15 000 litros. São normalmente fabricados em aço, aço inoxidável, aço com revestimento de vidro, vidro ou ligas exóticas. Os líquidos e os sólidos são normalmente carregados através de ligações na tampa superior do reator. Os vapores e os gases também são descarregados através de ligações na parte superior ou através de um condensador. Os líquidos são normalmente descarregados pelo fundo. As vantagens do reator descontínuo residem na sua versatilidade. Um único recipiente pode realizar uma sequência de operações diferentes sem a necessidade de quebrar o confinamento. Isto é particularmente útil quando se processam compostos tóxicos ou altamente potentes.
Os reactores descontínuos são utilizados para a maioria das reacções realizadas num laboratório. Os reagentes são colocados num tubo de ensaio, num balão ou num copo. São misturados, muitas vezes aquecidos para que a reação ocorra, e depois arrefecidos. Os produtos são vertidos e, se necessário, purificados. Este procedimento também é realizado na indústria, sendo a principal diferença a dimensão do reator e as quantidades de reagentes.
Um reator descontínuo típico consiste num tanque de armazenamento com um agitador e um sistema integrado de aquecimento/arrefecimento. O tamanho destes recipientes pode variar entre menos de 1 litro e mais de 15 000 litros. São normalmente fabricados em aço, aço inoxidável, aço com revestimento de vidro, vidro ou ligas exóticas. Os líquidos e os sólidos são normalmente carregados através de ligações na tampa superior do reator. Os vapores e os gases também são descarregados através de ligações na parte superior ou através de um condensador. Os líquidos são normalmente descarregados pelo fundo. As vantagens do reator descontínuo residem na sua versatilidade. Um único recipiente pode realizar uma sequência de operações diferentes sem a necessidade de quebrar o confinamento. Isto é particularmente útil quando se processam compostos tóxicos ou altamente potentes.
Os reactores descontínuos são utilizados para a maioria das reacções realizadas num laboratório. Os reagentes são colocados num tubo de ensaio, num balão ou num copo. São misturados, muitas vezes aquecidos para que a reação ocorra, e depois arrefecidos. Os produtos são vertidos e, se necessário, purificados. Este procedimento também é realizado na indústria, sendo a principal diferença a dimensão do reator e as quantidades de reagentes.
Esquemas de um reator descontínuo
Aplicação no fabrico de medicamentos
Qualquer produção de substâncias estupefacientes e potentes requer uma síntese. Para pequenos volumes, é suficiente utilizar pequenos recipientes de reação (frascos em forma de pera ou pequenos frascos de dois/três gargalos). Ao aumentar a produção, o químico enfrenta uma série de problemas, como o aumento do volume da massa de reação, a melhoria da transferência de calor e da mistura, a carga/descarga conveniente de reagentes, o controlo da mistura, etc. Todos estes problemas são resolvidos através da seleção e aquisição de um reator descontínuo adequado. Neste tópico, tentei explicar da forma mais simples possível que equipamento é este, como utilizá-lo, mantê-lo e escolher comprá-lo.
Componentes de um reator descontínuo típico
Os reactores descontínuos são constituídos por diferentes partes que desempenham diferentes funções:Tanque
O tanque é a parte principal do reator químico, onde ocorrem todas as reacções químicas. É o local onde todos os reagentes se encontram e se misturam com outros tipos de reagentes para produzir o produto final.
Agitador
Esta é a parte do reator contínuo de cuba agitada responsável pelo armazenamento e mistura homogénea de todos os reagentes.
Esta é a parte do reator contínuo de cuba agitada responsável pelo armazenamento e mistura homogénea de todos os reagentes.
Permutador de calor
O permutador de calor é responsável por fornecer o calor ou o frio necessários para que as reacções químicas ocorram. Um dos problemas mais difíceis de resolver no aumento de escala é o controlo da temperatura. Um bom controlo da temperatura num reator descontínuo tem de ter em conta dois factores. Em primeiro lugar, o controlador de temperatura tem de ser capaz de manter a temperatura do produto a granel no valor desejado e responder atempadamente a alterações na carga de aquecimento ou arrefecimento. Em segundo lugar, a temperatura da parede do reator tem de ser mantida a níveis que não afectem negativamente o produto. Um sistema típico de aquecimento e arrefecimento para um reator descontínuo convencional é apresentado na figura abaixo. O corpo do reator é rodeado por uma camisa exterior através da qual circula o fluido de transferência de calor. Em recipientes maiores, são utilizados vários pontos de injeção para melhorar a distribuição do fluido de transferência de calor no interior da camisa.
O permutador de calor é responsável por fornecer o calor ou o frio necessários para que as reacções químicas ocorram. Um dos problemas mais difíceis de resolver no aumento de escala é o controlo da temperatura. Um bom controlo da temperatura num reator descontínuo tem de ter em conta dois factores. Em primeiro lugar, o controlador de temperatura tem de ser capaz de manter a temperatura do produto a granel no valor desejado e responder atempadamente a alterações na carga de aquecimento ou arrefecimento. Em segundo lugar, a temperatura da parede do reator tem de ser mantida a níveis que não afectem negativamente o produto. Um sistema típico de aquecimento e arrefecimento para um reator descontínuo convencional é apresentado na figura abaixo. O corpo do reator é rodeado por uma camisa exterior através da qual circula o fluido de transferência de calor. Em recipientes maiores, são utilizados vários pontos de injeção para melhorar a distribuição do fluido de transferência de calor no interior da camisa.
Tubos de entrada e de saída
Os tubos de entrada são utilizados para adicionar mais reagentes ao tanque, enquanto os tubos de saída libertam o produto final.
Os tubos de entrada são utilizados para adicionar mais reagentes ao tanque, enquanto os tubos de saída libertam o produto final.
Sistema de controlo
Utiliza-se o sistema de controlo para configurar, controlar e monitorizar a velocidade de rotação, a temperatura e o tempo das reacções nos reactores químicos.
Equipamento adicional
O equipamento adicional consiste num condensador de refluxo, um funil adicional, adaptadores, tubos de gás, um balão de recolha, etc.
Utiliza-se o sistema de controlo para configurar, controlar e monitorizar a velocidade de rotação, a temperatura e o tempo das reacções nos reactores químicos.
Equipamento adicional
O equipamento adicional consiste num condensador de refluxo, um funil adicional, adaptadores, tubos de gás, um balão de recolha, etc.
Como funcionam os reactores descontínuos
Etapa Um: Fase de Preparação
Começará todo o processo preparando a máquina e configurando-a de acordo com as especificações do produto. Para além disso, irá também preparar todos os reagentes que gostaria de misturar utilizando o reator descontínuo. Assim que terminar o processo de preparação, introduzirá todos os reagentes no reator através da entrada e do funil adicional (opcional).
Segunda etapa: Fase de mistura
Aqui, o agitador entrará em ação assim que os reagentes entrarem no tanque do reator descontínuo. Além disso, o permutador de calor fornecerá o calor ou o frio necessários para o processo de reação, completando a reação. O processo continuará com todos os factores constantes à medida que os reagentes se misturam e formam misturas homogéneas. Este processo demora um período de tempo considerável, que normalmente varia consoante o tipo de reagentes.
Terceira etapa:Libertação da mistura do produto
Por fim, a máquina liberta a mistura do produto assim que o processo de mistura estiver concluído. Verificará que a máquina mantém as propriedades que tinha durante o processo de entrada, bem como durante o processo de saída.
Segunda etapa: Fase de mistura
Aqui, o agitador entrará em ação assim que os reagentes entrarem no tanque do reator descontínuo. Além disso, o permutador de calor fornecerá o calor ou o frio necessários para o processo de reação, completando a reação. O processo continuará com todos os factores constantes à medida que os reagentes se misturam e formam misturas homogéneas. Este processo demora um período de tempo considerável, que normalmente varia consoante o tipo de reagentes.
Terceira etapa:Libertação da mistura do produto
Por fim, a máquina liberta a mistura do produto assim que o processo de mistura estiver concluído. Verificará que a máquina mantém as propriedades que tinha durante o processo de entrada, bem como durante o processo de saída.
Vídeo Manual
Quais são os benefícios da utilização do reator descontínuo?
Há um grande número de benefícios que pode usufruir ao utilizar esta máquina. Aqui estão algumas das vantagens da utilização de um reator descontínuo.
- Fácil de utilizar
Será fácil controlar e operar o reator químico. Tem um design simples e um sistema de controlo que é compatível com as necessidades do utilizador.
- Versátil
Também é possível misturar uma vasta gama de produtos químicos para produzir diferentes substâncias psicoactivas.
- Elevados níveis de durabilidade
Os reactores químicos também podem ser utilizados durante muito tempo, uma vez que são altamente duráveis. A maioria deles tem materiais com uma resistência à tração muito elevada que podem suportar a pressão das reacções químicas.
- Controlo adequado das variáveis
Graças aos reactores químicos, terá também um controlo perfeito de todas as variáveis da reação. Permite-lhe controlar melhor a pressão e a temperatura dos reactores químicos.
Como manter um reator descontínuo
A manutenção dos reactores químicos deve ser feita regularmente para garantir que estão em boas condições de funcionamento. Isto ajudará a aumentar a longevidade ou a vida útil, bem como o desempenho dos reactores químicos. A manutenção dos reactores químicos pode ser feita através de uma limpeza adequada do sistema para eliminar os resíduos do dispositivo. Além disso, é necessário lubrificar todas as peças móveis dos reactores químicos para evitar danos. Também é necessário efetuar uma inspeção regular da máquina para identificar as peças que necessitam de ser substituídas. Nesse caso, terá de remover e substituir as peças dos reactores químicos, se for necessário. É importante ter um calendário adequado para a manutenção correcta dos reactores químicos. Pode utilizar um software de previsão que monitorize o desempenho dos reactores químicos e o informe de quaisquer problemas.
Quais as especificações a ter em conta antes de comprar o reator descontínuo?Existem variáveis operacionais específicas que devem ser tidas em conta na escolha dos reactores químicos. Aqui estão as principais variáveis operacionais a que deve prestar muita atenção. A sua escolha será feita tendo em conta o tipo de reactores químicos capazes de lidar com os requisitos da aplicação.
Modelo do reator químico
Deve considerar a utilização dos modelos de reactores químicos mais fiáveis da indústria. Neste caso, deve consultar outros fabricantes de medicamentos, que lhe indicarão modelos específicos que funcionam bem.
Tempo de residência
Deve saber o período que determinados reagentes demoram nos reactores químicos. Isto ajudará a comprar o reator químico perfeito que pode suportar o tempo de reação entre diferentes reagentes. Normalmente, o fabrico de medicamentos utiliza reactores de vidro.
Volume ou capacidade
A maior parte dos reactores químicos são de grandes dimensões e acomodam diferentes volumes de reagentes. Antes de fazer uma escolha, deve ter em conta a quantidade de reagentes que vai misturar na reação.
Requisitos de pressão e temperatura
Aqui, terá em consideração os requisitos de temperatura máxima e mínima da sua síntese.
Que factores afectam o custo dos reactores químicos?
Assim que tiver a ideia de comprar um reator químico, deve ter um orçamento adequado. Ao fazer um orçamento para reactores químicos, deve ter em conta factores específicos, tais como.
- Qualidade dos reactores químicos. Aqui, quanto maior for a qualidade dos reactores químicos, mais se pagará por eles.
- Capacidade dos reactores químicos. Neste caso, pagará um preço mais elevado pelos reactores químicos que podem lidar com maiores capacidades ou volumes.
Geralmente, os reactores químicos custam entre 500 e 250 000 dólares americanos.
Fornecedores
Existem numerosas empresas que produzem e vendem reactores descontínuos. A sua escolha depende do seu orçamento, do tempo de envio para o seu local e das regras de importação. Aqui estão representados alguns fornecedores com diferentes gamas de preços para o Reator de batelada de vidro de 100 L. Os preços são válidos para 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/
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