Uvod
Serijski reaktor je splošni izraz za vrsto posode, ki se pogosto uporablja v kemijski industriji. Njegovo ime je nekako napačen izraz, saj se posode te vrste uporabljajo za različne procesne operacije, kot so raztapljanje trdnih snovi, mešanje izdelkov, kemijske reakcije, šaržna destilacija, kristalizacija, ekstrakcija tekočine/tekočine in polimerizacija. V tej temi bomo obravnavali samo šaržni reaktor, saj se ta vrsta reaktorja uporablja za proizvodnjo psihoaktivnih snovi.
Tipičen šaržni reaktor je sestavljen iz skladiščne posode z mešalnikom in integriranim sistemom za ogrevanje/hlajenje. Te posode so lahko velike od manj kot 1 litra do več kot 15 000 litrov. Običajno so izdelane iz jekla, nerjavnega jekla, jekla s stekleno oblogo, stekla ali eksotične zlitine. Tekočine in trdne snovi se običajno polnijo prek priključkov v zgornjem pokrovu reaktorja. Hlapi in plini se prav tako odvajajo skozi priključke v zgornjem pokrovu ali skozi kondenzator. Tekočine se običajno odvajajo skozi dno. Prednosti šaržnega reaktorja so v njegovi vsestranskosti. V eni sami posodi se lahko izvaja zaporedje različnih postopkov, ne da bi bilo treba prekiniti zadrževalni sistem. To je še posebej koristno pri obdelavi strupenih ali zelo močnih spojin.
Serijski reaktorji se uporabljajo za večino reakcij, ki se izvajajo v laboratoriju. Reaktanti so v epruveti, erlenmajerici ali čaši. Reagenti se zmešajo, pogosto segrevajo, da se reakcija izvede, in nato ohladijo. Proizvodi se izlijejo in po potrebi očistijo. Ta postopek se izvaja tudi v industriji, ključna razlika pa je v velikosti reaktorja in količini reaktantov.
Tipičen šaržni reaktor je sestavljen iz skladiščne posode z mešalnikom in integriranim sistemom za ogrevanje/hlajenje. Te posode so lahko velike od manj kot 1 litra do več kot 15 000 litrov. Običajno so izdelane iz jekla, nerjavnega jekla, jekla s stekleno oblogo, stekla ali eksotične zlitine. Tekočine in trdne snovi se običajno polnijo prek priključkov v zgornjem pokrovu reaktorja. Hlapi in plini se prav tako odvajajo skozi priključke v zgornjem pokrovu ali skozi kondenzator. Tekočine se običajno odvajajo skozi dno. Prednosti šaržnega reaktorja so v njegovi vsestranskosti. V eni sami posodi se lahko izvaja zaporedje različnih postopkov, ne da bi bilo treba prekiniti zadrževalni sistem. To je še posebej koristno pri obdelavi strupenih ali zelo močnih spojin.
Serijski reaktorji se uporabljajo za večino reakcij, ki se izvajajo v laboratoriju. Reaktanti so v epruveti, erlenmajerici ali čaši. Reagenti se zmešajo, pogosto segrevajo, da se reakcija izvede, in nato ohladijo. Proizvodi se izlijejo in po potrebi očistijo. Ta postopek se izvaja tudi v industriji, ključna razlika pa je v velikosti reaktorja in količini reaktantov.
Shema šaržnega reaktorja
Uporaba v proizvodnji zdravil
Za vsako proizvodnjo narkotičnih in močnih snovi je potrebna sinteza. Za majhne količine zadostuje uporaba majhnih reakcijskih posod (hruškaste ali majhne bučke z dvema/tremi grli). Pri povečevanju proizvodnje se kemik sooča s številnimi težavami, kot so povečanje prostornine reakcijske mase, izboljšanje prenosa toplote in mešanja, priročno nalaganje/razlaganje reagentov, nadzor mešanja itd. Vse te težave se rešijo z izbiro in nakupom ustreznega šaržnega reaktorja. V tej temi sem poskušal čim bolj preprosto razložiti, kakšna oprema je to, kako jo uporabljati, vzdrževati in izbrati za nakup.
Sestavni deli tipičnega šaržnega reaktorja
Serijski reaktorji so sestavljeni iz različnih delov, ki opravljajo različne funkcije:Rezervoar
Rezervoar je glavni del kemijskega reaktorja, v katerem potekajo vse kemijske reakcije. V njem se srečujejo vsi reaktanti in se mešajo z drugimi vrstami reaktantov, da nastane končni izdelek.
Mešalnik
To je del reaktorja z neprekinjenim mešalnikom, ki je odgovoren za shranjevanje in homogeno mešanje vseh reaktantov.
To je del reaktorja z neprekinjenim mešalnikom, ki je odgovoren za shranjevanje in homogeno mešanje vseh reaktantov.
Toplotni izmenjevalnik
Od toplotnega izmenjevalnika je odvisno, ali bo zagotavljal potrebno toploto ali hladil za potek kemijskih reakcij. Eden od najbolj nerešljivih problemov pri povečanju obsega je nadzor temperature. Pri dobrem nadzoru temperature v šaržnem reaktorju je treba upoštevati dva dejavnika. Prvič, regulator temperature mora biti sposoben vzdrževati temperaturo skupnega proizvoda na želeni vrednosti in se pravočasno odzivati na spremembe v obremenitvi ogrevanja ali hlajenja. Drugič, temperaturo stene v reaktorju je treba vzdrževati na ravni, ki ne vpliva negativno na izdelek. Tipičen ogrevalni in hladilni sistem za običajni šaržni reaktor je prikazan na spodnji sliki. Reaktorsko telo obdaja zunanji plašč, skozi katerega kroži tekočina za prenos toplote. Pri večjih posodah se za boljšo porazdelitev tekočine za prenos toplote v plašču uporablja več vbrizgalnih točk.
Od toplotnega izmenjevalnika je odvisno, ali bo zagotavljal potrebno toploto ali hladil za potek kemijskih reakcij. Eden od najbolj nerešljivih problemov pri povečanju obsega je nadzor temperature. Pri dobrem nadzoru temperature v šaržnem reaktorju je treba upoštevati dva dejavnika. Prvič, regulator temperature mora biti sposoben vzdrževati temperaturo skupnega proizvoda na želeni vrednosti in se pravočasno odzivati na spremembe v obremenitvi ogrevanja ali hlajenja. Drugič, temperaturo stene v reaktorju je treba vzdrževati na ravni, ki ne vpliva negativno na izdelek. Tipičen ogrevalni in hladilni sistem za običajni šaržni reaktor je prikazan na spodnji sliki. Reaktorsko telo obdaja zunanji plašč, skozi katerega kroži tekočina za prenos toplote. Pri večjih posodah se za boljšo porazdelitev tekočine za prenos toplote v plašču uporablja več vbrizgalnih točk.
Vstopne in izstopne cevi
Vstopne cevi boste uporabili za dodajanje več reaktantov v posodo, medtem ko bodo izstopne cevi sproščale končni izdelek.
Vstopne cevi boste uporabili za dodajanje več reaktantov v posodo, medtem ko bodo izstopne cevi sproščale končni izdelek.
Nadzorni sistem
Nadzorni sistem boste uporabljali za konfiguracijo, nadzor in spremljanje hitrosti vrtenja, temperature in časa reakcij v kemijskih reaktorjih.
Dodatna oprema
Dodatno opremo sestavljajo povratni kondenzator, dodatni lijak, adapterji, plinske cevi, zbiralna bučka itd.
Nadzorni sistem boste uporabljali za konfiguracijo, nadzor in spremljanje hitrosti vrtenja, temperature in časa reakcij v kemijskih reaktorjih.
Dodatna oprema
Dodatno opremo sestavljajo povratni kondenzator, dodatni lijak, adapterji, plinske cevi, zbiralna bučka itd.
Kako delujejo šaržni reaktorji
Prvi korak: faza priprave
Celoten postopek začnete s pripravo naprave in njeno nastavitvijo v skladu s specifikacijami izdelka. Poleg tega boste pripravili tudi vse reaktante, ki jih želite mešati z uporabo šaržnega reaktorja. Takoj ko boste končali postopek priprave, boste vse reaktante vnesli v reaktor prek dovoda in dodatnega lijaka (neobvezno).
Drugi korak: faza mešanja
Tu bo mešalnik začel delovati, ko bodo reaktanti vstopili v posodo šaržnega reaktorja. Poleg tega bo toplotni izmenjevalnik zagotavljal potrebno toploto ali hladil, ki ga zahteva reakcijski proces, in tako zaključil reakcijo. Postopek se bo nadaljeval, pri čemer bodo vsi dejavniki ostali nespremenjeni, saj se reaktanti mešajo in tvorijo homogene zmesi. To bo trajalo precej časa, ki se običajno razlikuje glede na vrsto reaktantov.
Tretji korak:Sprostitev mešanice izdelkov
Na koncu omogočite stroju, da sprosti mešanico izdelkov takoj, ko je postopek mešanja končan. Opazili boste, da stroj ohrani lastnosti, ki jih je imel med postopkom dovajanja in izpuščanja.
Drugi korak: faza mešanja
Tu bo mešalnik začel delovati, ko bodo reaktanti vstopili v posodo šaržnega reaktorja. Poleg tega bo toplotni izmenjevalnik zagotavljal potrebno toploto ali hladil, ki ga zahteva reakcijski proces, in tako zaključil reakcijo. Postopek se bo nadaljeval, pri čemer bodo vsi dejavniki ostali nespremenjeni, saj se reaktanti mešajo in tvorijo homogene zmesi. To bo trajalo precej časa, ki se običajno razlikuje glede na vrsto reaktantov.
Tretji korak:Sprostitev mešanice izdelkov
Na koncu omogočite stroju, da sprosti mešanico izdelkov takoj, ko je postopek mešanja končan. Opazili boste, da stroj ohrani lastnosti, ki jih je imel med postopkom dovajanja in izpuščanja.
Video Priročnik
Katereso prednosti uporabe šaržnega reaktorja?
Obstaja kar nekaj prednosti, ki jih boste imeli z njegovo uporabo. Navajamo nekaj prednosti uporabe šaržnega reaktorja.
- Enostavna uporaba
Pri nadzoru in upravljanju kemičnega reaktorja boste imeli enostavno delo. Ima preprosto zasnovo in nadzorni sistem, ki je prijazen zahtevam uporabnika.
- Vsestranski
V reaktorju lahko mešate različne kemikalije in tako izdelujete različne psihoaktivne snovi.
- Visoka stopnja vzdržljivosti
Kemične reaktorje boste uporabljali tudi zelo dolgo, saj so zelo vzdržljivi. Večina jih ima materiale z zelo visoko natezno trdnostjo, ki lahko prenesejo pritisk zaradi kemičnih reakcij.
- Ustrezen nadzor spremenljivk
S kemičnimi reaktorji boste imeli tudi popoln nadzor nad vsemi spremenljivkami reakcije. Tako lahko bolje nadzorujete tlak in temperaturo v kemijskih reaktorjih.
Kako vzdrževati šaržni reaktor
Kemične reaktorje morate redno vzdrževati, da zagotovite njihove ustrezne delovne pogoje. To bo pripomoglo k podaljšanju življenjske dobe ali življenjske dobe ter učinkovitosti kemičnih reaktorjev. Kemične reaktorje lahko vzdržujete z ustreznim čiščenjem sistema, da se znebite ostankov na napravi. Poleg tega morate namazati vse gibljive dele kemičnih reaktorjev, da preprečite poškodbe. Izvajati morate tudi redne preglede naprave, da ugotovite dele, ki jih je treba zamenjati. V tem primeru boste morali odstraniti in zamenjati dele kemičnih reaktorjev, če se bo pojavila potreba po tem. Za pravilno vzdrževanje kemičnih reaktorjev je pomembno, da imate ustrezen urnik. Uporabite lahko programsko opremo za napovedovanje, ki bo spremljala delovanje kemičnih reaktorjev in vas obvestila o morebitnih težavah.
Katere specifikacije si ogledate, preden kupite šaržni reaktor?Pri izbiri kemičnih reaktorjev morate upoštevati določene spremenljivke delovanja. V nadaljevanju so predstavljene glavne spremenljivke delovanja, na katere boste zelo pozorni. Izbiro boste opravili tako, da boste preverili vrsto kemičnih reaktorjev, ki so sposobni izpolnjevati zahteve uporabe.
Model kemičnega reaktorja
Razmisliti morate o uporabi najbolj zaupanja vrednih modelov kemičnih reaktorjev v industriji. Vtem primeru se posvetujte s kolegi proizvajalci zdravil, ki vas bodo napotili na določene modele, ki dobro delujejo.
Čas zadrževanja
Poznati morate čas, ki ga bodo določeni reaktanti preživeli v kemijskih reaktorjih. To vam bo pomagalo pri nakupu popolnega kemijskega reaktorja, ki lahko zdrži reakcijski čas med različnimi reaktanti. Pri proizvodnji zdravil se običajno uporabljajo stekleni reaktorji.
Prostornina ali zmogljivost
Večina kemijskih reaktorjev je zelo velikih in sprejme različne količine reagentov. Pred izbiro upoštevajte količino reaktantov, ki jih boste mešali v reakciji.
Zahteve glede tlaka in temperature
Tu boste upoštevali zahteve glede najvišje in najnižje temperature za vašo sintezo.
Kateri dejavniki vplivajo na ceno kemijskih reaktorjev?
Takoj ko se vam porodi zamisel o nakupu kemijskega reaktorja, morate imeti ustrezen proračun. Pri oblikovanju proračuna za kemijske reaktorje morate upoštevati posebne dejavnike, kot so.
- kakovost kemijskih reaktorjev. Pri tem velja, da višja kot je kakovost kemičnih reaktorjev, več boste plačali za kemične reaktorje.
- Zmogljivost kemičnih reaktorjev. V tem primeruboste plačali višjo ceno za kemične reaktorje, ki lahko obdelujejo večje zmogljivosti ali količine.
Nasplošno stane nakup kemičnih reaktorjev od 500 do 250 000 ameriških dolarjev.
Dobavitelji
Obstajajo številna podjetja, ki proizvajajo in prodajajo šaržne reaktorje. Vaša izbira je odvisna od vašega proračuna, časa za dostavo na vašo lokacijo in uvoznih pravil. Tukaj je predstavljenih nekaj dobaviteljev z različnimi cenami za 100-litrski stekleni šaržni reaktor. Cene veljajo za 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:
