সলভেন্ট রিঅ্যাক্টর কী? নীতি, প্রকারভেদ ও প্রয়োগ

মূল প্রশ্নের উত্তর: সলভেন্ট রিঅ্যাক্টর কী এবং এটি শিল্প রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণে কীভাবে সলভেন্ট পুনরুদ্ধার ও পরিশোধন করে? একটি সলভেন্ট রিঅ্যাক্টর হল একটি বিশেষ চাপযুক্ত পাত্র ব্যবস্থা যা রাসায়নিক বিক্রিয়া মিশ্রণ থেকে জৈব সলভেন্টগুলিকে পৃথক করে, পুনরুদ্ধার করে এবং পুনর্ব্যবহার করে। এটি নিয়ন্ত্রিত তাপীয় পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া যেমন ভগ্নাংশ পাতন, ফ্ল্যাশ বাষ্পীভবন এবং অ্যাজিওট্রপিক ভাঙনের মাধ্যমে সম্পন্ন করে। ৫০ থেকে ২০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা এবং শূন্য চাপ (-০.১ এমপিএ) থেকে ১.০ এমপিএ চাপে কাজ করে, এই রিঅ্যাক্টরগুলি সলভেন্ট (যেমন, মিথানল ৬৪.৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস, টলুইন ১১০.৬ ডিগ্রি সেলসিয়াস, ইথাইল অ্যাসিটেট ৭৭.১ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এবং উচ্চ-স্ফুটনাঙ্কযুক্ত বিক্রিয়া পণ্যের স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্যকে কাজে লাগিয়ে ফার্মাসিউটিক্যাল, পেট্রোকেমিক্যাল এবং ফাইন কেমিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ৯৫-৯৯% সলভেন্ট পুনরুদ্ধারের হার অর্জন করে।

১. সলভেন্ট রিঅ্যাক্টরের মূল কার্যপ্রণালী

সলভেন্ট রিঅ্যাক্টর তিনটি মৌলিক থার্মোডাইনামিক এবং পরিবহন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পৃথকীকরণ অর্জন করে:

• বাষ্প-তরল সাম্যাবস্থা (VLE) চালিত পৃথকীকরণ রিঅ্যাক্টর সলভেন্ট এবং দ্রবীভূত অণুর মধ্যে বাষ্প চাপের পার্থক্যকে কাজে লাগায়। রাউল্টের সূত্র অনুসারে, প্রতিটি উপাদানের আংশিক চাপ তার মোল ভগ্নাংশ এবং সম্পৃক্ত বাষ্প চাপের উপর নির্ভর করে, যা নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা এবং চাপে নিম্ন-স্ফুটনাঙ্কযুক্ত সলভেন্টের নির্বাচনী বাষ্পীভবন সক্ষম করে।
• রিফ্লাক্স নিয়ন্ত্রণ সহ ভগ্নাংশ পাতন স্ফুটন চেম্বারের উপরে একটি রেকটিফিকেশন বিভাগ একাধিক তাত্ত্বিক পর্যায় (সাধারণত ৫-২০ প্লেট) সরবরাহ করে, যেখানে ২:১ থেকে ১০:১ এর রিফ্লাক্স অনুপাত কাছাকাছি-স্ফুটনাঙ্কযুক্ত সলভেন্টগুলির মধ্যে তীক্ষ্ণ পৃথকীকরণ নিশ্চিত করে। ম্যাককেব-থিয়েল পদ্ধতি এবং ফেন্সকে-আন্ডারউড-গিলিল্যান্ড সমীকরণগুলি ৯৯.৫% এর বেশি লক্ষ্যমাত্রার বিশুদ্ধতার জন্য ন্যূনতম পর্যায়ের সংখ্যা নির্ধারণ করে।
• ভ্যাকুয়াম-বর্ধিত বাষ্পীভবন সিস্টেমের চাপ ০.০۱-০.০৫ এমপিএ-তে কমানো হলে সলভেন্টের স্ফুটনাঙ্ক ৩০-৬০ ডিগ্রি সেলসিয়াস কমে যায়, যা তাপ-সংবেদনশীল ফার্মাসিউটিক্যাল মধ্যবর্তীগুলির তাপীয় অবক্ষয় রোধ করে এবং ১২০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে মাঝারি দেয়াল তাপমাত্রায় ডাইমিথাইল সালফোক্সাইড (DMSO, স্ফুটনাঙ্ক ১৮৯ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এর মতো উচ্চ-স্ফুটনাঙ্কযুক্ত সলভেন্টগুলির প্রক্রিয়াকরণ সক্ষম করে।

২. সলভেন্ট রিঅ্যাক্টরের প্রধান প্রকারভেদ

শিল্প সলভেন্ট পুনরুদ্ধার ব্যবস্থাগুলি তাদের পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া এবং যান্ত্রিক কনফিগারেশন দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

• ব্যাচ ডিস্টিলেশন রিঅ্যাক্টর একটি স্টারড ট্যাঙ্ক এবং একটি ওভারহেড কনডেন্সার কলামকে একত্রিত করে, ব্যাচ সলভেন্ট রিঅ্যাক্টরগুলি প্রতি চক্রে ৫০০-১০,০০০ লিটার প্রক্রিয়া করে। মাল্টি-প্রোডাক্ট সুবিধাগুলির জন্য আদর্শ যা সলভেন্ট সোয়াপ এবং অনুঘটক পুনরুদ্ধার পরিচালনা করে, এই সিস্টেমগুলি তাপমাত্রা-গ্রেডিয়েন্ট পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে ডিস্টিলেট কাট-পয়েন্ট নিয়ন্ত্রণের সাথে ৯৮-৯৯.৫% বিশুদ্ধতার স্তর অর্জন করে।
• ফ্ল্যাশ ইভাপোরেশন রিঅ্যাক্টর প্রি-হিটেড প্রসেস স্ট্রিমগুলি একটি প্রেসার-রিডাকশন ভালভের মাধ্যমে একটি ফ্ল্যাশ ড্রামে প্রবেশ করে, যেখানে সলভেন্টের ৩০-৬০% তাৎক্ষণিকভাবে বাষ্পীভূত হয়। এই অবিচ্ছিন্ন সিস্টেমগুলি ১-২০ টন/ঘন্টা থ্রুপুট পরিচালনা করে এবং পেট্রোকেমিক্যাল ইউনিটগুলিতে অপরিশোধিত মধ্যবর্তী স্থিতিশীলকরণ এবং C3-C6 হালকা সলভেন্ট পুনরুদ্ধারের জন্য আদর্শ।
• অ্যাজিওট্রপিক এবং এক্সট্র্যাক্টিভ ডিস্টিলেশন রিঅ্যাক্টর যখন সলভেন্টগুলি মিনিমাম-বয়েলিং অ্যাজিওট্রোপ (যেমন, ইথানল-জল ৯৫.৬%, স্ফুটনাঙ্ক ৭৮.২ ডিগ্রি সেলসিয়াস) গঠন করে, তখন অ্যাজিওট্রোপ ভাঙার জন্য বেনজিন, সাইক্লোহেক্সেন বা টলুইনের মতো এনটেইনার যোগ করা হয়, অথবা ৯৯.৯% এর বেশি অ্যানহাইড্রাস বিশুদ্ধতা অর্জনের জন্য এক্সট্র্যাক্টিভ ডিস্টিলেশন কলামে আয়নিক তরলগুলি নির্বাচনী সলভেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

সলভেন্ট রিঅ্যাক্টর প্রকারের তুলনা ম্যাট্রিক্স

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী (FAQ)

প্রশ্ন: বিক্রিয়া মিশ্রণ থেকে সলভেন্ট পৃথকীকরণের জন্য সলভেন্ট রিঅ্যাক্টরের প্রাথমিক প্রক্রিয়া কী?

উত্তর: প্রাথমিক প্রক্রিয়া হল স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্যের কারণে বাষ্প-তরল সাম্যাবস্থা। রিঅ্যাক্টর মিশ্রণটিকে এমন তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে যেখানে সলভেন্টের বাষ্প চাপ তরল দশায় তার আংশিক চাপের চেয়ে বেশি হয়, যার ফলে নির্বাচনী বাষ্পীভবন ঘটে। তারপর বাষ্প ঘনীভূত হয় এবং পরিশোধিত সলভেন্ট হিসাবে সংগ্রহ করা হয়, যখন অ-উদ্বায়ী দ্রবীভূত পদার্থগুলি রিঅ্যাক্টরের নীচে থেকে যায়।

প্রশ্ন: ফার্মাসিউটিক্যাল সলভেন্ট পুনরুদ্ধারের জন্য ভ্যাকুয়াম অপারেশন কেন পছন্দ করা হয়?

উত্তর: ভ্যাকুয়াম অপারেশন সলভেন্টের স্ফুটনাঙ্ক ৩০-৬০ ডিগ্রি সেলসিয়াস কমিয়ে দেয়, যা তাপ-সংবেদনশীল সক্রিয় ফার্মাসিউটিক্যাল উপাদান (APIs) এবং মধ্যবর্তীগুলির তাপীয় অবক্ষয় রোধ করে। উদাহরণস্বরূপ, ০.০২ এমপিএ ভ্যাকুয়ামে DMSO (বায়ুমণ্ডলীয় চাপে স্ফুটনাঙ্ক ১৮৯ ডিগ্রি সেলসিয়াস) প্রক্রিয়া করলে স্ফুটনাঙ্ক প্রায় ৯৫ ডিগ্রি সেলসিয়াসে কমে যায়, যা বেশিরভাগ ফার্মাসিউটিক্যাল যৌগের তাপীয় স্থিতিশীলতা সীমার মধ্যে থাকে।

প্রশ্ন: সলভেন্ট রিঅ্যাক্টর অপারেশনের জন্য কোন সুরক্ষা মানগুলি প্রযোজ্য?

উত্তর: দাহ্য বাষ্প পরিচালনা করে এমন সলভেন্ট রিঅ্যাক্টরগুলিকে ATEX Directive 2014/34/EU (Zone 1 বা Zone 2 শ্রেণীবিভাগ), IECEx সরঞ্জাম সার্টিফিকেশন, NFPA 30 দাহ্য তরল কোড এবং ASME Section VIII চাপযুক্ত পাত্র কোড মেনে চলতে হবে। বিস্ফোরণ-প্রতিরোধী মোটর রেটিং (Ex d IIB T4), নাইট্রোজেন সহ নিষ্ক্রিয় গ্যাস ব্ল্যাঙ্কেটিং ( <৮% অক্সিজেন), এবং রাপচার ডিস্ক/PSV ডুয়াল রিলিফ সিস্টেমগুলি বাধ্যতামূলক প্রকৌশল নিয়ন্ত্রণ।প্রশ্ন: ফার্মাসিউটিক্যাল উৎপাদনে পুনরায় ব্যবহারের জন্য পুনরুদ্ধার করা সলভেন্টের গুণমান কীভাবে যাচাই করা হয়?

উত্তর: পুনরুদ্ধার করা সলভেন্টগুলিকে অবশ্যই ICH Q3C রেসিডিউয়াল সলভেন্ট নির্দেশিকা এবং USP স্পেসিফিকেশন পূরণ করতে হবে। গুণমান গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি (GC) দ্বারা ৯৯.৫% এর বেশি বিশুদ্ধতা, কার্ল ফিশার টাইট্রেশন দ্বারা ০.১% এর কম জলীয় উপাদান এবং UV স্পেকট্রোফটোমেট্রি দ্বারা অপদ্রব্য প্রোফাইলিং দ্বারা যাচাই করা হয়। GMP সুবিধাগুলির জন্য তিনটি ধারাবাহিক ব্যাচ পুনরায় ব্যবহারের অনুমোদনের আগে সমস্ত স্পেসিফিকেশন পূরণ করার জন্য নথিভুক্ত সলভেন্ট পুনরুদ্ধার বৈধতা প্রোটোকল প্রয়োজন।

<467>