芯片反應器

芯片反應器

反應器是一種實現反應過程的設備，用于實現液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。反應器內常設有攪拌（機械攪拌、氣流攪拌等）裝置。在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉。在反應過程中物料需加熱或冷卻時，可在反應器壁處設置夾套，或在器內設置換熱面，也可通過外循環進行換熱。

芯片反應器（Lab On a Chip）技術，也被稱為微流技術，興起于20世紀末，是一門集微機電系統設計思想和化學化工基本原理于一體，涉及化學、物理、機械、電子、化學工程與自動控制等工程技術和學科的新興反應工程技術。是現代化工技術的一個極其重要的發展方向。

芯片反應器（Lab On a Chip）技術通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。同傳統技術相比芯片反應器技術集合了反應器、混合器、換熱器等單元組件為一體,但是與傳統儀器設備相比,芯片反應器的流體通道尺寸非常?。ㄍǔ?/span>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料的瞬間混合和對反應溫度的準確控制。

技術特點
同傳統技術相比，芯片反應器具有如下突出優點：
1） 更好的傳質傳熱
芯片反應器內，擴散距離短，比表面積大，濃度梯度及溫度梯度增加導致傳質、傳熱推動力的增大，從而擴大了單位體積或單位面積的擴散通量；傳質傳熱效率較常規設備提高2-3個數量級。
2） 更高的時空收率

芯片反應器內過程強化，反應物在微反應器中能在幾十毫秒級范圍內*混合,從而大大加速了傳質控制反應的速率?？梢杂行У叵驕p少因溫度或者反混合產生副產物，提高產品的轉化率及選擇性；產品的穩定性與一致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，可實現對反應過程的準確控制；后續可以實現連續自動化控制，當生產過程出現異常時，可及時停機；對于易燃易爆的高危反應，可將危害降到最小，對人和環境最大限度友好。
4） 更加經濟節能
芯片反應裝置高度集成，反應模塊之間可根據不同需求靈活調整，占地面積小，生產能耗低，三廢少，有效的節省了能源及資源，大大降低了投資成本。
5） 無放大效應，轉化周期短
基于單元反應數量疊加的放大設計，可以從小試規模直接實現工業生產，避免了傳統工藝的放大效應，大大縮短了新工藝研發時間和新產品開發周期。
在目前世界范圍資源日趨減少，環境問題越來越嚴重的情況下，芯片反應器技術為一些危險、苛刻、環境影響嚴重的化工產品提供了一條先進安全的綠色工程路線，為未來一些行業的發展提供了一條有潛在意義的發展方向。