A mai bejegyzésben a folyamatos áramú reaktorok típusairól lesz szó. Első közelítésben a csoportosítás alapvetően méretbeli osztályzást jelent, eszerint megkülönböztethetünk mikro- és mezoreaktorokat.
Nézzük először a mikorreaktorokat (1. ábra/a). Ezek legtöbbször bankkártya méretű, üvegből vagy különböző műanyagokból készült vékony berendezések, amelyek speciális elrendezésű miniatűr csatornákból állnak. A csatornák belső átmérője tipikusan 10-500 µm, és meglehetősen nagy (5000-50 000 m2/m3) felület/térfogat aránnyal rendelkeznek. Ezek a tulajdonságok kitűnő hő és anyag átadást tesznek lehetővé, és a kis csatorna átmérő pedig nagyon kicsi anyag mennyiségek kezelését jelenti. Ezeket főleg gyors optimalizációs kísérletekre használják, legnagyobb problémájuk a dugulásra való hajlam, és, hogy preparatív célra nehézkesen használhatók.
1. Ábra: áramlásos reaktor típusok - mikroreaktor (a); tekercs mezoreaktor (b); tölthető állóágyas reaktor (c).
A mezoreaktorok tipikusan tekercs alakú vagy cső reaktorok lehetnek (1. ábra/b). A csatornák belső átmérője nagyobb, mint a mikorreaktorok esetében (500 µm-től néhány mm), és ennek megfelelően valamivel szerényebb felület/térfogat aránnyal rendelkeznek (100-10 000 m2/m3). Ezeknek a paramétereknek hála jóval nagyobb termelékenység érhető el velük, mint mikorreaktorokkal (akár kg méretű szintézisek is), viszont cserébe valamivel gyengébb hőátadást és keveredést tesznek lehetővé. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy egy mikroreaktorral beállított reakciókörülmény rendszert gyakran nem lehet változtatás nélkül átvinni nagyobb berendezésre.
Az előző két típus főleg homogén fázisú reakciókhoz alkalmas. Heterogén reakciókhoz az ún. állóágyas reaktorok használatosak (1. ábra/c). Ezek olyan cső reaktorok, amelyekben tetszőleges szilárd vagy szilárd hordozós reagensek vagy katalizátorok helyezhetők el, és a szilárd fázison biztosított a folyadék fázis folyamatos árama és fázisok közti megfelelő érintkezés. Az állóágyas reaktorok főleg mezoreaktorokkal kombinálva használatosak. Mikroreaktorokban úgy hajthatunk végre heterogén reakciókat, hogy a reaktor csatornáinak belső falát a kérdéses reagenssel vagy katalizátorral funkcionalizáljuk (pl. impregnálás).
Immobilizált reagensek/katalizátorok alkalmazása számos előnyt rejt a hagyományos homogén technikákhoz képest. Ezek az anyagok a könnyen visszanyerhetők, újrahasználhatók sőt akár regenerálhatók is. Az immobilizált reagensek/katalizátorok nem szennyezik a termék elegyet, így csökkentve a feldolgozási lépések számát. Veszélyes reagenseket fix ágyakba töltve, a közvetlen érintkezés hiányában, növelhető a biztonság. Immobilizált reagensek/katalizátorok alkalmazásával többlépéses konszekutív reakciók egyetlen folyamatos áramú szekvenciába rendezhetők.
ö.s.
