減碳專刊 - 兼具反應效率及安全放大的低碳製程系統

作者利泓科技
日期2022-10-06
分類

此篇文章想讓你知道的是

  • 減少製程碳足跡需要考慮的面向
  • 微型化製程設備
  • 微流道反應器為何能夠取代批次式反應

      即將在2023年上路的歐盟碳關稅,讓各個產業都面臨淨零碳排的壓力。然而,若要在特定時間內減少特定的碳排放量,不僅從能源端下手,也需要從製程設計,直至後端產品輸出的整體規劃,才能夠有效地在減碳成本及減碳目標之間達成平衡。

批次式反應槽難以達到能源及製程設計優化且符合低碳排設備_利泓科技_Chemtrix微流道反應器

      傳統化工產業都會提供人們高污染,高耗能,佔地面積大的刻板印象。與之前提到過的綠色化學類似,國際化工領域也不斷地在推動「微型化」的綠色製程設計。降低化工產業設備的體積,佔地,廢棄物排放量及能源需求,減少傳統產業對環境的衝擊同時,也做到減少碳足跡。

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微型化製程設計中,是以微流道反應器為代表性設備,無論在製程能源管理及製程效能優化上,可以取代傳統化工製程中的批次式量產方式,是新式的低碳製程設備選擇。

微反應器-微流道反應器-微流體反應器_晶片_利泓科技
微流道反應器擁有非常微小的通道(300um x 60um),即是一個可以快速混合,又能確保均勻度的反應環境。同理,也提供了最大的反應比表面積。
 
這也意味著在微流道反應器上的質傳熱傳都非常快速有效。可以精準掌控反應溫度以外,即使反應中有劇烈的放熱反應,也能夠快速達到散熱,降低製程風險。
Chemtrix微流道反應器_反應區圖示_利泓科技

合成反應需要依照反應順序,在不同的時間點依序加入物料。微流道反應器除了製訂 input 數量以外,亦能在設計(尺寸,形狀,結構等)與材質上依製程反應需求進行調整。讓製造者能夠客製化出特定型態性質的產物,且能夠重複穩定地進行量產。

在微流道反應器中,只需要少量的樣品就足以進行各類的反應。在反應面積大且均勻的前提下,您可以連續調整反應條件,利用微流道反應器在短時間內得到多個參數的實驗結果,加速優化參數方法的過程。

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基於微流道反應器前述的特性,當您調整好製程反應參數以後,可直接放大相同參數,套用至量產,甚至噸級製程。無需像批次式製程那樣,每放大一個製程級別,必須重新評估及測試反應條件。

因為反應器僅一片晶片大小,相較於傳統的批次式量產 batch reactor,微流道反應器可以大量減少佔地體積。即使是製程產量放大,即以多個反應器堆疊的方式,無痛接續進行大規模的量產。

Chemtrix微流道反應器_一步放大_利泓科技

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