Vad är en mikroreaktor?

En mikroreaktor är en mycket småskalig anordning där kemiska reaktioner kan äga rum.Vanligtvis mäter den mindre än 2,54 cm) i längd och bredd och kanske mindre än en sextonde tum (1,56 mm) i tjocklek, även om dimensioner varierar.Det kommer normalt att ha ingångs- och utgångsrör, med små kanaler eller kamrar inuti, där reaktionerna äger rum.Vanligtvis är reaktanterna och produkten vätskor och mdash;vätskor eller gaser mdash;som kan införas med små pumpar eller elektro-osmos.Från och med 2011 används mikoreaktorer endast för experimentella och prototyper, men det finns en verklig möjlighet att använda dem i stort antal för massproduktion av användbara kemikalier.

Anordningen är normalt konstruerad genom att etsa små kanaler på ett lämpligt material iEtt liknande sätt som tillverkning av integrerade kretsar.De kan tillverkas av kiselskivor, glas, metall eller keramiska material.Kanalerna kanske inte är bredare än ett mänskligt hår.Etsningen kan utföras med laser, elektrisk urladdning eller med kemiska medel.Ofta är mikroreaktorn tillverkad av två etsade plattor som är inklämt ihop.

.Det höga ytan-till-volymförhållandet gör det möjligt för reaktioner att fortsätta snabbare och ofta vid en lägre temperatur än vad som är möjligt vid större skalor.Mycket exotermiska reaktioner som normalt skulle vara potentiellt farliga eller skadliga för utrustning kan utföras säkert;Varje värmegenererad sprids snabbt på grund av de mycket mindre volymerna reaktanter.Ett misslyckande i någon del av en traditionell kemisk anläggning kan leda till frisättning av stora mängder farliga kemikalier eller helt stänga av produktionen.Däremot skulle en växt som består av en stor mängd mikroreaktorer inte påverkas avsevärt av misslyckandet av en del. Vanligtvis arbetar mikoreaktorer med ett kontinuerligt flöde av reaktanter.Även om utgångshastigheten från en enskild mikroreaktor uppenbarligen är mycket liten, kan det ändå betraktas som en liten fabrik.Det finns potential att använda mycket stort antal massproducerade mikroreaktorer staplade tillsammans för att tillhandahålla produkter i en ekonomiskt hållbar skala, och ett antal möjligheter undersöks. Användningen av mikroreaktorer i organisk syntes är ett mycket lovande område.De erbjuder snabb blandning av reaktanter, snabba reaktionstider, ökade utbyten och säker hantering av toxiska och explosiva föreningar.Omskalningen från laboratorium till industriell nivå är inte någon förändring av procedurerna för att uppnå optimala utbyten och mdash;Det skulle helt enkelt handla om att lägga till fler mikroreaktorenheter. En annan potentiell kommersiell användning är i produktion av biodiesel, ett alternativ till fossila bränslen.Nuvarande produktionsmetoder kräver att de viktigaste råvarorna, vegetabilisk olja och metanol, blandas med en katalysator och lämnas i flera timmar för att slutföra reaktionen.I en biodieselmikroreaktor är reaktionen nästan omedelbar och återigen att skala processen upp för att producera användbara mängder helt enkelt innebära att kombinera ett stort antal mikroreaktorer. Det finns dock ett antal problem som måste övervinnas för att uppnå ekonomisktStorskalig produktion av kemikalier med hjälp av mikroreaktorer.En av dessa är väggeffekten: reaktanter och produkter tenderar att klamra sig fast vid reaktionskammarens väggar.Detta är i allmänhet obetydligt för traditionell kemisk tillverkning med stora reaktionsfartyg, men på mikroskalan kan en betydande del av det potentiella utbytet gå förlorat.Ett annat problem är att det är svårt att utföra reaktioner som involverar fasta ämnen, antingen som reaktanter eller som produkter, i en mikroreaktor när de tenderar att täppa till kanalerna.