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中山大学采用荷兰Chemtrix微通道反应器进行连续流反应教学实验 2021-03-16

背景介绍

现代化工业发展以绿色可持续为前提,减少三废的排放,提高能量转换率,加快再生资源的开发。而传统的釜式反应由于传质传热的限制,实时在线监测不精准等缺点,难于满足现代工业发展的高要求,致使环境污染严重。连续流反应器术从根本上克服了传统釜式反应的不足,近年发展迅速。


英国,美国等多数工业发达国家正在逐步将传统的釜式反应器转变为连续流反应器,而且许多著名企业已经成功应用连续流工艺进行生产,如辉瑞、惠氏、罗氏制药、诺华制药、帝斯曼集团,英国的阿斯利康公司等。


目前该技术日趋成熟,未来化工行业的趋势,企业需要大量相关有连续流背景的技术人员,因此多所世界著名高校将连续流化学单独开设课程,如苏黎世联邦理工学院化工学院、卡迪夫大学、华盛顿大学、根特大学、美国东北大学化学院、普渡大学、赫尔大学、马斯特里赫特大学等。


目前中山大学将微通道反应技术教学课程加到化学化工教学课程中(本科、研究生教学),旨在加强学生对连续流技术的理解和技术推广,配置多套实验室用途的微通道反应器+一套中试设备。学生分组进行微通道实验(4-5人一组,采用labtrix start进行教学方法手册中的试验)、老师操作中试生产设备(采用kiloflow做同一实验)。对比试验条件、结果和相关数据,可以验证微通道反应无放大效应,并且操作过程安全、自动化控制,让学生真正能体会到流动化学的魅力所在。

图1 中山大学连续流教学现场图片

图2 中山大学Kiloflow微通道中试反应器图片


Labtrix Start连续流微反应器用于教学演示的优点

Labtrix Start 连续流微反应器现已在多个高校用于教学演示,其配置包括:温度控制器,两个泵,一个反应器支架,多个反应器芯片, “Micro Reaction technology on Organic Synthesis”教科书一本,教学方法一套及流动化学计算软件一套。


Labtrix  Start 连续流微反应器用于教学演示可以有助于学生理解连续流动化学技术,培训学生操作连续流反应器技能,及培养学生开发新型流动化学反应的能力。Labtrix  Start 连续流微反应器用于教学演示具有以下优点:


设备体积小巧:如图3,系统共分为4部分,每个部分尺寸均约为20cm×10cm×10cm(长×宽×高)。

图3 Labtrix Start连续流微反应器整套设备


反应直观:反应器芯片是透明玻璃材质,流体流动及反应过程清晰可见。


图4 随反应进行反应器芯片中液体颜色逐渐加深



反应时间短:保留时间1.2 s-100min,每天可完成20-30组不同的实验条件筛选或动力学曲线绘制。


图5 不同温度下的动力学曲线

反应多样性:不同规格反应器芯片有2-5个试剂入口,可实现多步反应。


图6 反应器芯片示意图


应用条件范围广:系统适用于-20℃至+195℃,20bar压力下的反应条件,可安全演示危险反应及快速强放热反应,如硝化反应,叠氮化反应,丁基锂反应等。


操作简单:实验过程中温度,压力设置可通过数字键盘或旋钮简单设置,而且Chemtrix.B.V公司配套有相关教学方法手册以及流动化学计算软件,可帮助学生快速理解转换泵速及停留时间的关系,提高实验效率。


连续流反应器高校用户评论

荷兰南方大学应用多套Labtrix Start 连续流反应器应用于微反应器技术实验教学和早期实验条件摸索。Gino van Strydonck教授说 “在南方大学,我们希望学生学习、接触最先进的实验技术、设备。我们建立了微反应器实验室,选用Labtrix Start用于微反应器实验教学和优化、筛选反应条件。 ”

比利时根特大学实验室有一套Labtrix Start连续流反应器和一套KiloFlow微通道反应器,用于早期方法研究和放大实验。Stevens教授说:“是时候让学生接触连续流技术,并让他们实际操作,领悟连续流技术带来的变革,这样,他们一旦进入工厂,可以将新的技术应用于生产”。


公司简介

作为荷兰Chemtrix微通道反应器(适合液液气液快速反应),英国AM连续多级搅拌反应器(适合气液固多相慢反应),瑞典SpinChem旋转床反应器(酶催化,固定化酶,催化剂需要回收的反应),澳大利亚CSIRO催化剂固定化连续反应器(适合催化剂固定的连续流反应),比利时Creaflow光催化反应器(气液固光催化反应),英国C-Tech电化学连续反应器,英国Nitech连续结晶器,德国CINC连续萃取分离器,英国AWL连续过滤器在中国区的独家代理商和技术服务商,深圳市一正科技有限公司为广大高校和企业提供连续合成、在线萃取、连续结晶、在线过滤干燥、在线分析等整套连续工艺解决方案。

公司与复旦大学、南京大学、中山大学、华东理工大学、南京工业大学、浙江工业大学、河北工业大学等高校研究机构合作成立微通道连续流化学联合实验室,致力于推动连续流工艺在有机合成、精细化工、制药行业、能源材料、食品饮料等领域的应用,合作实验室可以为客户的传统间歇釜式工艺在连续流工艺上的转变提供工艺验证、连续流工艺开发工作,促进制药及精细化工企业由传统间歇工艺向绿色、安全、快速、经济的连续工艺转变。

公司与荷兰Chemtrix B.V.在浙江台州、江苏南京合作组建了连续流微通道工业化应用技术中心(以下简称“工业化技术中心”),旨在打造集连续流微通道工艺开发、中试试验、工业化验证、技术交流于一体的综合性连续流微通道应用技术服务中心,以为广大生物医药企业、化工类企业提供专业、完善的智能化连续流工艺整套系统解决方案及一流的技术服务方案。


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