Co je průtokový reaktor?
Průtokový reaktor je chemický proces, při kterém se suroviny přidávají do reakční nádoby, obvykle do série zkumavek, za účelem kontinuálního vytváření produktů. To se liší od vsádkového procesu, kdy jsou všechny materiály přidávány a reagovány, poté odstraněny a zpracovány. Průtokové reakce pokračují, dokud jsou suroviny přidány na jednom konci a mohou být použity pro kapaliny i plyny.
Konstrukce průtokového reaktoru je obvykle série trubek uvnitř pláště s řízenou teplotou. Do pláště může být přidáno teplo nebo chladivo, aby se zajistila regulace teploty reakce uvnitř zkumavek. Reaktor může být konstruován z kovů, plastů nebo kompozitů podle potřeby, aby se zabránilo útokům surovin.
Konstrukce trubek pro průtokový reaktor se mohou velmi lišit v závislosti na požadovaných reakcích. Zřídka jsou zkumavky prázdné, protože v prázdných zkumavkách nedochází k míchání; materiály zůstanou uvnitř trubek odděleny a nebudou reagovat. Cívky menších zkumavek, malých tvarů nazývaných balení nebo vnitřní bariéry zvané přepážky se používají ke smíchání reakčních složek nebo surovin dohromady.
Umístění vinutých hadic do průtokového reaktoru může pomoci s mícháním nebo přenosem tepla. Cívky zvyšují vzdálenost chemikálií, které se mohou pohybovat v reakční části, což poskytuje více času na provedení chemického procesu. Ohřívací nebo chladicí kapaliny mohou být také uvnitř cívek, s vnějšími reakčními složkami, pro lepší regulaci teploty. Velikost zkumavky, která mění vnitřní průměr nebo průřez, se může měnit pro změnu průtoku reaktantu.
Zkumavky mohou být baleny z různých materiálů na základě toho, jaké reakce jsou potřeba. Některé chemikálie vyžadují katalyzátor, materiál, který urychluje reakce, aniž by byl v procesu spotřebován. Katalyzátory mohou být přidávány do keramických skleněných kuliček nebo jiných materiálů a baleny do zkumavek. Nealkatalyzátorové těsnění může být také použito, aby pomohlo smíchat reaktanty, což je často nutné, pokud je na vnější straně zkumavek aplikováno teplo nebo chlazení. Bez smíchání bude materiál nejblíže ke stěnám zkumavky příliš horký nebo studený, což ovlivní kvalitu produktu.
Vafle se mohou velmi lišit v designu, ale všechny pomáhají míchat vytvářením vírů nebo víření turbulence uvnitř trubice. Mohou to být vrstvy mřížky instalované v trubkách nebo drážky obrobené do stěn trubek. Katalyzátory mohou být také povlečeny na povrchy přepážek, což poskytuje kontrolu míchání kromě míchání.
Konstrukce průtokového reaktoru také bere v úvahu rychlost reakce chemikálií. Pohyb chemikálií ve všech zkumavkách musí být stejný nebo kvalita konečného produktu se může lišit od každé zkumavky. Navrhování průtoků pro získání podmínek průtoku plug zajišťuje konzistentní produkt. Průtokový uzávěr je charakteristika konstrukce zkumavky a regulace průtoku, kde časové reaktanty strávené v reaktoru jsou stejné bez ohledu na to, která zkumavka je pozorována.