芯片反應器(qì)

芯片反應器(qì)

反應器(qì)是一(yī)種實現反應過程的設備，用于實現液相(xiàng)單相(xiàng)反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多(duō)相(xiàng)反應過程。反應器(qì)内常設有攪拌（機(jī)械攪拌、氣流攪拌等）裝置。在高(gāo)徑比較大時，可用多(duō)層攪拌槳葉。在反應過程中物(wù)料需加熱或冷卻時，可在反應器(qì)壁處設置夾套，或在器(qì)内設置換熱面，也可通(tōng)過外循環進行換熱。

芯片反應器(qì)（Lab On a Chip）技(jì)術(shù)，也被稱為(wèi)微流技(jì)術(shù)，興起于20世紀末，是一(yī)門(mén)集微機(jī)電(diàn)系統設計思想和化學化工(gōng)基本原理于一(yī)體，涉及化學、物(wù)理、機(jī)械、電(diàn)子、化學工(gōng)程與自(zì)動控制等工(gōng)程技(jì)術(shù)和學科的新興反應工(gōng)程技(jì)術(shù)。是現代化工(gōng)技(jì)術(shù)的一(yī)個(gè)極其重要的發展方向。

芯片反應器(qì)（Lab On a Chip）技(jì)術(shù)通(tōng)過特殊設計的微結構單元對流經的反應流體進行切割，實現反應流體間以微米級納米級的時空尺寸進行混合和換熱。同傳統技(jì)術(shù)相(xiàng)比芯片反應器(qì)技(jì)術(shù)集合了反應器(qì)、混合器(qì)、換熱器(qì)等單元組件(jiàn)為(wèi)一(yī)體,但是與傳統儀器(qì)設備相(xiàng)比,芯片反應器(qì)的流體通(tōng)道尺寸非常小(xiǎo)（通(tōng)常為(wèi)50～1000μm），比表面積非常大（可達10000～50000 m2 / m³），因此在這些微結構裝置中可實現反應物(wù)料的瞬間混合和對反應溫度的準确控制。

技(jì)術(shù)特點
同傳統技(jì)術(shù)相(xiàng)比，芯片反應器(qì)具有如下(xià)突出優點：
1） 更好的傳質傳熱
芯片反應器(qì)内，擴散距離短，比表面積大，濃度梯度及溫度梯度增加導緻傳質、傳熱推動力的增大，從(cóng)而擴大了單位體積或單位面積的擴散通(tōng)量；傳質傳熱效率較常規設備提高(gāo)2-3個(gè)數量級。
2） 更高(gāo)的時空收率

芯片反應器(qì)内過程強化，反應物(wù)在微反應器(qì)中能(néng)在幾十毫秒(miǎo)級範圍内*混合,從(cóng)而大大加速了傳質控制反應的速率。可以有效地消除或減少因溫度或者反混合産生(shēng)副産物(wù)，提高(gāo)産品的轉化率及選擇性；産品的穩定性與一(yī)緻性也大大優于常規過程。
3） 更加安全環保
芯片反應過程密閉連續，瞬間持有量小(xiǎo)，可實現對反應過程的準确控制；後續可以實現連續自(zì)動化控制，當生(shēng)産過程出現異常時，可及時停機(jī)；對于易燃易爆的高(gāo)危反應，可将危害降到(dào)最小(xiǎo)，對人和環境最大限度友(yǒu)好。
4） 更加經濟節能(néng)
芯片反應裝置高(gāo)度集成，反應模塊之間可根據不同需求靈活調整，占地面積小(xiǎo)，生(shēng)産能(néng)耗低(dī)，三廢少，有效的節省了能(néng)源及資源，大大降低(dī)了投資成本。
5） 無放(fàng)大效應，轉化周期短
基于單元反應數量疊加的放(fàng)大設計，可以從(cóng)小(xiǎo)試規模直接實現工(gōng)業(yè)生(shēng)産，避免了傳統工(gōng)藝的放(fàng)大效應，大大縮短了新工(gōng)藝研發時間和新産品開(kāi)發周期。
在目前世界範圍資源日趨減少，環境問題越來越嚴重的情況下(xià)，芯片反應器(qì)技(jì)術(shù)為(wèi)一(yī)些危險、苛刻、環境影響嚴重的化工(gōng)産品提供了一(yī)條先進安全的綠色工(gōng)程路(lù)線，為(wèi)未來一(yī)些行業(yè)的發展提供了一(yī)條有潛在意義的發展方向。