芯片反應(yīng)器

反應(yīng)器是一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程的設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過(guò)程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過(guò)程。反應(yīng)器內(nèi)常設(shè)有攪拌（機(jī)械攪拌、氣流攪拌等）裝置。在高徑比較大時(shí)，可用多層攪拌槳葉。在反應(yīng)過(guò)程中物料需加熱或冷卻時(shí)，可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套，或在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可通過(guò)外循環(huán)進(jìn)行換熱。

芯片反應(yīng)器（Lab On a Chip）技術(shù)，也被稱(chēng)為微流技術(shù)，興起于20世紀(jì)末，是一門(mén)集微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和化學(xué)化工基本原理于一體，涉及化學(xué)、物理、機(jī)械、電子、化學(xué)工程與自動(dòng)控制等工程技術(shù)和學(xué)科的新興反應(yīng)工程技術(shù)。是現(xiàn)代化工技術(shù)的一個(gè)極其重要的發(fā)展方向。

芯片反應(yīng)器（Lab On a Chip）技術(shù)通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)單元對(duì)流經(jīng)的反應(yīng)流體進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)流體間以微米級(jí)納米級(jí)的時(shí)空尺寸進(jìn)行混合和換熱。同傳統(tǒng)技術(shù)相比芯片反應(yīng)器技術(shù)集合了反應(yīng)器、混合器、換熱器等單元組件為一體,但是與傳統(tǒng)儀器設(shè)備相比,芯片反應(yīng)器的流體通道尺寸非常?。ㄍǔ?/span>50～1000μm），比表面積非常大（可達(dá)10000～50000 m2 / m3），因此在這些微結(jié)構(gòu)裝置中可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物料的瞬間混合和對(duì)反應(yīng)溫度的準(zhǔn)確控制。

技術(shù)特點(diǎn)
同傳統(tǒng)技術(shù)相比，芯片反應(yīng)器具有如下突出優(yōu)點(diǎn)：
1） 更好的傳質(zhì)傳熱
芯片反應(yīng)器內(nèi)，擴(kuò)散距離短，比表面積大，濃度梯度及溫度梯度增加導(dǎo)致傳質(zhì)、傳熱推動(dòng)力的增大，從而擴(kuò)大了單位體積或單位面積的擴(kuò)散通量；傳質(zhì)傳熱效率較常規(guī)設(shè)備提高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。
2） 更高的時(shí)空收率

芯片反應(yīng)器內(nèi)過(guò)程強(qiáng)化，反應(yīng)物在微反應(yīng)器中能在幾十毫秒級(jí)范圍內(nèi)*混合,從而大大加速了傳質(zhì)控制反應(yīng)的速率?？梢杂行У叵驕p少因溫度或者反混合產(chǎn)生副產(chǎn)物，提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率及選擇性；產(chǎn)品的穩(wěn)定性與一致性也大大優(yōu)于常規(guī)過(guò)程。
3） 更加安全環(huán)保
芯片反應(yīng)過(guò)程密閉連續(xù)，瞬間持有量小，可實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)過(guò)程的準(zhǔn)確控制；后續(xù)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化控制，當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)異常時(shí)，可及時(shí)停機(jī)；對(duì)于易燃易爆的高危反應(yīng)，可將危害降到最小，對(duì)人和環(huán)境最大限度友好。
4） 更加經(jīng)濟(jì)節(jié)能
芯片反應(yīng)裝置高度集成，反應(yīng)模塊之間可根據(jù)不同需求靈活調(diào)整，占地面積小，生產(chǎn)能耗低，三廢少，有效的節(jié)省了能源及資源，大大降低了投資成本。
5） 無(wú)放大效應(yīng)，轉(zhuǎn)化周期短
基于單元反應(yīng)數(shù)量疊加的放大設(shè)計(jì)，可以從小試規(guī)模直接實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，避免了傳統(tǒng)工藝的放大效應(yīng)，大大縮短了新工藝研發(fā)時(shí)間和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
在目前世界范圍資源日趨減少，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的情況下，芯片反應(yīng)器技術(shù)為一些危險(xiǎn)、苛刻、環(huán)境影響嚴(yán)重的化工產(chǎn)品提供了一條*進(jìn)安全的綠色工程路線，為未來(lái)一些行業(yè)的發(fā)展提供了一條有潛在意義的發(fā)展方向。