लैब-स्केल रिएक्टर क्या है? एक व्यापक इंजीनियरिंग गाइड

एप्रयोगशाला पैमाने पर रिएक्टर(अक्सर एक बेंचटॉप या प्रयोगशाला रिएक्टर के रूप में जाना जाता है) एक लघु, अत्यधिक नियंत्रित नियंत्रण कंटेनर कंटेनर रासायनिक, जैव रासायनिक,या छोटे पैमाने पर शारीरिक प्रतिक्रियाएं िकसी प्रकार 100 मिलीलीटर से 20 लीटर तकरासायनिक अनुसंधान एवं विकास (आरएण्डडी) के लिए प्राथमिक परीक्षण स्थल के रूप में कार्य करना,ये प्रणाली वैज्ञानिकों और प्रक्रिया इंजीनियरों को सुरक्षित परिस्थितियों में पूर्ण पैमाने पर औद्योगिक विनिर्माण वातावरण का अनुकरण करने की अनुमति देती है।, अवलोकन योग्य और सटीक रूप से प्रबंधित मापदंड।

तापमान, दबाव, हलचल की गति और रासायनिक खुराक पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण प्रदान करके,प्रयोगशाला पैमाने पर रिएक्टर प्रयोगशाला से एक रासायनिक सूत्र के लिए एक पायलट संयंत्र या पूर्ण औद्योगिक उत्पादन पैमाने पर संक्रमण से पहले आवश्यक महत्वपूर्ण गतिज डेटा प्रदान करते हैं.

जबकि संरचनाएं विशिष्ट प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के आधार पर भिन्न होती हैं, एक मानक उच्च प्रदर्शन प्रयोगशाला पैमाने पर रिएक्टर प्रणाली में कई आवश्यक उपप्रणाली शामिल हैंः

• प्रतिक्रिया पात्र:आमतौर पर उच्च शुद्धता से निर्मितबोरोसिलिकेट कांच 3.3पूर्ण दृश्य पारदर्शिता और रासायनिक निष्क्रियता के लिए, या उच्च दबाव और आक्रामक मीडिया के लिए भारी शुल्क स्टेनलेस स्टील / हैस्टेलॉय।

• थर्मल कंट्रोल जैकेट:एक दोहरी दीवार वाला जैकेट या हीटिंग मेंटल जो एक बाहरी थर्मोरेगुलेटर (सर्क्युलेटर) से जुड़ा होता है ताकि एंडोथर्मिक या एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया चरणों को ठीक से नियंत्रित किया जा सके।

• हलचल सभा:एक इलेक्ट्रिक मोटर एक ओवरहेड रिक्सर शाफ्ट (अक्सर पीटीएफई-लेपित) और अनुकूलन योग्य इम्पेलर (एंकर, टरबाइन या प्रोपेलर) के साथ जोड़ा जाता है ताकि समरूप मिश्रण बनाए रखा जा सके।

• खुराक और नमूना लेने के लिए बंदरगाहःमल्टी-पोर्ट रिएक्टर कवर रिफ्लक्स कंडेनसर, ड्रॉप फनल, पीएच जांच और निरंतर या अर्ध-बैच फ़ीडिंग के लिए गैस इनलेट से लैस हैं।

प्रयोगशाला पैमाने के चरण को छोड़ने या जल्दी करने से अक्सर औद्योगिक व्यावसायीकरण के दौरान महंगी विफलताओं का परिणाम होता है। प्रयोगशाला पैमाने के रिएक्टर महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग सवालों के जवाब देकर इन जोखिमों को कम करते हैंः

1. गर्मी प्रबंधन:हजारों लीटर तक स्केल करने से पहले एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं में थर्मल रनवे को रोकने के लिए सटीक गर्मी हस्तांतरण गुणांक को मापना।

2. गतिज अनुकूलन:उत्पाद उपज और चयनशीलता को अधिकतम करने के लिए इष्टतम उत्प्रेरक, दबाव और प्रतिक्रियाशील अनुपात की पहचान करना।

3. सामग्री संगतताःयह परीक्षण करना कि क्या संभावित औद्योगिक मिश्र धातु (जैसे 316L स्टेनलेस स्टील या कांच से ढके हुए स्टील) विशिष्ट रासायनिक मध्यवर्ती पदार्थों के दीर्घकालिक जोखिम का सामना करते हैं।

प्रश्न: प्रयोगशाला के पैमाने पर रिएक्टर के लिए विशिष्ट मात्रा सीमा क्या है?

उत्तर: अधिकांश प्रयोगशाला पैमाने के रिएक्टरों में कार्य करने की मात्रा100 मिलीलीटर से 20 लीटर तक, उन्हें बेन्चटॉप आर एंड डी, छोटे बैच संश्लेषण और अत्यधिक कच्चे माल की खपत के बिना प्रारंभिक गतिज परीक्षण के लिए आदर्श बनाता है।

प्रश्न: प्रयोगशाला रिएक्टरों में बोरोसिलिकेट का इस्तेमाल क्यों किया जाता है?

उत्तर: बोरोसिलिकेट ग्लास 3.3 थर्मल शॉक और रासायनिक संक्षारण के लिए असाधारण प्रतिरोध प्रदान करता है। इसकी पूर्ण पारदर्शिता शोधकर्ताओं को रंग परिवर्तन, रिफ्लक्स पैटर्न,और वास्तविक समय में चरण मिश्रण.

प्रश्न: प्रयोगशाला पैमाने पर रिएक्टर औद्योगिक पैमाने पर कैसे मदद करते हैं?

उत्तर: वे प्रतिक्रिया गतिशीलता, गर्मी विकास और द्रव्यमान हस्तांतरण के बारे में विश्वसनीय डेटा प्रदान करते हैं। इंजीनियर इन छोटे पैमाने पर डेटा का उपयोग ठंडेपन की सटीक आवश्यकताओं, मिश्रण गति,और पायलट और पूर्ण पैमाने पर औद्योगिक रिएक्टरों के लिए आवश्यक पोत ज्यामिति.

प्रश्न: क्या प्रयोगशाला के पैमाने पर रिएक्टर उच्च दबाव वाली रसायन विज्ञान को संभाल सकता है?

एकः मानक ग्लास रिएक्टर आमतौर पर कम दबाव या वायुमंडलीय परिस्थितियों तक सीमित होते हैं। उच्च दबाव अनुप्रयोगों के लिए (जैसे उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण)शोधकर्ताओं ने स्टेनलेस स्टील या हैस्टेलॉय से निर्मित विशेष धातु बेंचटॉप ऑटोक्लेव का उपयोग किया है।.