微通道連續(xù)流反應(yīng)器
--工業(yè)級流動化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)
KiloFlow? 微通道連續(xù)流反應(yīng)器系統(tǒng)采用玻璃材質(zhì)中觀反應(yīng)器，是一臺提供克級到千克級產(chǎn)量的可拓展的流動化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)-15℃至+195℃溫度范圍內(nèi)，壓力高達(dá)20 bar的合成反應(yīng)。KiloFlow ?系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)危險性反應(yīng)的安全合成，方法學(xué)研究中的反應(yīng)條件可以直接在KiloFlow放大，執(zhí)行千克級反應(yīng)。
KiloFlow微通道連續(xù)流反應(yīng)器反是一種微通道高通量且易于放大生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)器，由于傳統(tǒng)釜式反應(yīng)技術(shù)要求化學(xué)反應(yīng)的許多條件適應(yīng)于現(xiàn)有的釜式反應(yīng)設(shè)備，而Chemtrix此項(xiàng)技術(shù)能取代傳統(tǒng)的低效間隙化的反應(yīng)釜生產(chǎn)操作，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、安全、低碳和環(huán)保的連續(xù)化合成生產(chǎn)，能夠?yàn)閱蝹€反應(yīng)或大范圍的反應(yīng)組合提供更具成本效率的解決方案。
此外，KiloFlow反應(yīng)器提高了化學(xué)反應(yīng)的效率、生產(chǎn)規(guī)模放大可行性以及化工過程質(zhì)量，并可以根據(jù)客戶的需求定制以*日產(chǎn)140L規(guī)模的化學(xué)品生產(chǎn)要求，在降低成本的同時，也降低了對環(huán)境的影響、以及所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定性。
目前已經(jīng)被Chemtrix反應(yīng)器證明有效的反應(yīng)包括：硝化、氧化、還原、偶合、重排、酰胺化、溴化等。廣泛適用于醫(yī)藥，農(nóng)藥，染料，香料，表面活性劑等精細(xì)化工中間體和其它特種助劑，以及基本化學(xué)品的合成工藝研發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)。
主要特點(diǎn)
可拓展的系統(tǒng)：
Labtrix 方法學(xué)研究中的反應(yīng)條件可以直接在KiloFlow放大，執(zhí)行千克級反應(yīng)。
占地面積小:
在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)櫥內(nèi)即可以完成Phase 3 所需的產(chǎn)量
安全:
在標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)櫥中安全地執(zhí)行條件下的反應(yīng)。
生產(chǎn)：
不穩(wěn)定中間體的合成及原位合成。
靈活性：
通過組合不同的熱交換器 (HE)和不同體積的反應(yīng)器(R)，用戶可以靈活地裝配Kiloflow系統(tǒng)，以達(dá)到自己要求的反應(yīng)時間及反應(yīng)量。
危險性物質(zhì)的安全合成:
安全合成危險性物質(zhì)，如高溫下合成疊氮化物等。
條件：
可以實(shí)現(xiàn)-15 ℃ 至+195 ℃溫度范圍內(nèi)，壓力20 bar的合成反應(yīng)；輕而易舉地實(shí)現(xiàn)條件下的反應(yīng)，同時可以實(shí)現(xiàn)大部分有機(jī)溶劑在液相條件下反應(yīng)。
耐高壓耐腐蝕的雙*：
確保無脈沖、穩(wěn)定、精確、連續(xù)的泵入試劑（0.01至50mL/min），定制的耐化學(xué)腐蝕泵頭，適宜操作所有常規(guī)有機(jī)溶劑。
GMP 自動化:
GMP自動化，滿足客戶要求的GMP系統(tǒng)，根據(jù)客戶要求定制GMP系統(tǒng)。
系統(tǒng)核心—反應(yīng)器模塊
KiloFlow微通道連續(xù)流反應(yīng)器的核心是反應(yīng)器模塊，由四個熱交換器和2個可執(zhí)行A+B類型反應(yīng)的中觀反應(yīng)器組成。除此之外，提供內(nèi)部流體連接，將玻璃器具間的熱損失小化，模塊提供外部液體連接至泵，自動調(diào)溫器，收集瓶。
反應(yīng)器模塊配置
試劑輸入輸出口采用?-28 UNF 螺紋旋緊口
溫度調(diào)節(jié)器輸入輸出口采用M-16膠膜
接液部分材質(zhì)：PEEK, Chemraz, FEP, glass
系統(tǒng)壓力：20 bar
Kiloflow連續(xù)流反應(yīng)器支架采用PEEK材質(zhì)，提供一個強(qiáng)大的，用戶可根據(jù)產(chǎn)量大小和試劑輸入數(shù)量要求來增加或減少熱交換器和反應(yīng)器從而進(jìn)行隨意組裝。
優(yōu)勢：
反應(yīng)器模塊由熱交換器和反應(yīng)器組成，用戶可以通過選擇不同大小的反應(yīng)器、不同配置的反應(yīng)器和不用試劑輸入量的反應(yīng)器來進(jìn)行放大。
Kiloflow系統(tǒng)的模塊化讓用戶可以非常方便地根據(jù)反應(yīng)類型和反應(yīng)量進(jìn)行隨意地組裝，而無需改變輔助設(shè)備； Kiloflow系統(tǒng)是一個適用于化學(xué)家和工藝工程師使用的放大化流動反應(yīng)系統(tǒng)。
KiloFlow定制：
KiloFlow標(biāo)配有2個試劑流路，2個中觀反應(yīng)器和2個熱交換器。用戶可以選配以下類型的反應(yīng)器模塊：
?平行反應(yīng)器，用于放大產(chǎn)量(1 to 10 s)
?串聯(lián)反應(yīng)器，用于延長反應(yīng)時間(> 10 min)
?多種試劑輸入口的反應(yīng)器，多可進(jìn)四種試劑。如A + B + C 或 A + B + C + Q 類型反應(yīng)。
KiloFlow可選配置：
標(biāo)準(zhǔn)配置為手動操作系統(tǒng)，也可選配由電腦控制的全自動KiloFlow系統(tǒng)。由電腦控制反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、試劑量和取樣位置，自動輸出數(shù)據(jù)，全自動KiloFlow系統(tǒng)大小不變，仍可置于通風(fēng)櫥中，實(shí)驗(yàn)室中即可完成工業(yè)化產(chǎn)量。
反應(yīng)器：
為了確保反應(yīng)的高度選擇性和高生產(chǎn)率，必須保證恒溫試劑的有效混合。KiloFlow 反應(yīng)器配置的靜態(tài)混合器，保證混合時間在60-250ms內(nèi)。通過混合器后，反應(yīng)混合物經(jīng)過保證相應(yīng)反應(yīng)時間的反應(yīng)器，再進(jìn)入產(chǎn)品收集階段。與熱交換器一樣，中觀反應(yīng)器包含集成熱交換器，保證了封閉的循環(huán)恒溫器中反應(yīng)溫度的一致。
KiloFlow? | 溫度 | 反應(yīng)器總體積 | 試劑輸入類型 | 反應(yīng)時間變化范圍 | 生產(chǎn)能力 |
Basic | 0 to 165 | 13.0 | A + B | 7.8 s to 8.1 min | 0.96 to 6.0 |
Basic-Hot | 0 to 195 | 13.0 | A + B | 7.8 s to 8.1 min | 0.96 to 6.0 |
Flex | 0 to 165 | 19.5 | A + B +C | 7.8 s to 8.1 mina | 0.96 to 6.0 |
Gram | 0 to 165 | 7.3 | A + B | 11.0 s to 36.5 min | 0.12 to 2.4 |
Cold | -40 to 165 | 7.3 | A + B + C | 0.48 s to 4.0 mina | 0.96 to 9.0 |
a 描述的是每步反應(yīng)中的反應(yīng)時間變化范圍
* KiloFlow 可以通過手動、自動或者自動化GMP的程序控制對其進(jìn)行組合從而達(dá)到要求的溫度范圍和反應(yīng)產(chǎn)量。Chemtrix公司可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行訂制其他要求的KiloFlow系統(tǒng)。
目前標(biāo)準(zhǔn)配置有兩種型號的中觀反應(yīng)器，0.8mL的單通道反應(yīng)器RS和6.5mL的平行通道反應(yīng)器RL。其中RL中平行分布8個與RS混合效率一致的混合器，反應(yīng)通道由8個平行的內(nèi)部相連反應(yīng)通道組成，提供一致的流體分布，保證低壓力差（RL = 0.25bar 下100 mL/min.
反應(yīng)器參數(shù)：
反應(yīng)器體積：大反應(yīng)器 (RL) = 6.5 mL 小反應(yīng)器 (RS) = 0.8 mL
反應(yīng)時間： 0.5 s至37 min
反應(yīng)溫度： -40℃至195℃
標(biāo)準(zhǔn)配置的系統(tǒng)中，兩種中觀反應(yīng)器串聯(lián)在一起，個反應(yīng)器中得到的反應(yīng)物泵入至第二個反應(yīng)器中從而延長反應(yīng)時間或者增加輸入試劑數(shù)。通過組合不同類型的反應(yīng)器和熱交換器，KiloFlow讓用戶可以非常容易地達(dá)到反應(yīng)時間和生產(chǎn)量的要求。達(dá)到一些特殊的反應(yīng)要求，而不需要改變輔助設(shè)備。上面表格中就顯示了兩種反應(yīng)器串聯(lián)的可選配置。
KiloFlow與Labtrix采用相同的混合器，Chemtrix公司提供的產(chǎn)品組合可以讓客戶將Labtrix（微反應(yīng)器）中研究得到的反應(yīng)方法直接在KilowFlow（中觀反應(yīng)器）系統(tǒng)中直接放大，而無需進(jìn)行再次反應(yīng)優(yōu)化，節(jié)約大量的時間和經(jīng)費(fèi)。
熱交換器：
為了將產(chǎn)力大化，KiloFlow將試劑在玻璃材質(zhì)熱交換器中先預(yù)熱，然后再傳送至中觀反應(yīng)器中混合反應(yīng)。熱交換器由封閉循環(huán)自動調(diào)溫器和5個連接在一起的加熱玻璃層組成，其中中間玻璃層中含有反應(yīng)通道，外玻璃層含有傳熱液體通道。這種結(jié)構(gòu)的熱交換器的熱傳輸效率比雙層熱交換器高4倍。
熱交換器參數(shù)：
流速：小型熱交換器= 0.1至5 mL/min 大型熱交換器= 2至50 mL/min
調(diào)溫器：工作溫度范圍-45至200℃ 冷卻輸出功率200℃時1.5 kW
泵壓：≥ 2.0 bar
傳熱液體：Kryo 55硅油
比表面積S/V | 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) | U x (S/V) | |
KiloFlow 熱交換 | 4081 | 800 ? | 3265 |
在KiloFlow系統(tǒng)中，熱交換器有兩種功能，是對試劑進(jìn)行加熱，第二是在收集前將反應(yīng)產(chǎn)物溫度降至室溫。鑒于此，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置有4個熱交換器模塊。
根據(jù)輸出要求，KiloFlow有兩種型號的熱交換器可供選擇。0.66 mL小型熱交換器（HES）和2.65 mL大型熱交換器（HEL）.
泵：
KiloFlow系統(tǒng)采用中壓*，保證高壓條件下(20 bar)試劑的精確進(jìn)樣，由PID控制器控制。 為了達(dá)到連續(xù)泵入試劑至反應(yīng)器，由雙*泵入一種試劑，標(biāo)配配有兩組雙*，即4個*泵入兩種試劑。軟件同時控制所有泵，流速在0.01至50 mL/min（25mL 注射器）。
用戶可以根據(jù)反應(yīng)條件和系統(tǒng)輸出量的要求，選擇不同體積和材質(zhì)的注射器。
泵參數(shù)：
注射器材質(zhì)：玻璃，1.4301不銹鋼，哈氏合金
注射器體積：2.5 mL, 10 mL, 25 mL 和 50 mL
接液部分材質(zhì)：可選FPM seal, Techtron PPS, FEP和 PEEK 作為注射器接液部分材質(zhì)。
控制：自動
KiloFlow微通道連續(xù)流反應(yīng)器可以根據(jù)客戶要求定制泵系統(tǒng)，多可配置獨(dú)立連續(xù)泵入多達(dá)四種試劑。
優(yōu)勢：
? 雙*
-確保無脈沖、穩(wěn)定連續(xù)的泵入試劑（0.01至50mL/min）
-確保精確取樣
? 定制的耐化學(xué)腐蝕泵頭
-適宜操作所有常規(guī)有機(jī)溶劑
? 耐高壓
-玻璃、不銹鋼或哈氏合金注射器
? 自動同步控制多個泵模塊
-圖形用戶界面控制
? 易增加或減少泵模塊
-KiloFlow可拓展至4個獨(dú)立的進(jìn)料線
與HPLC泵相比，中壓*耐腐蝕性更高，耐高壓，無脈沖，流速控制更精確，為KiloFlow
提供了穩(wěn)定、精確泵入各種有機(jī)溶劑提供了可能。
場地要求
-KiloFlow要求放置于帶有有機(jī)玻璃窗和排廢口的鋁制通風(fēng)櫥中，系統(tǒng)須在通風(fēng)櫥密閉條件下操作。
?儀器尺寸
-150 cm(長) x 40 cm (寬) x 46 cm (高)
?樣品收集
-KiloFlow標(biāo)準(zhǔn)配置為手動的樣品收集器，也可根據(jù)用戶的要求配置片段自動收集器或大型自動收集器。
