Aระบบปฏิกิริยาขนาดห้องทดลอง(มักเรียกว่าเรอคเตอร์เบนจ์ท็อป หรือเรอคเตอร์ห้องปฏิบัติการ) เป็นภาชนะขัดขวางขนาดเล็กและควบคุมได้อย่างสูงหรือปฏิกิริยาทางร่างกายในขนาดเล็ก โดยทั่วไปจะตั้งแต่ 100 มิลลิลิตร์ถึง 20 ลิตรเป็นพื้นที่ทดสอบหลักสําหรับการวิจัยและพัฒนาสารเคมี (R & D)ระบบเหล่านี้ทําให้นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกระบวนการจําลองสภาพแวดล้อมการผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่, ปริมาตรที่สามารถสังเกตได้ และจัดการได้อย่างแม่นยํา
โดยการให้การควบคุมความร้อน ความดัน ความเร็วในการกระตุ้น และการวางยาหน่วยปฏิกิริยาขนาดห้องทดลอง ให้ข้อมูลการเคลื่อนไหวที่สําคัญที่จําเป็น ก่อนที่จะเปลี่ยนสารเคมีจากห้องทดลองไปยังโรงงานทดลองหรือขนาดการผลิตอุตสาหกรรมเต็ม.
ขณะที่การจัดตั้งแตกต่างกันขึ้นอยู่กับความต้องการการทดลองเฉพาะเจาะจง ระบบปฏิกิริยาขนาดห้องปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพสูงมาตรฐานรวมหลายระบบย่อยที่จําเป็น:
ภาชนะปฏิกิริยา:โดยทั่วไปผลิตจากความบริสุทธิ์สูงกระจกโบโรซิลิคัต 3.3สําหรับความโปร่งใสทางสายตาและความอ่อนแอทางเคมีอย่างสมบูรณ์แบบ หรือสแตนเลส / Hastelloy สําหรับสื่อความดันสูงและรุนแรง
เสื้อควบคุมความร้อน:เสื้อโค้งหรือผ้าห่มที่มีความหนาวสองผนังเชื่อมต่อกับเครื่องควบคุมความร้อนภายนอก (เครื่องระบายอากาศ) เพื่อควบคุมขั้นตอนปฏิกิริยาแบบ endothermic หรือ exothermic อย่างแม่นยํา
การประชุมประสานงานมอเตอร์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับแกนผสมบนหัว (มักเคลือบด้วย PTFE) และหมุนที่สามารถปรับแต่งได้ (แอนเกอร์, ทูไบน์, หรือหมุน) เพื่อรักษาการผสมแบบเดียวกัน
สถานที่จัดปริมาณยาและเก็บตัวอย่าง:หมวกปรับปรุงอุปกรณ์ประกอบด้วยเครื่องปรับปรุงอุปกรณ์ประกอบด้วยเครื่องปรับปรุงอุปกรณ์ประกอบด้วยเครื่องปรับปรุงอุปกรณ์
| การจัดตั้งตัวปฏิกิริยา | รูปแบบการทํางาน | การใช้งานในงานวิจัยหลัก | ประโยชน์ สําคัญ |
|---|---|---|---|
| ระบบปฏิกิริยาห้องทดลองชุด | ระบบปิด (ภาระในการเริ่มต้น, เต็มที่สิ้นสุด) | การสังเคราะห์ทั่วไป การปรับปรุงชุด การเคลื่อนไหวพื้นฐาน | การทํางานง่าย และมีความยืดหยุ่นสูง สําหรับสูตรอาหารที่หลากหลาย |
| ถังสั่นต่อเนื่อง (CSTR) | การไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง | การทดสอบกระบวนการต่อเนื่อง | รักษาความเข้มข้นและอุณหภูมิแบบเดียวกัน |
| ออโตคลาฟความดันสูง | กระปุกความดันปิด | ไฮโดรเจน, การสังเคราะห์ทางน้ําร้อน, การกระตุ้น | ใช้แรงกดดันสูงและอุณหภูมิสูงอย่างปลอดภัย |
การละเว้นหรือเร่งระยะระดับห้องทดลองมักจะส่งผลให้เกิดความล้มเหลวที่แพงในระหว่างการนําไปขายในอุตสาหกรรม
การจัดการความร้อน:การวัดสัมพันธ์การถ่ายทอดความร้อนที่แม่นยํา เพื่อป้องกันความร้อนที่หลุดหนีในปฏิกิริยา exothermic ก่อนที่จะปรับขนาดขึ้นไปถึงพันลิต
การปรับปรุงเคลื่อนไหว:การระบุตัวเร่งที่ดีที่สุด ความดัน และอัตราส่วนของสารปฏิกิริยา เพื่อให้ผลผลิตและการเลือกผลิตได้สูงสุด
ความเหมาะสมของวัสดุ:การทดสอบว่าสแตนเลสอุตสาหกรรมในอนาคต (เช่นเหล็กไร้ขัดเหล็ก 316L หรือเหล็กที่มีผนังกระจก) ทนต่อการเผชิญหน้าต่อระยะยาวกับสารกลางทางเคมีเฉพาะเจาะจงหรือไม่
คําถาม: ระยะความจุเฉพาะของเรอคเตอร์ขนาดห้องทดลองคืออะไร?
ตอบ: ระบบปฏิกิริยาขนาดห้องทดลองส่วนใหญ่ มีปริมาณการทํางานตั้งแต่100 ml ถึง 20 Lทําให้มันเหมาะสมสําหรับ R & D เบนจ์ท็อป, การสังเคราะห์ชุดเล็ก, และการทดสอบเคลื่อนไหวเบื้องต้นโดยไม่ใช้วัสดุแท้ที่เกิน
ถาม: ทําไมกระจกโบโรซิลิคัต จึงถูกใช้ในโรงงานปฏิกิริยา?
A: กระจก borosilicate 3.3 ให้ความทนทานอย่างดีเยี่ยมต่อการกระแทกทางความร้อนและการกัดกรองทางเคมี ความโปร่งใสอย่างสมบูรณ์แบบของมันยังทําให้นักวิจัยสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงสีและการผสมผสานเฟสในเวลาจริง.
ถาม: หน่วยปฏิกิริยาขนาดห้องทดลองช่วยในการปรับขนาดอุตสาหกรรมได้อย่างไร?
ตอบ: มันให้ข้อมูลที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการปฏิกิริยา, การพัฒนาของความร้อน, และการถ่ายทอดมวลและรูปร่างของภาชนะที่จําเป็นสําหรับตัวประกอบการทดลองและตัวประกอบการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่.
ถาม: ผังปฏิกิริยาขนาดห้องทดลอง สามารถทํางานเคมีความดันสูงได้หรือไม่?
ตอบ: ผังปฏิกิริยาแก้วมาตรฐานมักจํากัดกับความดันต่ําหรือสภาพบรรยากาศ สําหรับการใช้งานความดันสูง (เช่นการเรือนไฮโดรเจนแบบกระตุ้น)นักวิจัยใช้ออโตคลาฟบนเบนจ์โลหะพิเศษ สร้างจากสแตนเลสหรือ Hastelloy.