Introducción
El reactor discontinuo es el término genérico para un tipo de recipiente ampliamente utilizado en las industrias químicas. Su nombre es algo equívoco, ya que los recipientes de este tipo se utilizan para una gran variedad de operaciones de proceso, como la disolución de sólidos, la mezcla de productos, las reacciones químicas, la destilación por lotes, la cristalización, la extracción líquido/líquido y la polimerización. En este tema, consideraremos únicamente el reactor discontinuo, ya que este tipo de reactor se utiliza para la producción de sustancias psicoactivas.
Un reactor discontinuo típico consiste en un tanque de almacenamiento con un agitador y un sistema integral de calentamiento/enfriamiento. Estos recipientes pueden variar en tamaño desde menos de 1 litro hasta más de 15.000 litros. Suelen fabricarse en acero, acero inoxidable, acero revestido de vidrio, vidrio o aleaciones exóticas. Los líquidos y sólidos suelen cargarse a través de conexiones en la tapa superior del reactor. Los vapores y gases también se descargan a través de conexiones en la parte superior o a través de un condensador. Los líquidos suelen descargarse por la parte inferior. Las ventajas del reactor discontinuo residen en su versatilidad. Un solo recipiente puede llevar a cabo una secuencia de operaciones diferentes sin necesidad de romper la contención. Esto resulta especialmente útil cuando se procesan compuestos tóxicos o muy potentes.
Los reactores discontinuos se utilizan para la mayoría de las reacciones que se llevan a cabo en un laboratorio. Los reactivos se colocan en un tubo de ensayo, un matraz o un vaso de precipitados. Se mezclan, se calientan para que se produzca la reacción y se enfrían. Los productos se vierten y, si es necesario, se purifican. Este procedimiento también se lleva a cabo en la industria, con la diferencia fundamental del tamaño del reactor y las cantidades de reactivos.
Un reactor discontinuo típico consiste en un tanque de almacenamiento con un agitador y un sistema integral de calentamiento/enfriamiento. Estos recipientes pueden variar en tamaño desde menos de 1 litro hasta más de 15.000 litros. Suelen fabricarse en acero, acero inoxidable, acero revestido de vidrio, vidrio o aleaciones exóticas. Los líquidos y sólidos suelen cargarse a través de conexiones en la tapa superior del reactor. Los vapores y gases también se descargan a través de conexiones en la parte superior o a través de un condensador. Los líquidos suelen descargarse por la parte inferior. Las ventajas del reactor discontinuo residen en su versatilidad. Un solo recipiente puede llevar a cabo una secuencia de operaciones diferentes sin necesidad de romper la contención. Esto resulta especialmente útil cuando se procesan compuestos tóxicos o muy potentes.
Los reactores discontinuos se utilizan para la mayoría de las reacciones que se llevan a cabo en un laboratorio. Los reactivos se colocan en un tubo de ensayo, un matraz o un vaso de precipitados. Se mezclan, se calientan para que se produzca la reacción y se enfrían. Los productos se vierten y, si es necesario, se purifican. Este procedimiento también se lleva a cabo en la industria, con la diferencia fundamental del tamaño del reactor y las cantidades de reactivos.
Esquemas de un reactor discontinuo
Aplicación en la fabricación de medicamentos
Toda producción de sustancias estupefacientes y potentes requiere una síntesis. Para volúmenes pequeños, basta con utilizar recipientes de reacción pequeños (en forma de pera o pequeños matraces de dos o tres cuellos). Al aumentar la producción, el químico se enfrenta a una serie de problemas, como el aumento del volumen de la masa de reacción, la mejora de la transferencia de calor y la mezcla, la carga/descarga cómoda de reactivos, el control de la mezcla, etc. Todos estos problemas se resuelven mediante la selección y adquisición de un reactor discontinuo adecuado. En este tema, he intentado explicar de la forma más sencilla posible qué equipo es, cómo utilizarlo, mantenerlo y elegir su compra.
Componentes de un reactor discontinuo típico
Los reactores discontinuos constan de distintas partes que desempeñan diferentes funciones:Tanque
El tanque es la parte principal del reactor químico, donde tienen lugar todas las reacciones químicas. Es el lugar donde todos los reactivos se encuentran y se mezclan con otros tipos de reactivos para producir el producto final.
Agitador
Es la parte del reactor de tanque agitado continuo que se encarga de almacenar y mezclar homogéneamente todos los reactivos.
Es la parte del reactor de tanque agitado continuo que se encarga de almacenar y mezclar homogéneamente todos los reactivos.
Intercambiador de calor
Dependerá del intercambiador de calor para proporcionar el calor o el frío necesarios para que se produzcan las reacciones químicas. Uno de los problemas más intratables del escalado es el del control de la temperatura. Un buen control de la temperatura en un reactor discontinuo debe tener en cuenta dos factores. En primer lugar, el controlador de temperatura debe ser capaz de mantener la temperatura del producto a granel en el valor deseado y responder a los cambios en la carga de calentamiento o enfriamiento de manera oportuna. En segundo lugar, la temperatura de la pared del reactor debe mantenerse a niveles que no afecten negativamente al producto. En la figura siguiente se muestra un sistema típico de calefacción y refrigeración para un reactor discontinuo convencional. El cuerpo del reactor está rodeado por una camisa exterior a través de la cual circula el fluido caloportador. En los recipientes más grandes, se utilizan múltiples puntos de inyección para mejorar la distribución del fluido caloportador dentro de la camisa.
Dependerá del intercambiador de calor para proporcionar el calor o el frío necesarios para que se produzcan las reacciones químicas. Uno de los problemas más intratables del escalado es el del control de la temperatura. Un buen control de la temperatura en un reactor discontinuo debe tener en cuenta dos factores. En primer lugar, el controlador de temperatura debe ser capaz de mantener la temperatura del producto a granel en el valor deseado y responder a los cambios en la carga de calentamiento o enfriamiento de manera oportuna. En segundo lugar, la temperatura de la pared del reactor debe mantenerse a niveles que no afecten negativamente al producto. En la figura siguiente se muestra un sistema típico de calefacción y refrigeración para un reactor discontinuo convencional. El cuerpo del reactor está rodeado por una camisa exterior a través de la cual circula el fluido caloportador. En los recipientes más grandes, se utilizan múltiples puntos de inyección para mejorar la distribución del fluido caloportador dentro de la camisa.
Tuberías de entrada y salida
Utilizará las tuberías de entrada para añadir más reactivos al tanque, mientras que las tuberías de salida liberan el producto final.
Utilizará las tuberías de entrada para añadir más reactivos al tanque, mientras que las tuberías de salida liberan el producto final.
Sistema de control
Utilizarás el sistema de control para configurar, controlar y supervisar la velocidad de rotación, la temperatura y el tiempo de las reacciones dentro de los reactores químicos.
Equipo adicional
El equipo adicional consta de un condensador de reflujo, un embudo adicional, adaptadores, tuberías de gas, un matraz colector, etc.
Utilizarás el sistema de control para configurar, controlar y supervisar la velocidad de rotación, la temperatura y el tiempo de las reacciones dentro de los reactores químicos.
Equipo adicional
El equipo adicional consta de un condensador de reflujo, un embudo adicional, adaptadores, tuberías de gas, un matraz colector, etc.
Cómo funcionan los reactores discontinuos
Primer paso: fase de preparación
Comenzará todo el proceso preparando la máquina y configurándola de acuerdo con las especificaciones del producto. Además, también preparará todos los reactivos que desee mezclar con el reactor discontinuo. Tan pronto como complete el proceso de preparación, introducirá todos los reactivos en el reactor a través de la entrada y el embudo adicional (opcional).
Segundo paso: Etapa de mezcla
Aquí, el agitador entrará en acción una vez que los reactivos entren en el tanque del reactor discontinuo. Aparte de eso, el intercambiador de calor proporcionará el calor o frío necesario que requiere el proceso de reacción, completando la reacción. El proceso continuará con todos los factores constantes mientras los reactivos se mezclan y forman mezclas homogéneas. Llevará un tiempo considerable, que suele variar en función del tipo de reactantes.
Tercer paso:Liberación de la mezcla del producto
Por último, dejará que la máquina libere la mezcla del producto en cuanto finalice el proceso de mezclado. Observará que la máquina mantiene las propiedades que tenía tanto en el proceso de entrada como en el de salida.
Segundo paso: Etapa de mezcla
Aquí, el agitador entrará en acción una vez que los reactivos entren en el tanque del reactor discontinuo. Aparte de eso, el intercambiador de calor proporcionará el calor o frío necesario que requiere el proceso de reacción, completando la reacción. El proceso continuará con todos los factores constantes mientras los reactivos se mezclan y forman mezclas homogéneas. Llevará un tiempo considerable, que suele variar en función del tipo de reactantes.
Tercer paso:Liberación de la mezcla del producto
Por último, dejará que la máquina libere la mezcla del producto en cuanto finalice el proceso de mezclado. Observará que la máquina mantiene las propiedades que tenía tanto en el proceso de entrada como en el de salida.
Video Manual
¿Cuáles son las ventajas de utilizar el reactor discontinuo?
Son bastantes las ventajas de las que disfrutará al utilizarlo. Estasson algunas de las ventajas de utilizar un reactor Batch.
- Facilidad de uso
Le resultará fácil controlar y manejar el reactor químico. Tiene un diseño sencillo y un sistema de control que se adapta a las necesidades del usuario.
- Versátil
También puedes mezclar una amplia gama de productos químicos para fabricar diferentes sustancias psicoactivas.
- Altos niveles de durabilidad
También podrá utilizar los reactores químicos durante mucho tiempo, ya que son muy duraderos. Lamayoría de ellos tienen materiales con una resistencia a la tracción muy alta que pueden soportar la presión de las reacciones químicas.
- Control adecuado de las variables
Gracias a los reactores químicos también tendrá un control perfecto de todas las variables de la reacción. De estemodo, podrá controlar mejor la presión y la temperatura de los reactores químicos.
Cómo mantener un reactor discontinuo
Debe realizar el mantenimiento de sus reactores químicos con regularidad para asegurarse de que se encuentran en las condiciones de funcionamiento adecuadas. Esto ayudará a aumentar la longevidad o vida útil, así como el rendimiento de los reactores químicos. Puede realizar el mantenimiento de los reactores químicos mediante una limpieza adecuada del sistema para eliminar los residuos del dispositivo. Además, deberá lubricar todas las piezas móviles de los reactores químicos para evitar daños. También debe realizar inspecciones periódicas de la máquina para identificar las piezas que requieren sustitución. En ese caso, tendrá que desmontar y sustituir las piezas de los reactores químicos si surge la necesidad. Es importante tener un programa adecuado para el mantenimiento correcto de los reactores químicos. Puede utilizar un software de predicción que controlará el rendimiento de los reactores químicos y le informará de cualquier problema.
¿Qué especificaciones debe tener en cuenta antes de comprar un reactor discontinuo?A la hora de elegir un reactor químico, debe tener en cuenta determinadas variables de funcionamiento. Estas son las principales variables operativas a las que deberá prestar mucha atención. Su elección se basará en el tipo de reactor químico capaz de satisfacer los requisitos de la aplicación.
Modelo de reactor químico
Debe considerar el uso de los modelos de reactores químicos más fiables de la industria. En este caso, debe consultar a otros fabricantes de fármacos, que le recomendarán modelos específicos que funcionen bien.
Tiempo deresidencia
Debe conocer el tiempo que determinados reactivos tardarán en permanecer en los reactores químicos. Esto le ayudará a comprar el reactor químico perfecto que pueda soportar el tiempo de reacción entre diferentes reactantes. Normalmente, en la fabricación de fármacos se utilizan reactores de vidrio.
Volumen o capacidad
La mayoría de los reactores químicos son de gran tamaño y tienen capacidad para diferentes volúmenes de reactivos. Tendrás en cuenta la cantidad de reactivos que vas a mezclar en la reacción antes de hacer una elección.
Requisitos de presión y temperatura
Aquí tendrá en cuenta los requisitos de temperatura máxima y mínima de su síntesis.
¿Qué factores afectan al coste de los reactores químicos?
En cuanto tenga la idea de comprar un reactor químico, deberá contar con un presupuesto adecuado. A la hora de presupuestar los reactores químicos, debe fijarse en factores específicos como.
- Calidad de los reactores químicos. Cuanto mayor sea la calidad de los reactores químicos, más pagará por ellos.
- Capacidad de los reactores químicos. En este caso, pagará un precio más alto por los reactores químicos que puedan manejar mayores capacidades o volúmenes.
Por logeneral, los reactores químicos cuestan entre 500 y 250 000 dólares estadounidenses.
Proveedores
Existen numerosas empresas que fabrican y venden reactores discontinuos. Su elección depende de su presupuesto, el tiempo de envío a su ubicación y las normas de importación. Aquí están representados algunos proveedores con diferentes rangos de precios para Reactor discontinuo de vidrio de 100 L. Los precios son válidos para 02.2022.
precios
Lab1st Scientific - https://www.lab1st.com
Shanghai Yuanhuai Industrial Co., Ltd - https://www.pharmasources.com
Lab Society - https://labsociety.com
Across International - https://www.acrossinternational.com
Nantong Purui Technical Instrument Co., Ltd - http://purui.sn-led.com/
Shanghai Yuanhuai Industrial Co., Ltd - https://www.pharmasources.com
Lab Society - https://labsociety.com
Across International - https://www.acrossinternational.com
Nantong Purui Technical Instrument Co., Ltd - http://purui.sn-led.com/
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