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Un réacteur en verre vertical est un instrument de procédé chimique conçu pour faciliter divers types de réactions chimiques. Les réacteurs à air ascendant, les réacteurs en chémostat et les réacteurs à lit ruisselant sont des exemples typiques de réacteurs en verre verticaux.
Réacteur à air ascendant :
Un réacteur à air ascendant est un réacteur en verre vertical couramment utilisé pour les processus biologiques. La conception comprend un cylindre vertical qui utilise une pompe pour recirculer la solution. La circulation crée une atmosphère de mélange propice aux activités microbiennes. Les réacteurs à air ascendant sont idéaux pour le traitement des eaux usées et la réalisation de processus de fermentation.
Réacteur en chémostat :
Un réacteur en chémostat est un exemple de bioréacteur en verre vertical. Il fonctionne comme un système de culture continue pour soutenir la croissance de micro-organismes ou de cellules. La conception comprend souvent un cylindre vertical équipé de quelques systèmes de contrôle qui peuvent réguler des facteurs tels que le flux de nutriments, la température, le pH et la concentration. En raison de son excellent contrôle des conditions de réaction, le réacteur en chémostat est bien adapté à une utilisation en recherche biologique et en production industrielle.
Réacteur à lit ruisselant :
Un réacteur à lit ruisselant est un réacteur en verre plastique vertical utilisé principalement dans les réactions chimiques et le traitement de la pollution. La conception consiste en une colonne verticale remplie de matériaux de garnissage ou de substrats catalytiques. Les réactifs du réacteur à lit ruisselant s'écoulent vers le bas, en déposant un film mince sur les matériaux de garnissage. Inversement, les micro-organismes du bioréacteur à lit ruisselant peuvent être incorporés dans les matériaux de garnissage. Les matériaux de garnissage fournissent à la fois des sites de réaction et des supports solides pour les micro-organismes. Par conséquent, le réacteur à lit ruisselant présente un bon transfert de masse et une bonne efficacité de réaction, ce qui le rend approprié pour une utilisation dans les domaines de la pétrochimie, de la chimie fine et de l'ingénierie environnementale.
Les spécifications des réacteurs en verre verticaux peuvent varier en fonction du type spécifique. Les caractéristiques suivantes sont généralement présentes.
Volume
Les réacteurs en verre verticaux ont généralement un volume compris entre 50 ml et 5 000 ml. Les réacteurs plus petits sont utilisés pour la recherche et le développement, tandis que les plus grands sont adaptés à la production à l'échelle industrielle.
Température et pression
De nombreux réacteurs en verre verticaux peuvent résister à des pressions allant jusqu'à 3 MPa et utilisent des soupapes de sécurité pour éviter les surpressions. Les limites de température atteignent généralement entre -80 °C et 250 °C, avec des systèmes de refroidissement pour les réactions à basses températures et des manchons chauffants pour celles à hautes températures.
Type et vitesse de l'agitateur
Différents réacteurs en verre verticaux sont équipés de différents types d'agitateurs, tels que des hélices, des agitateurs ancre et des agitateurs à turbine radiale. La vitesse de l'agitateur peut également varier d'un modèle à l'autre, certains réacteurs supportant des vitesses allant de 0 à 1 200 tr/min.
Pompe à vide
Une pompe à vide est utilisée pour créer un environnement de réaction inerte à l'intérieur des réacteurs en verre verticaux. Les réacteurs dotés de cette fonction peuvent généralement créer un vide d'environ -0,1 MPa. Le vide permet d'éviter l'oxydation pendant les réactions chimiques et réduit également le point d'ébullition des matériaux réactionnels.
Entrées et sorties de réactifs
Elles sont utilisées pour introduire des réactifs, extraire les produits finaux et effectuer des prélèvements d'échantillons. Les entrées et sorties sont souvent équipées de vannes qui permettent un flux continu ou un processus discontinu.
Matériau du verre
Le corps principal des réacteurs en verre verticaux est conçu en verre borosilicaté de haute qualité. Ce verre peut tolérer des températures élevées et possède une excellente résistance aux dommages chimiques, ce qui le rend adapté à une utilisation en laboratoire et dans l'industrie chimique.
L'entretien des réacteurs en verre verticaux est crucial pour qu'ils puissent fonctionner normalement pendant une longue période. Les conseils d'entretien sont les suivants.
Nettoyer soigneusement
Les réacteurs en verre verticaux effectuent généralement des réactions chimiques. Par conséquent, divers résidus chimiques peuvent se fixer sur leurs parois intérieures. Après utilisation, le produit doit être rincé à l'eau pour éliminer les résidus.
Éviter les dommages chimiques
De nombreux réacteurs en verre verticaux sont fabriqués en verre borosilicaté. Ce matériau possède une bonne résistance chimique. Cependant, les acheteurs doivent toujours empêcher les produits chimiques de placer le réacteur en verre dans un environnement trop chaud ou trop froid, ce qui pourrait endommager le verre.
Après une réaction chimique, assurez-vous que les matériaux à l'intérieur du réacteur ne réagissent pas entre eux pour éviter d'endommager le verre.
Lubrification régulière des joints
Le réacteur en verre vertical comporte de nombreuses pièces d'étanchéité. La lubrification régulière des composants d'étanchéité à l'aide de lubrifiants peut empêcher les fuites et les dommages aux joints.
Vérifier la pression/la température
Pour les réacteurs en verre verticaux capables de résister à des pressions et des températures élevées, les utilisateurs doivent vérifier les jauges de pression et de température avant chaque utilisation pour s'assurer qu'elles sont dans les limites autorisées. En cas d'anomalie, l'utilisateur doit arrêter d'utiliser le réacteur.
Synthèse chimique et création de composés :
Les réacteurs en verre verticaux sont largement utilisés dans les industries pharmaceutiques et chimiques pour la synthèse chimique et la création de composés. À l'aide d'un réacteur en verre vertical, les chimistes peuvent mélanger, chauffer, refroidir et faire réagir différents ingrédients pour créer de nouveaux produits chimiques ou composés. Cela inclut le développement et la fabrication de produits pharmaceutiques, de produits agrochimiques et de produits chimiques fins.
Réactions multiphasiques :
Les réacteurs en verre verticaux excellent dans la manipulation de réactions multiphasiques telles que les réactions liquide-liquide, gaz-liquide ou solide-liquide. Par exemple, lorsqu'une réaction chimique nécessite une interaction entre deux phases liquides non miscibles, des réacteurs en verre verticaux peuvent être utilisés pour obtenir un mélange et une réaction grâce à l'utilisation d'un agitateur approprié ou d'un extracteur/inserteur externe.
Réactions catalytiques :
Les réacteurs en verre verticaux peuvent être utilisés pour réaliser des réactions catalytiques. Le catalyseur peut être ajouté au mélange réactionnel ou fixé dans le réacteur par un support de catalyseur approprié. Le réacteur en verre vertical fournit l'environnement idéal pour le travail des catalyseurs, tels que l'échange de gaz, le contact avec le catalyseur solide.
Réactions biochimiques :
Dans l'industrie biochimique, les réacteurs en verre verticaux peuvent être utilisés pour les réactions biochimiques impliquant des enzymes ou des cellules biologiques comme catalyseurs. Par exemple, les réacteurs en verre verticaux peuvent être utilisés pour la fermentation, où les microbes convertissent les matières premières en produits spécifiques. Dans de tels cas, les réacteurs en verre verticaux doivent être correctement conçus et équipés d'un système de contrôle pour créer un environnement de croissance optimal pour les micro-organismes, par exemple en contrôlant des paramètres tels que la température, le pH, l'oxygène dissous, etc.
Réaction et traitement des matériaux :
La réaction et le traitement des matériaux comprennent l'extraction, la séparation et la purification. Par exemple, les réacteurs en verre verticaux peuvent être utilisés pour l'extraction liquide, où les composants efficaces de la matière première sont séparés et collectés. De plus, des opérations telles que la distillation, la cristallisation et l'analyse peuvent être effectuées en combinaison avec d'autres équipements de distillation verticaux.
Études d'optimisation et d'extrapolation :
Les réacteurs en verre verticaux sont souvent utilisés pour des études d'optimisation et d'extrapolation. Dans un premier temps, des tests à petite échelle sont effectués dans des réacteurs en verre verticaux pour optimiser les conditions de réaction telles que la température, la pression, la vitesse d'agitation, etc. Ensuite, en fonction des résultats obtenus, les réacteurs peuvent être extrapolés pour produire à plus grande échelle.
Il y a plusieurs choses que les acheteurs doivent prendre en compte lors du choix de modèles de réacteurs en verre verticaux à vendre. Tout d'abord, les acheteurs doivent déterminer le volume et les dimensions du récipient de réaction en verre. Dans les opérations à l'échelle industrielle, un volume plus important est généralement nécessaire pour atteindre la capacité de production requise. D'un autre côté, les installations de laboratoire à petite échelle ont généralement des récipients dont le volume varie de 50 ml à 20 L.
Ensuite, les acheteurs devront choisir les types de réacteurs en verre verticaux disponibles en fonction du type de processus chimique. Certains réacteurs en verre sont conçus pour résister à des réactions à haute température, tandis que d'autres se concentrent sur les capacités sous vide ou sous pression. Ainsi, le modèle sélectionné doit être adapté à la réaction chimique particulière en question.
Un autre élément important à prendre en compte est la disponibilité de différents types de méthodes d'agitation. Les réacteurs en verre verticaux peuvent utiliser des agitateurs mécaniques ou un agitateur sur tête. Un agitateur sur tête fonctionne bien pour réduire la quantité de force de cisaillement qui peut être appliquée au produit en cours de traitement. D'un autre côté, les agitateurs mécaniques fonctionnent bien pour répartir uniformément la chaleur autour du produit. La méthode d'agitation choisie dépendra du type de processus chimique avec lequel l'acheteur travaille.
De plus, les acheteurs devront tenir compte du type d'isolation nécessaire pour le réacteur en verre vertical choisi. De nombreux types d'isolation sont disponibles, notamment les enveloppes sous vide, la laine de verre et les enveloppes métalliques. Si un contrôle de température est nécessaire dans la réaction chimique, le matériau d'isolation devra être pris en compte.
Enfin, le type de verre utilisé dans le réacteur en verre vertical peut influencer le choix d'un acheteur. Si le verre borosilicaté fonctionne parfaitement pour résister à des températures et des pressions élevées, certaines réactions chimiques peuvent nécessiter l'utilisation de verre de quartz. Dans un tel cas, les acheteurs peuvent devoir choisir un réacteur en verre vertical en verre de quartz pour que le produit chimique réagisse correctement.
Q1 : Quels types de réacteurs en verre sont disponibles ?
A1 : Les trois types de réacteurs en verre les plus courants sont les réacteurs horizontaux, verticaux et sphériques. Parmi eux, le réacteur en verre vertical est le plus largement utilisé.
Q2 : Quelles sont les tendances du développement du marché des réacteurs en verre ?
A2 : La demande du marché pour les réacteurs en verre multifonctionnels est en hausse, tout comme les réactions contrôlées automatiquement. Les réacteurs en verre de type standard et de type multifonctionnel occupent la part majoritaire du marché.
Q3 : Quels sont les principaux moteurs du marché des réacteurs en verre ?
A3 : Le développement constant des industries de production chimique et la demande croissante de contrôle de la qualité et d'optimisation des processus des réacteurs en verre au service des industries chimiques et pharmaceutiques ont stimulé la croissance du marché des réacteurs en verre.
