https://doi.org/10.15255/KUI.2009.028
Objavljen: Kem. Ind. 59 (5) (2010) 227–248
Referentni broj rada: KUI-28/2009
Tip rada: Pregledni rad
Preuzmi rad:  PDF

Mikroreaktori

A. Šalić, A. Jurinjak Tušek, Ž. Kurtanjek i B. Zelić

Sažetak

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.

Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna

Ključne riječi

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