Was ist ein Kristallisationsreaktor?

Kristallisationsreaktorist eine Art Ausrüstung für die Kristallisationsreaktion, die eine hohe Ausbeute und Reinheit aufweist. Diese Reaktion ist eine Methode zur Trennung chemischer Substanzen in Lösung durch einen Kristallisationsprozess, der häufig zur Herstellung von Kristallen oder festen Produkten mit hoher Reinheit verwendet wird.

Der Betriebsprozess der Kristallisationsreaktorausrüstung besteht normalerweise darin, die Reaktanten zunächst im Lösungsmittel aufzulösen und dann die Zielsubstanz in der Lösung zu kristallisieren, um durch geeignete Temperaturkontrolle und Kristallisationsinduktion ein festes Produkt zu bilden. Abschließend wird das feste Produkt durch eine Trennvorrichtung vom Lösungsmittel getrennt, um ein reines Kristallprodukt zu erhalten.

 

Die Struktur und das Prinzip

• Reaktionsbehälter: Er besteht meist aus Glas oder Edelstahl und sein Volumen kann je nach Bedarf angepasst werden. Das Reaktionsgefäß wird manchmal verstärkt, um die Sicherheit und Stabilität während der Reaktion zu gewährleisten.
• Rührgerät: Das Rührgerät kann mechanisch oder magnetisch sein und dient zum Mischen und Rühren der Reaktanten sowie zur Förderung der Gleichmäßigkeit von Reaktion und Lösung. Bei der Kristallisationsreaktion kann Rühren auch eine Rolle bei der Auslösung des Kristallwachstums spielen.
• Heiz- oder Kühlgerät: Das Heiz- oder Kühlgerät ist ein sehr wichtiger Teil der Maschine, der die Kristallisationsgeschwindigkeit reguliert und den Kristallisationsprozess durch Steuerung der Reaktionstemperatur steuert. Bei der Heizvorrichtung handelt es sich in der Regel um eine elektrische Rohr- oder Glühbirnenheizung. Bei der Kühlvorrichtung handelt es sich in der Regel um einen Spiralkühler, die Kühlung kann aber auch durch Kühlwasser oder Kühlflüssigkeit erfolgen.
• Kristallisationsinduzierendes Gerät: Das Gerät wird zur Erzeugung von Kristallkeimen oder Kristallisationspunkten verwendet. Zu den gängigen Geräten zur Kristallisationsinduzierung gehören Rührer, Impfstäbe, suspendierte Impfvorrichtungen usw. Diese Geräte bilden durch physikalische oder chemische Mittel stabile Kristallkeime in der Reaktionsmischlösung und katalysieren dann die Bildung von Kristallen.
• Filter- oder Trennvorrichtung: Nach der Reaktion ist es notwendig, die festen Kristallprodukte von der flüssigen Phase in der Reaktionsmischlösung zu trennen, was eine Filter- oder Trennvorrichtung erfordert. Zu den häufig verwendeten Trenngeräten gehören Filter, Zentrifugen, Abscheider, Extraktoren usw.
• Kontrollsystem: Ein weiterer wichtiger Teil des chemischen Kristallisationsreaktors ist schließlich das Kontrollsystem, das hauptsächlich zur Überwachung und Steuerung der Reaktionsparameter wie Temperatur, Druck und Rührgeschwindigkeit dient, um den reibungslosen Ablauf und die Sicherheit der Reaktion zu gewährleisten.

Die Typen

Je nach Bauform kann er in Rundbodenreaktoren, Ovalbodenreaktoren und Quadratbodenreaktoren unterteilt werden.

Je nach Betriebsmodus kann er in einen Batch-Reaktor und einen kontinuierlichen Reaktor unterteilt werden.

Je nach Material kann es in Reaktionskessel aus Glas, Reaktionskessel aus Edelstahl und Reaktionskessel aus Emaille unterteilt werden.

Je nach Temperatur kann es in Hochtemperatur-Reaktionskessel, Mitteltemperatur-Reaktionskessel und Niedertemperatur-Reaktionskessel unterteilt werden.

 

TDie allgemeinen Betriebsmodi

Manueller Betrieb: Geeignet für kleine und einfache Kristallisationsreaktionen und kann durch manuelles Rühren, Temperaturkontrolle und Zufuhr betrieben werden.

Halbautomatischer Betrieb: Geeignet für groß angelegte und komplexe Reaktionen. Es kann durch automatische Geräte wie Zuführung, Rühren, Temperaturregelung und Entladung betrieben werden und kann auch manuell unterstützt werden.

Vollautomatischer Betrieb: Geeignet für groß angelegte und komplexe Kristallisationsreaktionen und kann durch ein Computersteuerungssystem, einschließlich Zuführung, Rühren, Temperaturregelung und Entladung, einen vollautomatischen Betrieb realisieren, der genauer und effizienter ist.

 

Die Unterschiede zwischen Kristallisationsreaktor und Mantelreaktor

Reaktionsprinzip: Die Kristallisationsreaktionseinheit wird hauptsächlich für die Festphasenkristallisationsreaktion verwendet, d. h. die Substanzen in der Lösung werden durch Temperaturkontrolle und Rühren allmählich kristallisiert. Ummantelte Reaktoren werden häufiger bei verschiedenen chemischen Reaktionen eingesetzt, darunter Flüssigphasenreaktionen und Gasphasenreaktionen.

Designstruktur: Kristallisationsreaktionsmaschinen verfügen normalerweise über ein spezielles strukturelles Design, wie z. B. eine Kristallisationsinduktionsvorrichtung und eine Kristallwachstumskontrollvorrichtung. Diese Geräte können den Prozess der Kristallbildung und des Kristallwachstums fördern. Der Mantelreaktor legt mehr Wert auf Reaktionskontrolle und Wärmeleitung und seine Mantelstruktur kann zum Erhitzen oder Kühlen von Reaktanten verwendet werden.

Reaktionsbedingungen: Der Kristallisationsreaktor legt mehr Wert auf die Kontrolle der Temperatur und des Rührens, um das Wachstum der Kristallform und -größe zu kontrollieren. Zusätzlich zur Temperatur und zum Rühren kann der Mantelreaktor auch über den Mantel erhitzt oder gekühlt werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit und Produktqualität zu steuern.

Anwendung: Aufgrund der besonderen Struktur und des Anwendungsprinzips des Kristallisationsreaktors wird er häufiger in Festphasenkristallisationsreaktionen und Kristallkulturen eingesetzt, insbesondere in der pharmazeutischen und chemischen Industrie. Doppelmantelreaktoren werden häufig in der organischen Synthese, der Herstellung chemischer Reagenzien, Biopharmazeutika und anderen Bereichen eingesetzt.

 

Gemeine Salze, die im Kristallisationsreaktor hergestellt werden können

Sulfat: Wie Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Calciumsulfat usw.

Carbonat: Wie Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Natriumbicarbonat.

Phosphat: Wie Natriumphosphat, Kaliumphosphat, Natriumhydrogenphosphat usw.

Acetate: Wie Natriumacetat, Kaliumacetat und Ammoniumacetat.

Sulfid: Wie Natriumsulfid, Kaliumsulfid, Ammoniumsulfid usw.

 

Anwendungsbereich

Pharmazeutischer Bereich: Es kann bei der Herstellung und Reinigung von Arzneimitteln verwendet werden, z. B. bei der Kristallisation und Reinigung biologischer Arzneimittel, bei der Kontrolle der Kristallorientierung usw. Bei diesen Anwendungen kann der Reaktor eine präzise Kontrolle der Kristallform und -größe ermöglichen, um den besonderen Anforderungen von Arzneimitteln gerecht zu werden.

Chemischer Bereich: Die Reaktoren werden auch häufig in chemischen Bereichen wie der Synthese organischer Chemikalien und Polymermaterialien sowie der Produktion funktioneller Materialien eingesetzt. Es kann die Reaktionsbedingungen steuern, die Auswahl der Kristallform und die Größenanpassung realisieren und so qualitativ hochwertige Produkte erhalten.

Im Bereich der Feinchemie und Materialwissenschaften kann die Reaktormaschine auch zur Herstellung neuer Materialien wie metallorganischer Gerüstmaterialien und Koordinationspolymere eingesetzt werden. Seine präzise Reaktionskontrolle und Kontrolle der Kristallwachstumsbedingungen bieten außerdem ein wirksames Mittel zur Anpassung der Materialstruktur und -eigenschaften.

Lebensmittelindustrie: Kristallisationsreaktionskessel können zur Herstellung von Lebensmittelzusatzstoffen und Pigmenten wie Zucker, Aminosäuren und anderen Substanzen verwendet werden. Seine Kristallprodukte zeichnen sich durch hohe Reinheit, gute Farbe und Form aus und erfüllen die Lebensmittelhygienestandards.