По завершении создания продукта или технологического процесса начинается ряд испытаний. Сначала проводятся лабораторные тесты, называемые также пилотными испытаниями, после чего запускается массовое производство.
- Реакторные лабораторные системы представляют собой установки для изучения реакционных процессов в контролируемых условиях.
- Пилотные установки позволяют проводить эксперименты, которые моделируют поведение промышленных реакторов.
- Используются для оптимизации процессов и повышения эффективности производства химических веществ.
- Обеспечивают диагностику и мониторинг, что позволяет точно контролировать условия реакции.
- Применяются в различных отраслях, включая химию, фармацевтику и биотехнологию.
Чаще всего к моменту пилотного тестирования технология уже была проверена в научной лаборатории или была разработана на стадии проектирования, будь то в документах или в специальном программном обеспечении. Это подразумевает, что многие реальные параметры остаются неясными. Главная функция лабораторий, предназначенных для пилотных испытаний, и реакторных установок в них — это проверка образцов, а также разработка и оптимизация процессов для опытно-промышленного или серийного производства.
Описание
Технолог, получивший методические указания от разработчиков, должен располагать гибким устройством, которое можно настроить под разные параметры. Чаще всего такая установка представляет собой полнофункциональную реакторную систему с возможностью подключения различных аппаратов, таких как испарители, рН-метры, элементы для перемешивания, диспергаторы, термометры и прочие элементы.
Пилотные реакторы оборудованы контрольно-измерительными устройствами и имеют многочисленные точки для отбора проб, где производится измерение:• направления потоков;• чистоты получаемого продукта;• объема технологических отходов.
Реакторные лабораторные системы, или пилотные установки, представляют собой важный инструмент для проведения экспериментов в области химической технологии и инженерии. Эти системы позволяют исследовать и оптимизировать процессы, которые позднее могут быть масштабированы для промышленного производства. Пилотные установки дают возможность тестировать различные параметры процесса, такие как температура, давление и концентрации реагентов, что критически важно для понимания кинетики и динамики химических реакций.
Одним из ключевых преимуществ реакторных лабораторных систем является возможность снижения рисков, связанных с масштабированием. Исследуя процессы на пилотных установках, мы можем выявить потенциальные проблемы и оптимизировать технологические параметры до того, как начнется реализация полного промышленного цикла. Этот подход позволяет существенно экономить средства и время, а также минимизировать негативное воздействие на окружающую среду, что в современном мире становится всё более актуальным.
Кроме того, пилотные установки открывают новые горизонты для научных исследований и разработки инновационных технологий. В условиях лаборатории можно проводить эксперименты с различными комбинациями веществ и условий, что может привести к неожиданным и прорывным результатам. Современные реакторные системы также часто оснащены высокотехнологичными датчиками и системами автоматизации, что повышает точность и воспроизводимость экспериментов и делает исследования более эффективными.
Реакторная система, как правило, обладает следующими характеристиками:• объем реакционного сосуда составляет от 1 до 200 литров, что зависит от поставленных задач и масштабов лаборатории;• материал, из которого изготовлен реакционный сосуд, — боросиликатное стекло;• реакционная емкость имеет цилиндрическую форму;• рабочие температуры варьируются от -60 до +180 ⁰С;• наличие мешалки или возможность её подключения.
 | ||
| Взрывозащищенный лабораторный реактор Ex-NB, 10 литров | Лабораторный реактор Kori SF, 150 литров | Лабораторный реактор Kori SF, 100 литров |
Для процессов, которые ещё не были отработаны, важнейшим фактором становится химическая стойкость материалов, соприкасающихся с исследуемым образцом. Боросиликатное стекло представляет собой наилучший выбор, так как оно устойчиво ко многим реагентам, в том числе и к агрессивным. Его прозрачность позволяет химикам контролировать процесс и вносить корректировки или при необходимости останавливать его.
Помимо прозрачности, боросиликатное стекло отличается высокой прочностью. Однако давление в подобных устройствах обычно ограничено, колеблясь от полного вакуума до максимум 0,5 бар (при превышении этого значения стекло может дать трещину). Во избежание взрывов электрические компоненты реакторов, такие как панели управления, моторы перемешивания и другое электрооборудование, защищены специальными оболочками.
Для чего применяются
Основная цель разработки технологии производства заключается в поиске путей для её оптимизации, упрощения и удешевления. В промышленном производстве часто используется сырьё с более низкой чистотой по сравнению с тем, что применялось в лабораторных условиях. Поэтому одной из задач испытаний становится адаптация требований к качеству входящих материалов, что может существенно сказаться на процессе производства.
Система реакторных установок способна произвести достаточное количество продукции для тестирования и оценки на стадии опытной эксплуатации у клиентов. Таким образом, во время пилотных тестирований можно одновременно предлагать потребителям новый продукт.
Наши предложения
Не нужно искать новые решения в других местах — доступно множество дополнительного оборудования. Для работы с особо опасными процессами имеются взрывозащищенные реакторы, которые легко интегрируются в существующие реакторные системы.
Вопросы по теме
Каковы преимущества использования реакторных лабораторных систем для малых предприятий?
Использование реакторных лабораторных систем (пилотных установок) предоставляет малым предприятиям возможность экспериментировать с новыми процессами и технологиями без необходимости инвестировать в крупные промышленные установки. Это позволяет им быстро тестировать и адаптировать производственные процессы, оптимизировать рецептуры, а также существенно сократить время выхода продукта на рынок. К тому же, такая система дает возможность варьировать условия реакции, что способствует более глубокому пониманию процессов и улучшению качества конечной продукции.
Каковы основные вызовы, с которыми сталкиваются исследователи при работе с пилотными реакторами?
Основными вызовами, с которыми сталкиваются исследователи, являются необходимость точной калибровки оборудования, сложности в масштабировании процессов с лабораторного до промышленного уровня, а также управление безопасностью при работе с реакционными веществами. Кроме того, между лабораторными и промышленными условиями могут быть значительные различия, которые требуют внимания и дополнительной работы для успешного масштабирования процессов. Наконец, адекватная документация и соблюдение нормативных требований также представляют собой важные аспекты, которые требуют тщательной проработки.
Как технологии цифровизации влияют на работу пилотных установок в реакторных лабораториях?
Цифровизация существенно трансформирует работу пилотных установок, облегчая процессы сбора и анализа данных. Современные системы управления, основанные на IIoT (промышленный Интернет вещей), позволяют в реальном времени отслеживать параметры реакции, регистрировать все этапы процесса и использовать машинное обучение для оптимизации режимов работы. Это способствует повышению эффективности, минимизации ошибок и сокращению времени на разработку новых технологий. Цифровизация также открывает возможности для удаленного мониторинга и управления установками, что особенно ценно в условиях ограниченных ресурсов или для компаний с распределенной структурой.
