Review article

Mikroreaktori

A. Šalić ; Faculty of Chemical Engineering and Technology, University of Zagreb, 10000 Zagreb, Croatia
A. Tušek ; Faculty of Food Technology and Biotechnology, University of Zagreb, 10000 Zagreb, Croatia
Ž. Kurtanjek ; Faculty of Chemical Engineering and Technology, University of Zagreb, 10000 Zagreb, Croatia
B. Zelić ; Prehrambeno-biotehnološki fakultet, Sveučilište u Zagrebu, 10000 Zagreb, Hrvatska

Abstract

Mikroreaktori su reaktorski sustavi izvedeni u mikroskopskom mjerilu koji su, u cijelosti ili barem djelomično, proizvedeni primjenom metodologije mikrotehnologije i mikroinženjerstva. Čini ih mreža mikrokanala tipičnih dimenzija 10 µm - 500 µm urezanih u čvrstu pločicu (staklo, silikon, polimeri.). Male dimenzije mikroreaktora osiguravaju višestruke prednosti naspram klasičnih makroreaktorskih sustava. Kao posljedica malog promjera kanala strujanje kapljevine u sustavu je većinom laminarno. Mikroreaktore karakterizira izrazito velik omjer međufazne površine i volumena reaktora, zbog čega je prijenos tvari i topline učinkovitiji, a količina i broj otpadnih procesnih struja znatno smanjen. Primjena mikroreaktora omogućava preciznu regulaciju procesa te uporabu malih količina reaktanata i katalizatora, a pogodni su i za obavljanje reakcija koje su izrazito egzotermne/endotermne ili čak reakcija koje su eksplozivne i zahtijevaju upotrebu opasnih kemikalija. Uporabom mikroreaktora prijenos u veće mjerilo (eng. scale-up) znatno je pojednostavljen jer se jednostavno provodi povezivanjem procesnih jedinica (eng. numbering-up), čime su uklonjeni visoki troškovi projektiranja i skraćeno je vrijeme potrebno za prenošenje iz laboratorijskog mjerila na industrijsku primjenu. Do danas su razvijeni mikroreaktori u kojima je moguće provođenje nekoliko istovremenih reakcija, separacija i analiza komponenata sustava u jednom mikrokanalu. U ovom radu dan je pregled osnovnih karakteristika mikroreaktorskih sustava (struktura, izvedba i svojstva). Prikazani su reakcijski procesi (jednofazni i višefazni sustavi) koji se mogu provoditi i njihove karakteristike. Zbog složenosti procesa u mikroreaktorskim sustavima za njihov se opis primjenjuju složeni matematički modeli, pa je u ovom radu dan pregled metodologije za postavljanje matematičkih modela procesa koji se odvijaju u mikroreaktorima.

Keywords

mikroreaktor; jednofazni/višefazni procesi; matematičko modeliranje; mikro-biotransformacije

Hrčak ID:

51989

URI

https://hrcak.srce.hr/51989

Publication date:

6.5.2010.

Article data in other languages: english

Visits: 3.101 *