首頁 利泓專欄 專欄介紹 - 工廠製程議題,微流道反應器 工廠製程議題| Chapter 2: 什麼反應適合使用微流道反應器,製程放大?
利泓科技 技術支援 廖婉淨
當前的製程方式,每當製程放大至下一個維度,需要耗費大量的時間重新優化反應設計。批次式量產,隨著槽體尺寸越大,越難控制反應進行有效的碰撞、均勻的溫度控制。而,微流道反應器(MRT),其優點是:
首先,反應通道的尺寸非常微小(300um x 60um),反應物能均勻且快速地散佈於反應通道中。也因反應通道微小,反應過程中更能精確地控制溫度。此外,在流體反應器中,最終流出位置設計有背壓閥,反應物最終須大於此背壓閥的壓力才能流出,也就是說,在微流道反應器的實驗中,化學家能進行大於沸點的反應溫度。使得製程開發中,能有更大的反應優化空間。
MRT技術適用於哪些反應?
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以Grignard Reaction為例,這是一個怕水且不易進行的實驗,在製程放大有困難的原因:
而,於微流道反應器的實驗結果
另一個例子,MRT解決的1級醇合成醛類在製程量產的困難。
在批次式量產中,1級醇反應最大的困難是,容易發生連續氧化反應(醇->醛->酸->酯)。
如左圖所示,這是微流道反應中做的數據結果。在MRT實驗設計上,我們調整反應濃度與流速(反應時間)。從圖中你可以發現,當濃度一致時,反應時間越長,醛類的轉換率越佳。然而,當反應物為0.2eq,反應時間為300s時,產物卻降低了,這時我們得知了此參數產生了過度氧化的反應。
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