Hva er en Flow Reactor?

September 15  by Eliza

En strømningsreaktor er en kjemisk prosess hvor råvarer blir tilsatt til en reaksjonsbeholder, vanligvis en serie av rør, for å lage produkter kontinuerlig. Dette er forskjellig fra en satsvis prosess, hvor alle materialene blir tilsatt og reagert, og deretter fjernes og behandles. Strømnings reaksjoner fortsette så lenge som råstoff tilsettes ved en ende, og kan brukes for både væsker og gasser.

Utformingen av en strømningsreaktor er typisk en serie av rør inne i en temperaturkontrollert skall. Varme eller kjølemiddel kan tilsettes til skallet for å tilveiebringe temperaturkontroll av reaksjonen inne i rørene. Reaktoren kan være laget av metall, plast eller komposittmaterialer som er nødvendig for å hindre at de råstoffer fra å angripe den.

Tube design for en flyt reaktor kan variere sterkt avhengig av de ønskede reaksjoner. Sjelden er rørene tomme, fordi blande vil ikke forekomme i tomme rør; materialene vil forbli adskilt inne i rørene og som ikke reagerer. Sløyfer av mindre rør, små figurer kalt pakking, eller interne barrierer som kalles bafler er alle vant til å blande reaktantene, eller råvarer, sammen.

Plassere kveilerør inne i en flyt reaktor kan hjelpe med å blande eller varmeoverføring. Spoler legge avstand for kjemikalier til å reise i reaksjonen, og gir deg mer tid for den kjemiske prosessen skal skje. Varme- eller kjølevæsker kan også være inne i spoler, med reaktantene utenfor, for bedre temperaturkontroll. Rørstørrelse, som endrer den indre diameter eller tverrsnitt, kan varieres for å endre reaktant-strømningshastigheter.

Rør kan være pakket med ulike materialer basert på hva reaksjonene er nødvendig. Noen kjemikalier krever en katalysator, et materiale som akselererer reaksjonene uten å bli brukt opp i prosessen. Katalysatorer kan tilsettes til keramiske glassperler eller annet materiale og pakket i rørene. Ikke-katalysator pakking kan også benyttes for å bidra til å blande reaktantene, noe som ofte er nødvendig hvis varme eller kjøling er påført på utsiden av rørene. Uten å blande, vil materialet nærmest rørveggene være for varmt eller kaldt, noe som vil påvirke produktets kvalitet.

Ledeplater kan variere sterkt i design, men all hjelp blande ved å opprette virvler, eller virvler av turbulens inne i røret. De kan være lag av maskenett som er installert i rørene, eller spor maskinert inn i rørveggene. Katalysatorer kan også være belagt på ledeflater, og gir reaksjonskontroll i tillegg til blandingen.

Flow reaktor design tar også hensyn til reaksjonshastigheten av kjemikaliene. Bevegelsen av kjemikalier gjennom alle rør må være den samme, eller i det ferdige produktets kvalitet kan være forskjellig fra hvert rør. Utformingen av strømningshastigheter for å få plug strømningsforhold sikrer en konsistent produkt. Pluggstrøm er karakteristisk for røret utforming og regulering av strømningshastighet, hvor de tids reaktantene tilbringer i reaktoren er den samme uavhengig av hvilken røret blir observert.