Micro-adweithydd Neu Adweithydd Micro Strwythuredig Neu Adweithydd Microsianel

Cyfarwyddyd Byr ar Dechnoleg Micro-adweithydd

Mae technoleg micro-adweithydd yn dechnoleg newydd yn bennaf trwy ddwysáu prosesau i gyflawni synthesis cemegol gwyrdd, yn enwedig ar gyfer paratoi cemegau mân megis cemegau, plaladdwyr, meddyginiaethau, micro-ddeunyddiau a nano-ddeunyddiau. Mae technoleg micro-adweithydd yn dechnoleg micro-gemegol a ddaeth i'r amlwg yn y 1990au. Nid yw'n ostyngiad syml o'r adweithydd presennol, ond yn un o'r systemau cynhwysfawr newydd sy'n integreiddio elfennau amrywiol megis technoleg materol, technoleg micro-fabrication, technoleg synhwyrydd a thechnoleg rheoli. Mae microreactor yn fath newydd o adweithydd piblinell llif parhaus miniaturized gyda sianeli strwythurol ar raddfa micron fel y craidd i wireddu adwaith, cymysgu, gwahanu a swyddogaeth arall. Nid yw "micro" adweithydd microchannel yn cyfeirio at faint bach y ddyfais micro-adweithydd na'r cynnyrch cynnyrch bach, ond yn hytrach i olygu bod y sianeli hylifol ar y raddfa micromedr neu filimedr. Mae'r broses microreaction yn cyfeirio at y broses system adwaith a adeiladwyd gan y dyfeisiau hyn. Gelwir y system microreaction hefyd yn system ficro-gemegol, sef system ficro ar gyfer y broses gemegol. Mae dyluniad a datblygiad y system ficrocemegol yn seiliedig ar y syniad o fachu offer cemegol heb leihau gallu prosesu'r offer, trwy gryfhau cyfradd a rheolaeth y prosesau llif, cymysgu a throsglwyddo yn y system, amser cwblhau'r broses. adwaith a gwahanu yn cael ei fyrhau, lleihau marweidd-dra deunyddiau yn y broses, lleihau ffurfio sgil-gynhyrchion, ar gyfer gwireddu'r broses gemegol gwyrdd, diogel ac effeithlon. Mae technoleg microreactor wedi dod yn un o'r cyfarwyddiadau datblygu pwysig ym maes dwysáu prosesau cemegol a ddefnyddir yn eang ym meysydd meddygaeth, plaladdwyr, cynhyrchion cemegol cain a synthesis canolraddol.

Mae micro-adweithydd neu adweithydd microstrwythuredig neu adweithydd microsianel yn ddyfais lle mae adweithiau cemegol yn digwydd mewn cyfyngiant gyda dimensiynau ochrol nodweddiadol o dan 1 mm; y math mwyaf nodweddiadol o gaethiwed o'r fath yw microsianeli. Mae micro-adweithyddion yn cael eu hastudio ym maes peirianneg prosesau micro, ynghyd â dyfeisiau eraill (fel cyfnewidwyr gwres micro) lle mae prosesau ffisegol yn digwydd. Mae micro-adweithyddion yn cynnwys adeileddau micro-fabricated i ganiatáu i gemeg llif gael ei berfformio ar raddfa micron. Mae'r micro-adweithydd fel arfer yn adweithydd llif di-dor (cyferbyniad â/i swp-adweithydd). Mae micro-adweithyddion yn cynnig llawer o fanteision dros adweithyddion ar raddfa gonfensiynol, gan gynnwys gwelliannau enfawr mewn effeithlonrwydd ynni, cyflymder a chynnyrch adweithio, diogelwch, dibynadwyedd, scalability, cynhyrchu ar y safle/ar-alw, a gradd llawer manylach o reoli prosesau.

Nodweddion Technegol Micro-adweithydd

• Arwynebedd penodol mawr a throsglwyddiad gwres da------Oherwydd y microstrwythur y tu mewn i'r micro-adweithydd, mae ei arwynebedd arwyneb penodol yn fawr iawn, a all fod yn gannoedd neu hyd yn oed filoedd o weithiau o arwynebedd arwyneb penodol y llong gynhyrfus. , mae ganddi gapasiti trosglwyddo gwres a màs da. Mae'r cyfernod cyfnewid gwres fel arfer o leiaf 25kW m − 2K − 1, a all wireddu'r cymysgedd unffurf ar unwaith a throsglwyddo gwres effeithlon o ddeunyddiau.
• Effeithlonrwydd trosglwyddo màs uchel a chyflymder adwaith cyflym-------Gall yr adweithydd microsianel gynnwys llawer o ficrosianelau, a gall y nwy a'r hylifau hylifol yn y microsianelau basio'r llif â 10-4 i 10-6m/s, The gall proses adwaith cymysgu hylifau sylweddoli adwaith cymysgu deunyddiau ar unwaith ac unffurf, a gwneud adwaith adweithiau cemegol cyffredin Amser yn cael ei leihau o oriau - degau o oriau i eiliadau - munud a chyflawnir trwybwn uchel.
• Rheolaeth gywir ar dymheredd adwaith ac amser i wella cynnyrch-------Mae nodweddion trosglwyddo gwres rhagorol y micro-adweithydd yn caniatáu i dymheredd yr adwaith gael ei reoli'n fanwl gywir o fewn ystod benodol, sy'n arwyddocaol iawn ar gyfer rhai adweithiau sy'n cynnwys cynhyrchion canolraddol ac yn thermol ansefydlog cynhyrchion mewn cemegau mân. Mae'r adweithyddion yn llifo'n barhaus yn yr adweithydd microchannel Gellir rheoli amser preswylio'r deunyddiau crai o dan yr amodau adwaith yn fanwl gywir. Ar ôl cyrraedd yr amser adwaith gorau posibl, caiff ei drosglwyddo ar unwaith i'r cam nesaf neu caiff yr adwaith ei derfynu, a all ddileu'r sgil-gynhyrchion a gynhyrchir oherwydd yr amser adwaith hir yn effeithiol a gwella'r cynnyrch.
• Llai o gapasiti dal hylif, yn fwy diogel ac yn fwy ecogyfeillgar ar gyfer cynhyrchu parhaus-------Oherwydd trosglwyddiad gwres da'r micro-adweithydd, ni fydd tymheredd yr adwaith yn cronni'n ormodol ac yn cael ei reoli'n gywir o fewn ystod benodol, a all leihau'r risg bosibl o ffrwydrad. Mae micro-adweithyddion fel arfer yn cael eu gweithredu'n barhaus, mae swm yr adweithyddion yn y micro-adweithyddion yn fach iawn. Mae hyn yn caniatáu prosesu canolradd ansefydlog wedi hynny ac yn osgoi oedi nodweddiadol wrth weithio mewn swp. Mae amser preswylio cyfrwng adwaith ansefydlog yn fyr iawn ac ni fydd yn pydru, hyd yn oed os yw'r adwaith canolraddol neu'r cynnyrch terfynol yn sylweddau gwenwynig a niweidiol, Hefyd oherwydd bod maint y cynhyrchion a gynhyrchir fesul uned amser yn fach ac mae'r amser preswylio yn fyr, y niweidiolrwydd nifer y damweiniau diogelwch yn cael ei leihau i raddau helaeth. Llawer o adweithiau ecsothermig egnïol na ellir eu gwireddu mewn swp-broses ond y gellir eu gwireddu mewn micro-adweithyddion, gall hyd yn oed adweithiau allweddol fel nitreiddiad gael eu cynnal yn ddiogel ar dymheredd uchel.
• Er mai dim ond mewn symiau bach y gall micro-adweithydd syntheseiddio cemegau, proses o luosi nifer y micro-adweithyddion yn unig yw cynyddu i gyfeintiau diwydiannol. Mewn cyferbyniad, mae prosesau swp yn perfformio'n dda yn rhy aml yn y labordy ond yn methu ar lefel gweithfeydd peilot swp.
• Gall technoleg micro-adweithydd hefyd gynyddu neu leihau nifer y modiwlau micro-adweithydd yn y system yn hyblyg yn unol â newidiadau yn y farchnad, er mwyn gwireddu cynhyrchu ar amser, ar y safle ac wedi'i deilwra.
• Gellir defnyddio technoleg ficro-brosesu i integreiddio micro-gymysgu, micro-adwaith, cyfnewid gwres micro, micro-wahanu, micro-ddadansoddi a gweithrediadau uned eraill a chyfateb micro-synwyryddion, micro-falfiau a dyfeisiau eraill i mewn i lwyfan neu hyd yn oed sglodyn rheoli i wireddu llwyfannu Neu weithrediad aml-swyddogaethol sy'n seiliedig ar sglodion, er mwyn cyflawni monitro amser real a rheolaeth ddeallus o'r system micro-adwaith, gwella'r cyflymder adwaith, ac arbed cost adwaith ar yr un pryd.

Math o Adweithiau Addas ar gyfer Micro-adweithyddion

Hyd yn hyn, mae'r microreactor aml-bwrpas yn dal i fod yn gyfyngedig i adwaith homogenaidd, ac i raddau, mae'n gyfyngedig i gyfnod nwy-hylif ac adwaith cyfnod hylif-hylif. Yn ôl yr ystadegau, gellir cynnal tua 30 y cant o adweithiau cemegol mân mewn micro-adweithyddion i wella'r cynnyrch, detholusrwydd neu ddiogelwch. Adlewyrchir manteision micro-adweithydd yn bennaf yn y mathau canlynol o adweithiau:

• Adweithiau ecsothermig treisgar-------Ar gyfer adweithiau ecsothermig treisgar, mae proses adweithydd confensiynol yn gyffredinol yn mabwysiadu'r dull o adio dropwise graddol neu adio swp. Serch hynny, bydd gorboethi lleol o hyd a bydd rhywfaint o sgil-gynhyrchion yn cael eu cynhyrchu. Oherwydd nodweddion trosglwyddo gwres da y micro-adweithydd, gellir rheoli tymheredd yr adwaith yn fanwl gywir, gellir dileu gorboethi lleol, a gellir ei wella'n sylweddol ar gynnyrch a detholusrwydd y cynnyrch.
• Adwaith ag adweithyddion neu gynhyrchion ansefydlog------Mae rhai adweithyddion neu gynhyrchion yn ansefydlog iawn a byddant yn dadelfennu ac yn lleihau cynnyrch cynhyrchion ar ôl amser preswylio. Mae'r system microreactor yn system llif parhaus, a gellir rheoli amser preswylio'r adwaith yn gywir. Felly, gellir osgoi'r dadelfeniad oherwydd ansefydlogrwydd adweithyddion neu gynhyrchion yn yr adweithydd confensiynol.
• Adwaith cyflym gyda gofynion llym ar y gymhareb o adweithyddion------Mae gan rai adweithiau ofynion llym ar gymhareb yr adweithyddion, a bydd gormodedd o un o'r adweithyddion yn achosi adweithiau ochr, megis adweithiau sy'n gofyn am mono-amnewid, bydd cynhyrchion dau-amnewidiol a thrisubstituted yn cael eu ffurfio. Gall y system micro-adweithydd gyflawni cymysgedd homogenaidd ar unwaith, sy'n osgoi'r broblem o ormodedd lleol o bob adweithydd ac yn lleihau sgil-gynhyrchion.
• Adweithiau cemegol peryglus ac adweithiau tymheredd uchel a gwasgedd uchel------Bydd rhai adweithiau cemegol sy'n hawdd allan o reolaeth, unwaith allan o reolaeth, yn achosi i dymheredd a gwasgedd yr adwaith gynyddu'n sydyn, bydd yr adweithyddion yn dyrnu hyd yn oed ffrwydrad. Oherwydd y gellir allforio'r gwres adwaith yn gyflym, ac mae'r microreactor yn adwaith llif parhaus, mae swm y cemegau ar-lein yn fach iawn, felly mae diogelwch yr adwaith yn cael ei warantu mewn microreactors.

Wrth gwrs, nid yw pob adwaith yn addas ar gyfer systemau micro-adweithydd, megis adweithiau hylif-solid araf iawn, adweithiau heb ffenomenau ecsothermig ac endothermig ac mae gan brosesau traddodiadol adweithiau dethol a chynnyrch uchel eisoes.

Cymhwyso Peryglon Micro-adweithyddion

• Er bod adweithyddion wedi'u gwneud ar gyfer trin gronynnau, nid yw micro-adweithyddion yn gyffredinol yn goddef gronynnau'n dda, yn aml yn clocsio. Mae nifer o ymchwilwyr wedi nodi clocsio fel y rhwystr mwyaf i ficro-adweithyddion[8] gael ei dderbyn yn eang fel dewis amgen buddiol i swp-adweithyddion.
• Gall pwmpio mecanyddol gynhyrchu llif pulsating a all fod yn anfanteisiol. Mae llawer o waith wedi'i neilltuo i ddatblygu pympiau â phylsiad isel. Ateb llif parhaus yw llif electroosmotig (EOF).
• Mae cyrydiad yn peri problem fwy mewn micro-adweithyddion oherwydd bod y gymhareb arwynebedd i gyfaint yn uchel. Gall diraddio o ychydig µm fynd heb ei sylwi mewn llestri confensiynol. Gan fod dimensiynau mewnol arferol sianeli yn yr un drefn maint, gall nodweddion gael eu newid yn sylweddol.
• Er y gall sysytem microreactor gynyddu i gyfeintiau diwydiannol trwy luosi nifer y micro-adweithyddion a gallant leihau'r gost, ond mae gallu prosesu system micro-adwaith hefyd yn gyfyngedig iawn. Yn ystod nifer y micro-adweithyddion yn cynyddu'n fawr, mae cymhlethdod y system monitro a rheoli micro-adwaith hefyd yn cynyddu'n fawr, ac mae'r gost buddsoddi a gweithredu ar gyfer cynhyrchu gwirioneddol hefyd yn cynyddu'n fawr.

Ceisiadau

FAQ

 

Tagiau poblogaidd: microreactor neu adweithydd micro-strwythuredig neu adweithydd microchannel, cyflenwyr, gweithgynhyrchwyr, ffatri, cyfanwerthu, prynu