Micrea-imoibreoir Nó Micrea-imoibreoir Struchtúrtha Nó Imoibreoir Micreachainéal

Teagasc gairid ar Theicneolaíocht Mhicrea-imoibreora

Is teicneolaíocht nua í an teicneolaíocht microreactor go príomha trí dhianú próisis chun sintéis cheimiceach glas a bhaint amach, go háirithe le haghaidh ullmhú ceimiceáin fíneáil mar cheimiceáin, lotnaidicídí, cógais, micrea-ábhair agus nana-ábhair. Is teicneolaíocht micrea-cheimiceach é teicneolaíocht microreactor a tháinig chun cinn sna 1990í. Ní laghdú simplí é an t-imoibreoir atá ann cheana féin, ach ceann de na córais chuimsitheacha nua a chomhtháthaíonn gnéithe éagsúla cosúil le teicneolaíocht ábhar, teicneolaíocht micrea-déantúsaíochta, teicneolaíocht braiteoir agus teicneolaíocht rialaithe. Is cineál nua imoibreora píblíne sreabhadh leanúnach miniaturized é Microreactor le bealaí struchtúracha ar scála miocrón mar chroílár chun imoibriú, meascadh, scaradh agus feidhm eile a bhaint amach. Ní thagraíonn an "micrea" d'imoibreoir microchannel do mhéid beag an fheiste microreactor nó an táirgeacht bheag, ach a chiallaíonn go bhfuil na bealaí sreabhánacha ar an scála micriméadair nó milliméadar. Tagraíonn an próiseas microreaction do phróiseas an chórais imoibrithe a thógann na feistí seo. Tugtar an córas micrea-cheimiceach ar an gcóras microreaction freisin, ar micrea-chóras é don phróiseas ceimiceach. Tá dearadh agus forbairt an chórais micreimiceach bunaithe ar an smaoineamh ar threalamh ceimiceach a miniaturizing gan cumas próiseála an trealaimh a laghdú, trí ráta agus inrialaitheacht na bpróiseas sreafa, mheascadh agus aistrithe sa chóras a neartú, an t-am críochnaithe de. déantar imoibriú agus scaradh a ghiorrú, marbhántacht ábhar a laghdú sa phróiseas, foirmiú seachtháirgí a laghdú, chun an próiseas ceimiceach glas, sábháilte agus éifeachtach a bhaint amach. Tá teicneolaíocht microreactor anois ar cheann de na treoracha forbartha tábhachtacha i réimse an diansaothraithe próiseas ceimiceach a úsáidtear go forleathan i réimsí na míochaine, lotnaidicídí, táirgí ceimiceacha fíneáil agus sintéis idirmheánach.

Is feiste é micri-imoibreoir nó imoibreoir micreastruchtúrtha nó imoibreoir micrichainéil ina dtarlaíonn imoibrithe ceimiceacha i limistéar iata a bhfuil toisí tipiciúla cliathánach faoi bhun 1 mm aige; Is iad na micreachainéil an fhoirm is tipiciúla de luí seoil. Déantar staidéar ar mhicrea-imoibreoirí i réimse na hinnealtóireachta próisis micrea, in éineacht le feistí eile (cosúil le micrea-malartóirí teasa) ina dtarlaíonn próisis fhisiceacha. Is éard atá i gceist le micri-imoibreoirí struchtúir mhiocrónacha chun gur féidir ceimic sreafa a dhéanamh ar scála miocrón. De ghnáth is imoibreoir sreafa leanúnaigh é an micri-imoibreoir (codarsnacht le/le baisc-imoibreoir). Tá go leor buntáistí ag micrea-imoibreoirí thar ghnáth-imoibreoirí scála, lena n-áirítear feabhsuithe ollmhóra in éifeachtúlacht fuinnimh, luas imoibrithe agus toradh, sábháilteacht, iontaofacht, inscálaithe, táirgeadh ar an láthair/ar éileamh, agus leibhéal i bhfad níos míne de rialú próisis.

Saintréithe Teicniúla an Mhicrea-imoibreora

• Achar dromchla sonrach mór agus aistriú teasa maith------Mar gheall ar an micristruchtúr laistigh den mhicrea-imoibreoir, tá a limistéar dromchla sonrach an-mhór, ar féidir leis na céadta nó fiú na mílte uair a bheith ann d'achar dromchla sonrach an tsoithigh agitating. , tá cumas aistrithe teasa agus mais maith aige. Is é an comhéifeacht malartaithe teasa de ghnáth ar a laghad 25kW m − 2K − 1, is féidir a bhaint amach ar an meascán aonfhoirmeach meandarach agus aistriú teasa éifeachtach na n-ábhar.
• Éifeachtúlacht aistrithe mais ard agus luas imoibrithe tapa-------Is féidir go leor micreachainéil a bheith san imoibreoir micreachainéil, agus is féidir leis na gáis agus na leachtanna leachtacha sna micreachainéil an sreabhadh a rith ó 10-4 go 10-6m/s, The Is féidir le próiseas imoibriú measctha sreabhán imoibriú measctha meandarach agus aonfhoirmeach na n-ábhar a bhaint amach, agus imoibriú gnáth-imoibrithe ceimiceacha a dhéanamh Laghdaítear am ó uaireanta - deich n-uaire go soicind - nóiméad agus baintear tréchur ard amach.
• Rialú cruinn ar theocht an imoibrithe agus ar an am chun an toradh a fheabhsú-------Ceadaíonn tréithe sármhaitheasa aistrithe teasa an mhicrea-imoibreora an teocht imoibrithe a rialú go beacht laistigh de raon áirithe, rud atá thar a bheith tábhachtach do roinnt imoibrithe a bhaineann le táirgí idirmheánacha agus éagobhsaí teirmeach. táirgí i gceimiceáin mhín. Sreabhann na himoibreoirí go leanúnach san imoibreoir microchannel Is féidir am cónaithe na n-amhábhar faoi na coinníollacha imoibrithe a rialú go beacht. Nuair a bheidh an t-am imoibrithe is fearr bainte amach, cuirtear ar aghaidh go dtí an chéad chéim eile é láithreach nó cuirtear deireadh leis an imoibriú, rud a fhéadfaidh na seachtháirgí a ghintear mar gheall ar an am imoibrithe fada a dhíchur go héifeachtach agus an toradh a fheabhsú.
• Cumas coinneála sreabhach níos lú, níos sábháilte agus níos neamhdhíobhálaí don chomhshaol le haghaidh táirgeadh leanúnach-------Mar gheall ar aistriú teasa maith an mhicrea-imoibreora, ní charnóidh an teocht imoibrithe ró-mhór agus déantar é a rialú go cruinn laistigh de raon áirithe, rud a d'fhéadfadh an riosca féideartha a laghdú. de phléasc. De ghnáth déantar micrea-imoibreoirí a oibriú go leanúnach, tá méid na n-imoibreoirí sa mhicrea-imoibreoir an-bheag. Ligeann sé seo próiseáil a dhéanamh ina dhiaidh sin ar idirmheánacha éagobhsaí agus seachnaítear gnáth-mhoilleanna oibre baisc. Tá an t-am cónaithe de mheán imoibrithe éagobhsaí an-ghearr agus ní lobhadh, fiú má tá an t-imoibriú idirmheánach nó an táirge deiridh substaintí tocsaineacha agus díobhálacha, Chomh maith leis sin toisc go bhfuil méid na dtáirgí a tháirgtear in aghaidh an aonaid ama beag agus go bhfuil an t-am cónaithe gearr, an díobhálach laghdaítear líon na dtimpistí sábháilteachta go mór. Go leor frithghníomhartha eisiteirmeacha bríomhara nach féidir a bhaint amach sa phróiseas baisc ach is féidir a bhaint amach i micri-imoibreoirí, is féidir fiú príomhimoibrithe amhail nítriúcháin a dhéanamh go sábháilte ag teocht ard.
• Cé nach féidir le micrea-imoibreoir ceimiceáin a shintéisiú ach i gcainníochtaí beaga, níl i gceist le scála suas go méideanna tionsclaíocha ach próiseas chun líon na micri-imoibreora a iolrú. I gcodarsnacht leis sin, is minic a éiríonn go maith le próisis bhaisc sa tsaotharlann ach teipeann orthu ag leibhéal an ghléasra píolótach baisc.
• Is féidir le teicneolaíocht micrea-imoibreora líon na modúl micrea-imoibreora sa chóras a mhéadú nó a laghdú go solúbtha de réir athruithe sa mhargadh, chun táirgeadh in am, ar an láthair agus saincheaptha a bhaint amach.
• Is féidir teicneolaíocht micrea-phróiseála a úsáid chun micrea-mheascadh, micrea-imoibriú, malartú teasa micrea, micrea-scaradh, micrea-anailís agus oibríochtaí aonaid eile agus micrea-bhraiteoirí, micrea-chomhlaí agus feistí eile a mheaitseáil isteach in ardán nó fiú. sliseanna rialaithe chun platformization a bhaint amach Nó oibríocht ilfheidhmeach sliseanna-bhunaithe, ionas go mbainfear amach monatóireacht fíor-ama agus rialú cliste ar an gcóras micrea-imoibrithe, feabhas a chur ar an luas imoibrithe, agus an costas imoibrithe a shábháil ag an am céanna.

Cineál Frithghníomhartha Oiriúnach do Mhicrea-imoibreoirí

Go dtí seo, tá an microreactor ilchuspóireach fós teoranta d'imoibriú aonchineálach, agus go pointe áirithe, tá sé teoranta do chéim gáis-leachtach agus imoibriú céim leachtach-leachtach. De réir staitisticí, is féidir thart ar 30 faoin gcéad d'imoibrithe ceimiceacha fíneáil a dhéanamh i micri-imoibreoirí chun an toradh, an roghnaíocht nó an tsábháilteacht a fheabhsú. Léirítear na buntáistí a bhaineann le microreactor go príomha sna cineálacha imoibrithe seo a leanas:

• Frithghníomhartha eisiteirmeacha foréigneach-------I gcás frithghníomhartha eisiteirmeacha foréigneacha, glacann gnáthphróiseas imoibreora an modh suimiúcháin anuas de réir a chéile nó suimiú baisce de réir a chéile. Mar sin féin, beidh róthéamh áitiúil fós ann agus déanfar méid áirithe seachtháirgí a tháirgeadh. Mar gheall ar shaintréithe aistrithe teasa maith an mhicrea-imoibreora, is féidir an teocht imoibrithe a rialú go beacht, is féidir deireadh a chur le róthéamh áitiúil, agus is féidir toradh agus roghnaíocht an táirge a fheabhsú go suntasach.
• Imoibriú le himoibreoirí nó táirgí éagobhsaí------Tá imoibreoirí nó táirgí áirithe an-éagobhsaí agus dianscaoilfidh siad agus laghdóidh siad táirgeacht na dtáirgí tar éis am cónaithe. Is córas sreabhadh leanúnach é an córas microreactor, agus is féidir am cónaithe an imoibrithe a rialú go cruinn. Dá bhrí sin, is féidir an dianscaoileadh mar gheall ar éagobhsaíocht imoibreoirí nó táirgí san imoibreoir traidisiúnta a sheachaint.
• Imoibriú mear le ceanglais dhian ar chóimheas na n-imoibreoirí------Tá ceanglais dhian ar chóimheas na n-imoibreoirí ag roinnt imoibrithe, agus beidh barrachas de cheann amháin de na himoibritheoirí ina chúis le frithghníomhartha taobh, mar imoibrithe a dteastaíonn mona-ionadú orthu, beidh déantar táirgí dé-ionadacha agus trí-ionadacha. Is féidir leis an gcóras microreactor meascadh aonchineálach a bhaint amach ar an toirt, rud a sheachnaíonn an fhadhb a bhaineann le barrachas áitiúil gach imoibreora agus a íoslaghdaíonn seachtháirgí.
• Imoibrithe ceimiceacha contúirteacha agus imoibrithe ardteochta & ardbhrú------Cuirfidh imoibrithe ceimiceacha áirithe atá as rialú go héasca, nuair nach bhfuil siad faoi smacht, méadú géar ar theocht an imoibrithe agus ar an mbrú, agus fiú pléascfaidh na himoibreoirí. Toisc gur féidir an teas imoibrithe a onnmhairiú go tapa, agus is imoibriú sreabhadh leanúnach é an microreactor, tá méid na gceimiceán ar líne an-bheag, agus mar sin déantar sábháilteacht an imoibrithe a ráthú i micrea-imoibreoirí.

Ar ndóigh, níl gach imoibriú oiriúnach do chórais micrea-imoibreora, mar shampla imoibrithe leachtacha-soladach an-mhall, imoibrithe gan feiniméin eisiteirmeacha agus inteirmeacha agus tá imoibrithe roghnaíochta agus toraidh ard cheana féin ag próisis thraidisiúnta.

Gaistí Feidhmchlár na Micri-imoibreora

• Cé go bhfuil imoibreoirí déanta chun cáithníní a láimhseáil, go ginearálta ní fhulaingt micrea-imoibreoirí cáithníní go maith, go minic clogáil.Tá an clogáil aitheanta ag roinnt taighdeoirí mar an chonstaic is mó do mhicri-imoibreoirí[8] a bheith glactha go forleathan mar rogha eile tairbheach d'imoibreoirí baisc.
• Féadfaidh caidéalú meicniúil sreabhadh bíogach a ghiniúint a d'fhéadfadh a bheith míbhuntáisteach. Tá go leor oibre déanta ar fhorbairt na gcaidéal le brúcht íseal. Is é an sreabhadh leictreosmotic (EOF) an réiteach leanúnach ar shreabhadh.
• Cuireann creimeadh ceist níos mó ar mhicrea-imoibreoirí mar go bhfuil an cóimheas idir achar agus toirt ard. D’fhéadfadh sé nach dtugtar faoi deara díghrádú cúpla µm i ngnáthshoithí. Toisc go bhfuil gnáth-thoisí inmheánacha na gcainéal san ord céanna méide, is féidir go n-athrófaí go suntasach na saintréithe.
• Cé gur féidir le córas microreactor scála suas go dtí méideanna tionsclaíocha trí líon na micri-imoibreora a iolrú agus is féidir leis an gcostas a laghdú, ach tá cumas próiseála an chórais microreaction teoranta go mór freisin. Le linn líon na micrea-imoibreoirí a mhéadú go mór, tá méadú mór freisin ar chastacht an chórais monatóireachta agus rialaithe microreaction, agus tá an costas infheistíochta agus oibríochta don táirgeadh iarbhír méadaithe go mór freisin.

Feidhmchláir

CC

 

Clibeanna Te: microreactor nó micrea-imoibreoir struchtúrtha nó imoibreoir microchannel, soláthraithe, monaróirí, monarcha, mórdhíola, a cheannach