இரசாயன உலைகள் என்ன? இரசாயன உலைகளின் வகைகள்

ரசாயன எதிர்வினை என்பது ஒரு செயல்முறை ஆகும், இது காற்றோட்டங்களின் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. இது அசல் ஒன்றை விட ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட தயாரிப்புகளில் மாறுபடும் மாற்றங்களால் ஏற்படுகிறது. இரசாயன எதிர்வினைகள் வேறுபட்ட தன்மையுடையவை. இது சர்க்கரையின் வகையையும், பெறப்பட்ட பொருளையும், தொகுப்பு மற்றும் சூழ்நிலை, சிதைவு, இடப்பெயர்ச்சி, சமநிலைப்படுத்தல், அமில அடிப்படை, ஆக்சிஜனேற்ற-குறைப்பு, கரிம செயல்முறைகள் போன்றவற்றை சார்ந்துள்ளது.

இரசாயன உற்பத்திகள் இறுதி தயாரிப்புகளை தயாரிப்பதற்காக எதிர்விளைவுகளை மேற்கொள்ள வடிவமைக்கப்பட்ட கொள்கலன்கள் ஆகும். அவற்றின் வடிவமைப்பு பல்வேறு காரணிகளைச் சார்ந்திருக்கிறது மற்றும் மிகவும் செலவு குறைந்த முறையில் அதிகபட்ச மகசூலை வழங்க வேண்டும்.

வகையான

வேதியியல் அணு உலைகள் மூன்று அடிப்படை அடிப்படை மாதிரிகள் உள்ளன:

• அவ்வப்போது நடவடிக்கை.
• தொடர்ச்சியான இடைவெளியுடன் (HPM).
• பிஸ்டன் ஓட்டம் (PFR) உடன் உலைக்கூடம்.

இந்த அடிப்படை மாதிரிகள் வேதியியல் செயல்பாட்டின் தேவைக்கேற்ப மாற்றியமைக்கப்படலாம்.

தொகுதி உலை

இந்த வகையின் இரசாயனச் சேர்மங்கள் சிறிய அளவிலான உற்பத்தி, நீண்ட எதிர்வினை நேரங்கள் அல்லது சில பாலிமரைசேஷன் செயல்களில் போலவே சிறந்த தேர்ந்தெடுப்புத்திறன் அடைந்த உடன் தொகுதி செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இதற்கு உதாரணமாக, எஃகு கன்டெய்னர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் உள்ளடக்கங்கள் உட்புற உழைக்கும் கத்திகள், வாயு குமிழ்கள் அல்லது குழாய்கள் மூலம் கலக்கப்படுகின்றன. வெப்பப் பரிமாற்றிகள், குளிர்பதன குளிர்விப்பான்கள் அல்லது வெப்பப் பரிமாற்றியின் மூலம் உந்தி உபயோகிப்பதன் மூலம் வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

தொகுதி உலைகள் தற்போது இரசாயன மற்றும் உணவு பதப்படுத்தும் தொழிலில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தொடர்ச்சியான மற்றும் தனித்துவமான செயல்முறைகளை இணைப்பது அவசியமாக இருப்பதால் அவற்றின் தானியங்கி மற்றும் தேர்வுமுறை சிக்கல்களை உருவாக்குகிறது.

அரை-கால இரசாயன இரசாயனங்கள் தொடர்ச்சியான மற்றும் கால முறைகளில் செயல்பாட்டை ஒருங்கிணைக்கிறது. உதாரணமாக, உயிரியல்பொருளானது அவ்வப்போது ஏற்றப்பட்டு கார்பன் டை ஆக்சைடை தொடர்ந்து வெளியிடுகிறது, இது தொடர்ந்து அகற்றப்பட வேண்டும். அதேபோல், குளோரின் வாயுக்களில் ஒன்று குளோரின் வாயுவாக இருக்கும்போது குளோரினேஷன் எதிர்வினையில், அது தொடர்ச்சியாக அறிமுகப்படுத்தப்படாவிட்டால், அதில் பெரும்பாலானவை ஆவியாகும்.

ஒரு பெரிய அளவிலான உற்பத்தியை உறுதி செய்வதற்காக, தொடர்ச்சியான நடவடிக்கை அல்லது உலோக டாங்கிகள் ஒரு கிளர்ச்சியுடன் அல்லது தொடர்ச்சியான ஓட்டம் கொண்ட இரசாயன உலைகளை முக்கியமாகப் பயன்படுத்துகின்றன.

தொடர்ச்சியான குழாய் தொட்டி உலை

துருப்பிடிக்காத எஃகு டாங்கிகள் திரவ ஆய்வாளர்களுடன் வழங்கப்படுகின்றன. முறையான ஒருங்கிணைப்பை உறுதி செய்வதற்காக, அவை வேலை செய்யும் கத்திகளுடன் கலக்கப்படுகின்றன. இவ்வாறு, இந்த வகையின் அணு உலைகளில், வினைத்திறன் முதல் தொட்டி (செங்குத்து, எஃகு) மீது தொடர்ச்சியாக அளிக்கப்படுகிறது, பின்னர் அவர்கள் அடுத்த தொட்டியில் விழும் போது ஒவ்வொரு தொட்டிலும் கவனமாக கலந்து கொள்கிறார்கள். கலவையின் கலவை ஒவ்வொன்றும் தனித்தனி நிலையில் இருந்தாலும், கணினியில் உள்ள செறிவு முழுமையும் திறமையிலிருந்து மாறுபடும்.

உட்செலுத்துதலின் ஒரு தனித்தன்மையின் அளவு (வதிவிட நேரத்தை) செலவழிக்கும் சராசரியான அளவானது, தொட்டி அளவின் அளவை அதன் மூலம் சராசரி அளவிலான அளவிற்கான ஓட்ட விகிதத்தால் வகுக்கலாம். எதிர்வினை முடிந்திருக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படும் சதவீதமானது இரசாயன இயக்கவியலைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது.

கொள்கலன்கள் துருப்பிடிக்காத எஃகு அல்லது உலோகக்கலவைகள், அதே போல் பற்சிப்பி பூச்சுடன் தயாரிக்கப்படுகின்றன.

HPM இன் சில முக்கிய அம்சங்கள்

அனைத்து கணக்கீடுகள் கணக்கில் சிறந்த கலவையை எடுத்து. எதிர்விளைவு இறுதி செறிவுடன் தொடர்புடைய விகிதத்தில் தொடர்கிறது. சமநிலையில் இருக்கும் நிலையில், ஓட்டம் வேகம் ஓட்ட விகிதத்திற்கு சமமாக இருக்க வேண்டும், இல்லையெனில் தொட்டி மேலோட்டமாக அல்லது காலியாக இருக்கும்.

பல தொடர்ச்சியான அல்லது இணையான HPM களுடன் பணியாற்ற இது பெரும்பாலும் பொருளாதாரமானது. துருப்பிடிக்காத தொட்டிகள், ஐந்து அல்லது ஆறு அலகுகளின் அடுக்கில் கூடி, ஒரு பிஸ்டன் ஓட்டத்துடன் ஒரு அணு உலை போல செயல்படுகின்றன. இது முதலாவது அலகுக்கு அதிகமான காசோலைகளை செயல்படுத்துவதை அனுமதிக்கிறது, இதன் விளைவாக, அதிகமான எதிர்வினை விகிதம். மேலும், பல்வேறு HPM நிலைகளை வெவ்வேறு திறன்களில் நடைபெறும் செயல்களை விட, செங்குத்து எஃகு தொட்டியில் வைக்கலாம்.

கிடைமட்ட பதிப்பில், பல-நிலை அலகு பல்வேறு உயரங்களின் செங்குத்து பகிர்வுகளால் பிரிக்கப்படுகிறது, இதன் மூலம் கலப்பு கலங்கரைகளில் நுழைகிறது.

மறுஉருவாக்கங்கள் குறைவாக கலப்பு அல்லது அடர்த்தியில் வேறுபட்டதாக இருக்கும் போது, ஒரு செங்குத்து மல்டிஸ்ட்ரேஜ் அணுக்கரு (எதிரொலிக்கப்பட்ட அல்லது எஃகு) என்பது எதிர்மறையான முறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மீளக்கூடிய எதிர்வினைகளைச் செயல்படுத்துவதில் இது சிறப்பானது.

ஒரு சிறிய போலி-திரவ அடுக்கு முற்றிலும் கலக்கப்படுகிறது. ஒரு பெரிய வர்த்தக திரவமாக்கப்பட்ட படுக்கை உலை கிட்டத்தட்ட ஒரு சீரான வெப்பநிலையைக் கொண்டிருக்கிறது, ஆனால் கலப்பு மற்றும் இடம்பெயர்ந்த நீரோட்டங்கள் மற்றும் அவற்றிற்கு இடையில் இடமாற்றங்கள் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது.

சிறந்த இடமாற்றத்தின் இரசாயன உலை

ஒரு PFR என்பது ஒரு (துருப்பிடிக்காத) அணு உலை ஆகும், இதில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட திரவ reagents குழாய் அல்லது குழாய்கள் வழியாக உறிஞ்சப்படுகின்றன. அவை குழாய் ஓட்டம் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இது பல குழாய்கள் அல்லது குழாய்கள் இருக்கலாம். Reagents தொடர்ந்து ஒரு முடிவு மூலம் வழங்கப்படுகிறது, மற்றும் பொருட்கள் மற்ற வெளியே வந்து. கலவையை கடந்து செல்லும் வேதியியல் செயல்முறைகள் தொடரும்.

RPP இல், எதிர்வினை விகிதம் சாய்வு ஆகும்: உள்ளீடு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது, ஆனால் காற்றோட்டங்களின் செறிவு குறைந்து மற்றும் வெளியீட்டு பொருட்களின் உள்ளடக்கத்தில் அதிகரிப்பால், அதன் விகிதம் குறைகிறது. பொதுவாக, டைனமிக் சமநிலை ஒரு நிலை அடையப்படுகிறது.

உலைகளின் கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து நோக்குநிலை இரண்டும் பொதுவானவை.

வெப்ப பரிமாற்ற தேவைப்படும் போது, தனிப்பட்ட குழாய்கள் ஒரு ஜாக்கெட்டில் வைக்கப்படுகின்றன அல்லது ஷெல்-மற்றும்-குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இரண்டாவது வழக்கில், உறை மற்றும் குழாயில் இரு இரசாயனங்களும் காணப்படுகின்றன.

முனைகள் அல்லது குளியல் கொண்ட பெரிய விட்டம் உலோக டாங்கிகள் பிஎஃப்ஆர் போன்றவை மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சில கட்டமைப்புகளில், ஒரு அச்சு மற்றும் ரேடியல் ஓட்டம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, பல குண்டுகள் உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்ப பரிமாற்றிகள், உலைகளின் கிடைமட்ட அல்லது செங்குத்து நிலை, மற்றும் பல.

மறுபரிசீலனை கொள்கலன் வினையுரிமையிலான எதிர்வினைகள் உள்ள இடைமுக தொடர்பு மேம்படுத்த ஊக்க அல்லது உறுதியான திட துகள்கள் நிரப்பப்பட்ட .

RFP இல் ஒரு முக்கியமான காரணி என்பது செங்குத்து அல்லது கிடைமட்ட கலவை கணக்கில் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படவில்லை, இது "பிஸ்டன் ஓட்டம்" என்ற வார்த்தையின் அர்த்தமாகும். உட்செலுத்திகள் உலைக்கூடத்தில் நுழைவதை மட்டும் நுணுக்கமாக அறிமுகப்படுத்தலாம். எனவே, PFR இன் உயர்ந்த திறனை அடைவது அல்லது அதன் அளவு மற்றும் செலவுகளை குறைப்பது சாத்தியமாகும். PFR இன் செயல்திறன் அதே அளவுள்ள HPM ஐ விட பொதுவாக அதிகமாக உள்ளது. பரிமாற்ற அணு உலைகளில் சம அளவு மற்றும் நேர மதிப்பீடுகளுடன், கலப்பு அலகுகளை விட வினைத்திறன் அதிகமானதாக இருக்கும்.

டைனமிக் சமநிலை

பெரும்பாலான இரசாயன செயல்முறைகளுக்கு, 100% முடிந்தால் சாத்தியமில்லை. கணினி ஒரு மாறும் சமநிலை (மொத்த எதிர்வினை அல்லது கலவை மாற்றம் ஏற்படாதபோது) அடையும் போது இந்த வேகத்தின் இந்த வேகத்தின் வளர்ச்சியைக் குறைக்கும். பெரும்பாலான அமைப்புகளுக்கான சமநிலைப் புள்ளி செயல்முறையின் 100% முடிவில் உள்ளது. இந்த காரணத்திற்காக, வடிகட்டுதல் போன்ற ஒரு பிரித்தல் செயல்முறையானது மீதமுள்ள ரகெட்கள் அல்லது தயாரிப்புகளால் இலக்குகளை பிரிக்க வேண்டிய அவசியம். ஹேபரர் செயல்முறை போன்ற எடுத்துக்காட்டுகளில், இந்த ஆற்றல் மறுபடியும் சில நேரங்களில் செயல்முறை ஆரம்பத்தில் மீண்டும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

PPP விண்ணப்பம்

பிஸ்டன் ஓட்டம் உலைகள் பெரிய அளவிலான, விரைவான, ஒத்திசைவான அல்லது பூகோளமான எதிர்வினைகள், தொடர்ச்சியான உற்பத்தி மற்றும் செயல்முறைகள் ஆகியவற்றின் தேவைக்காக குழாய்களுக்கு ஒத்திருக்கும் குழாய்களின் மூலம் தங்கள் இயக்கத்தின் போது இரசாயன மாற்றங்களை நடத்த பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சிறந்த RPP ஒரு நிலையான வதிவிட நேரத்தைக் கொண்டிருக்கிறது, அதாவது எந்த திரவ (பிஸ்டன்) நேரம் வந்துசேரும் நேரம் t + τ ஆகும்.

இந்த வகையின் வேதியியல் உலைகள் நீண்ட காலத்திற்கு அதிக செயல்திறன் கொண்டவை, அத்துடன் சிறந்த வெப்ப பரிமாற்றத்தையும் கொண்டிருக்கின்றன. PPP இன் குறைபாடுகள் செயல் வெப்பநிலையை கண்காணிப்பதற்கான சிரமம் ஆகும், இது விரும்பத்தகாத வெப்பநிலை மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும், அதே போல் அவற்றின் அதிக செலவு.

கேட்டலிடிக் உலைகள்

இந்த வகையிலான கூட்டணிகள் பெரும்பாலும் PPP வடிவத்தில் செயல்படுத்தப்பட்டாலும், அவை மிகவும் சிக்கலான பராமரிப்பு தேவை. வினையூக்கி எதிர்வினை விகிதம் வேதியியல் தொடர்பு உள்ள ஊக்கியின் அளவு விகிதாசார உள்ளது. ஒரு திட ஊக்கியாகவும், திரவ ஆய்வாளிகளிலும், செயல்முறைகளின் விகிதம் கிடைக்கக்கூடிய பகுதியிலும், இரசாயணங்களின் உள்ளீடு மற்றும் பொருட்களின் தேர்வு விகிதத்திலும், மற்றும் கொந்தளிப்பான கலவையின் இருப்பைச் சார்ந்துள்ளது.

வினையூக்கி எதிர்வினை உண்மையில் பல கட்ட விளைவுகளைத் தருகிறது. தொடக்க வினைகள் மட்டும் வினையூக்கிகளுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன. சில இடைநிலை பொருட்கள் அதை எதிர் கொள்கின்றன.

இந்த செயல்முறையின் இயக்கவியலில் வினையூக்கியின் நடத்தை மிகவும் முக்கியமானது, குறிப்பாக உயர் வெப்பநிலை பெட்ரோ கெமிக்கல் எதிர்விளைவுகளில், அவை வெப்பமடைதல், கொக்கி மற்றும் ஒத்த செயல்முறைகள் மூலம் செயலிழக்கப்படுகின்றன.

புதிய தொழில்நுட்பங்களின் பயன்பாடு

உயிரியற் மாற்றத்திற்கான PFR கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சோதனைகள், உயர் அழுத்த உலைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவர்கள் அழுத்தம் 35 எம்.பீ. பல அளவுகளின் பயன்பாடு 0.5 முதல் 600 கள் வரை வசிப்பதற்கான நேரம் மாறுபடும். 300 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையை அடைய, மின்சார உலை கொண்ட உலைகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. HPLC குழாய்கள் பயன்படுத்தி பயோமாஸ் வழங்கப்படுகிறது.

ஏரோசோல் நானோ துகள்களின் RPP

மின்னணு நோக்கத்திற்காக உயர்-உலோக அலாய் கலவைகள் மற்றும் தடிமனான திரைப்படக் கடத்திகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு நோக்கங்களுக்கான நானோசிஸ் துகள்களின் தொகுப்பு மற்றும் பயன்பாட்டில் கணிசமான ஆர்வம் உள்ளது . மற்ற பயன்பாடுகளானது காந்த அச்சுறுத்தலின் அளவீடுகள், இதுவரை அகச்சிவப்பு பரிமாற்றம் மற்றும் அணு காந்த அதிர்வு ஆகியவை அடங்கும். இந்த அமைப்புகளுக்கு, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவு துகள்கள் உற்பத்தி செய்ய வேண்டும். அவற்றின் விட்டம், ஒரு விதியாக, 10 முதல் 500 nm வரை உள்ளது.

அவற்றின் அளவு, வடிவம் மற்றும் உயர் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு பரப்பு காரணமாக, இந்த துகள்கள் ஒப்பனை நிறமிகளை, சவ்வுகள், ஊக்கியாக, மட்பாண்ட, வினையூக்கி மற்றும் photocatalytic உலைகளை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுகிறது. கார்பன் மோனாக்சைடு உணர்களுக்கான SnO ₂ , லைட் வழிகாட்டிகளுக்கான TiO ₂ , சியோலோன் டையாக்ஸைடு மற்றும் ஆப்டிகல் ஃபைபர்களுக்கான SiO ₂ , டயர்களில் கார்பன் சப்ளையர்களுக்காக C, பதிவு பொருள்களுக்கான Fe, சிறிய தொகுதிகளில், பல்லேடியம், மெக்னீசியம் பிஸ்மத். இவை அனைத்தும் ஏரோசல் உலைகளில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. மருத்துவத்தில், காய்ச்சல் நோய்க்கான தடுப்பு மற்றும் சிகிச்சையளிப்பதற்காக செயற்கை நுண்ணுயிரிகளிலும், அதே போல் செயற்கை மூளை உள்வைப்புகளிலும், மூளையின் காட்சிப்படுத்தல் குறிப்பிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உற்பத்தி உதாரணம்

அலுமினிய துகள்களைப் பெறுவதற்கு , உலோக நீராவியால் நிரப்பப்பட்ட ஆர்கானின் ஓட்டம் 1800 மிமீ விட்டம் மற்றும் மிமீ 1000 ° C / s என்ற விகிதத்தில் 1600 ° C இலிருந்து 0.5 மீட்டர் நீளம் கொண்டது. வாயு உலை வழியாக செல்கையில், அலுமினிய துகள்கள் உருவாவதும் வளர்ச்சியும் ஏற்படுகின்றன. ஓட்ட விகிதம் 2 dm ³ / min, மற்றும் அழுத்தம் 1 atm (1013 Pa) ஆகும். வாயு நகர்வதைப் போல, வாயு குளிர்கிறது மற்றும் உறிஞ்சப்படுகின்றது, இது துகள்கள் அணுகுமுறை மற்றும் மூலக்கூறுகளின் ஆவியாதல் விளைவாக துகள்களின் அணுக்கருக்கு வழிவகுக்கிறது, துகள் ஒரு முக்கிய அளவு அடையும்வரை மீண்டும் மீண்டும் நிகழும். அவை மேற்பார்வை செய்யப்பட்ட வாயு வழியாக செல்லும்போது, அலுமினிய மூலக்கூறுகள் துகள்கள் மீது ஒடுங்கி, அவற்றின் அளவு அதிகரிக்கும்.