Introdução
O reator de batelada é o termo genérico para um tipo de vaso amplamente usado nos setores químicos. Seu nome é um tanto equivocado, pois vasos desse tipo são usados para uma variedade de operações de processo, como dissolução de sólidos, mistura de produtos, reações químicas, destilação em batelada, cristalização, extração líquido/líquido e polimerização. Neste tópico, consideraremos apenas o reator em batelada, uma vez que esse tipo de reator é usado para a produção de substâncias psicoativas.
Um reator em batelada típico consiste em um tanque de armazenamento com um agitador e um sistema integral de aquecimento/resfriamento. Esses recipientes podem variar em tamanho, de menos de 1 litro a mais de 15.000 litros. Em geral, são fabricados em aço, aço inoxidável, aço com revestimento de vidro, vidro ou ligas exóticas. Os líquidos e sólidos são normalmente carregados por meio de conexões na tampa superior do reator. Os vapores e gases também são descarregados por meio de conexões na parte superior ou por meio de um condensador. Em geral, os líquidos são descarregados pela parte inferior. As vantagens do reator em batelada estão em sua versatilidade. Um único vaso pode realizar uma sequência de operações diferentes sem a necessidade de romper a contenção. Isso é particularmente útil ao processar compostos tóxicos ou altamente potentes.
Os reatores em batelada são usados para a maioria das reações realizadas em um laboratório. Os reagentes são colocados em um tubo de ensaio, frasco ou béquer. Eles são misturados, geralmente aquecidos para que a reação ocorra e, em seguida, resfriados. Os produtos são despejados e, se necessário, purificados. Esse procedimento também é realizado na indústria, sendo a principal diferença o tamanho do reator e as quantidades de reagentes.
Um reator em batelada típico consiste em um tanque de armazenamento com um agitador e um sistema integral de aquecimento/resfriamento. Esses recipientes podem variar em tamanho, de menos de 1 litro a mais de 15.000 litros. Em geral, são fabricados em aço, aço inoxidável, aço com revestimento de vidro, vidro ou ligas exóticas. Os líquidos e sólidos são normalmente carregados por meio de conexões na tampa superior do reator. Os vapores e gases também são descarregados por meio de conexões na parte superior ou por meio de um condensador. Em geral, os líquidos são descarregados pela parte inferior. As vantagens do reator em batelada estão em sua versatilidade. Um único vaso pode realizar uma sequência de operações diferentes sem a necessidade de romper a contenção. Isso é particularmente útil ao processar compostos tóxicos ou altamente potentes.
Os reatores em batelada são usados para a maioria das reações realizadas em um laboratório. Os reagentes são colocados em um tubo de ensaio, frasco ou béquer. Eles são misturados, geralmente aquecidos para que a reação ocorra e, em seguida, resfriados. Os produtos são despejados e, se necessário, purificados. Esse procedimento também é realizado na indústria, sendo a principal diferença o tamanho do reator e as quantidades de reagentes.
Esquemas de um reator em lote
Aplicação na fabricação de medicamentos
Qualquer produção de substâncias narcóticas e potentes requer síntese. Para volumes pequenos, é suficiente usar vasos de reação pequenos (frascos em forma de pera ou pequenos frascos de dois/três gargalos). Ao aumentar a produção, o químico enfrenta vários problemas, como aumentar o volume da massa de reação, melhorar a transferência de calor e a mistura, carregamento/descarregamento conveniente de reagentes, controle de mistura e assim por diante. Todos esses problemas são resolvidos com a seleção e a compra de um reator em batelada adequado. Neste tópico, tentei explicar da forma mais simples possível que equipamento é esse, como usá-lo, fazer sua manutenção e escolher comprá-lo.
Componentes de um reator em batelada típico
Os reatores em lote consistem em diferentes partes que desempenham diferentes funções:Tanque
O tanque é a parte principal do reator químico, onde ocorrem todas as reações químicas. É o local onde todos os reagentes se encontram e se misturam com outros tipos de reagentes para produzir o produto final.
Agitador
Essa é a parte do reator de tanque agitado contínuo, responsável por armazenar e misturar homogeneamente todos os reagentes.
Essa é a parte do reator de tanque agitado contínuo, responsável por armazenar e misturar homogeneamente todos os reagentes.
Trocador de calor
Você dependerá do trocador de calor para fornecer o calor ou o resfriamento necessário para que as reações químicas ocorram. Um dos problemas mais intratáveis do aumento de escala é o controle de temperatura. Um bom controle de temperatura em um reator em lote precisa levar em conta dois fatores. Primeiro, o controlador de temperatura precisa ser capaz de manter a temperatura do produto a granel no valor desejado e responder às mudanças na carga de aquecimento ou resfriamento em tempo hábil. Segundo, a temperatura da parede do reator precisa ser mantida em níveis que não afetem negativamente o produto. Um sistema típico de aquecimento e resfriamento para um reator em lote convencional é mostrado na figura abaixo. O corpo do reator é cercado por uma camisa externa pela qual circula o fluido de transferência de calor. Em vasos maiores, vários pontos de injeção são usados para melhorar a distribuição do fluido de transferência de calor dentro da camisa.
Você dependerá do trocador de calor para fornecer o calor ou o resfriamento necessário para que as reações químicas ocorram. Um dos problemas mais intratáveis do aumento de escala é o controle de temperatura. Um bom controle de temperatura em um reator em lote precisa levar em conta dois fatores. Primeiro, o controlador de temperatura precisa ser capaz de manter a temperatura do produto a granel no valor desejado e responder às mudanças na carga de aquecimento ou resfriamento em tempo hábil. Segundo, a temperatura da parede do reator precisa ser mantida em níveis que não afetem negativamente o produto. Um sistema típico de aquecimento e resfriamento para um reator em lote convencional é mostrado na figura abaixo. O corpo do reator é cercado por uma camisa externa pela qual circula o fluido de transferência de calor. Em vasos maiores, vários pontos de injeção são usados para melhorar a distribuição do fluido de transferência de calor dentro da camisa.
Tubos de entrada e de saída
Você usará os tubos de entrada para adicionar mais reagentes ao tanque, enquanto os tubos de saída liberam o produto final.
Você usará os tubos de entrada para adicionar mais reagentes ao tanque, enquanto os tubos de saída liberam o produto final.
Sistema de controle
Você usará o sistema de controle para configurar, controlar e monitorar a velocidade de rotação, a temperatura e o tempo das reações dentro dos reatores químicos.
Equipamento adicional
O equipamento adicional consiste em um condensador de refluxo, funil adicional, adaptadores, tubos de gás, um frasco coletor e assim por diante.
Você usará o sistema de controle para configurar, controlar e monitorar a velocidade de rotação, a temperatura e o tempo das reações dentro dos reatores químicos.
Equipamento adicional
O equipamento adicional consiste em um condensador de refluxo, funil adicional, adaptadores, tubos de gás, um frasco coletor e assim por diante.
Como funcionam os reatores em lote
Etapa Um: Fase de Preparação
Você iniciará todo o processo preparando a máquina e configurando-a de acordo com as especificações do produto. Além disso, você também preparará todos os reagentes que gostaria de misturar usando o reator em batelada. Assim que concluir o processo de preparação, você introduzirá todos os reagentes no reator por meio da entrada e do funil adicional (opcional).
Segunda etapa: Fase de mistura
Aqui, o agitador entrará em ação assim que os reagentes entrarem no tanque do reator em batelada. Além disso, o trocador de calor fornecerá o calor ou o resfriamento necessário que o processo de reação requer, completando a reação. O processo continuará com todos os fatores permanecendo constantes à medida que os reagentes se misturam e formam misturas homogêneas. Isso levará um tempo considerável, que geralmente varia de acordo com o tipo de reagentes.
Terceira etapa:Liberação da mistura do produto
Por fim, você permitirá que a máquina libere a mistura do produto assim que o processo de mistura for concluído. Você notará que a máquina mantém as propriedades que tinha durante o processo de entrada e o processo de saída.
Segunda etapa: Fase de mistura
Aqui, o agitador entrará em ação assim que os reagentes entrarem no tanque do reator em batelada. Além disso, o trocador de calor fornecerá o calor ou o resfriamento necessário que o processo de reação requer, completando a reação. O processo continuará com todos os fatores permanecendo constantes à medida que os reagentes se misturam e formam misturas homogêneas. Isso levará um tempo considerável, que geralmente varia de acordo com o tipo de reagentes.
Terceira etapa:Liberação da mistura do produto
Por fim, você permitirá que a máquina libere a mistura do produto assim que o processo de mistura for concluído. Você notará que a máquina mantém as propriedades que tinha durante o processo de entrada e o processo de saída.
Vídeo Manual
Quais são os benefícios de usar o reator em batelada?
Há uma série de benefícios que você terá ao usar esse reator. Aqui estão algumas das vantagens de usar um reator em lote.
- Fácil de usar
Você terá facilidade para controlar e operar o reator químico. Ele tem um design simples e um sistema de controle que atende às necessidades do usuário.
- Versátil
Você também pode misturar uma grande variedade de produtos químicos para produzir diferentes substâncias psicoativas.
- Altos níveis de durabilidade
Você também usará os reatores químicos por muito tempo, pois eles são altamente duráveis. A maioria deles tem materiais com uma resistência à tração muito alta que podem suportar a pressão das reações químicas.
- Controle adequado das variáveis
Graças aos reatores químicos, você também terá o controle perfeito de todas as variáveis da reação. Isso permite que você controle melhor a pressão e a temperatura dos reatores químicos.
Como fazer a manutenção de um reator de batelada
É necessário fazer a manutenção dos reatores químicos regularmente para garantir que estejam em condições adequadas de funcionamento. Isso ajudará a aumentar a longevidade ou a vida útil, bem como o desempenho dos reatores químicos. Você pode fazer a manutenção dos reatores químicos por meio da limpeza adequada do sistema para se livrar dos resíduos no dispositivo. Além disso, é preciso lubrificar todas as peças móveis dos reatores químicos para evitar danos. Você também deve realizar inspeções regulares na máquina para identificar as peças que precisam ser substituídas. Nesse caso, você terá de remover e substituir as peças dos reatores químicos se houver necessidade. É importante ter um cronograma adequado para a manutenção correta dos reatores químicos. Você pode usar um software de previsão que monitore o desempenho dos reatores químicos e o informe sobre qualquer problema.
Quais especificações você deve observar antes de comprar o reator de batelada?Há variáveis operacionais específicas que você precisa observar ao escolher os reatores químicos. Aqui estão as principais variáveis operacionais às quais você deve prestar muita atenção. Você fará sua escolha observando o tipo de reator químico capaz de lidar com os requisitos da aplicação.
Modelo do reator químico
Você deve considerar o uso dos modelos mais confiáveis de reatores químicos do setor. Nesse caso, você deve consultar outros fabricantes de medicamentos, que lhe indicarão modelos específicos que funcionam bem.
Tempo de residência
Você deve saber o período que determinados reagentes levarão enquanto estiverem nos reatores químicos. Isso ajudará a comprar o reator químico perfeito que possa suportar o tempo de reação entre diferentes reagentes. Normalmente, a fabricação de medicamentos usa reatores de vidro.
Volume ou capacidade
A maioria dos reatores químicos é muito grande e acomoda diferentes volumes de reagentes. Você deve considerar a quantidade de reagentes que misturará na reação antes de fazer uma escolha.
Requisitos de pressão e temperatura
Aqui, você considerará os requisitos de temperatura máxima e mínima da sua síntese.
Quais fatores afetam o custo dos reatores químicos?
Assim que tiver a ideia de comprar um reator químico, você deve ter um orçamento adequado. Ao fazer o orçamento para reatores químicos, você deve considerar fatores específicos, como
- Qualidade dos reatores químicos. Aqui, quanto maior a qualidade dos reatores químicos, mais você pagará por eles.
- Capacidade dos reatores químicos. Nesse caso, você pagará um preço mais alto pelos reatores químicos que podem lidar com capacidades ou volumes maiores.
Geralmente, os reatores químicos custam entre 500 e 250.000 dólares americanos para serem comprados.
Fornecedores
Há várias empresas que produzem e vendem reatores de batelada. Sua escolha depende de seu orçamento, do tempo de envio para sua localidade e das regras de importação. Aqui estão representados alguns fornecedores com diferentes faixas de preços para o Reator em lote de vidro de 100 L. Os preços são válidos para 02.2022.
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/
Last edited by a moderator:
