اسئله

تتسلل صناعة الكيمياء الحيوية إلى الصناعة الكيميائية التقليدية وتظهر اتجاهًا متسارعًا. في الوقت الحاضر ، حلت الصناعة الكيميائية الحيوية جزئيًا محل الصناعة الكيميائية التقليدية ، مثل الإيثانول الحيوي ، والأحماض الأمينية ، وحمض اللاكتيك ، وحمض السكسينيك ، والنايلون البيولوجي ، ومواد البوليمر الحيوي ، إلخ. مع زيادة تطوير البيولوجيا التركيبية ، فإن نسبة الصناعة الكيميائية الحيوية التي تحل محل الصناعة الكيميائية التقليدية ستزيد تدريجيا ، وأعتقد أن الوتيرة ستكون أسرع. على الرغم من أن الصناعة الكيميائية الحيوية لديها شروط التوليف خفيفة ويمكن الحصول على مواد متجانسة مراوان ، وخاصة في مجال تصنيع الأدوية ، والتي لا تعتمد على الطاقة الأحفورية (الموارد) وغيرها من المزايا. ومع ذلك ، فإن المنتجات الخام المركبة بواسطة التوليف الكيميائي الحيوي غالباً ما يكون لها عيوب مثل التركيز المنخفض والمكونات المعقدة والفصل والتنقية الصعبة. هذا يضع متطلبات محدثة وأعلى لتقنيات الفصل الكيميائية التقليدية. تتطلب الكيمياء الحيوية تقنيات فصل جديدة مع القدرة على فصل مكونات متعددة بدقة من المنتجات الخام ، مما يؤدي إلى أنواع مختلفة من المواد الكيميائية الحيوية ؛ بسبب وجود المواد الحساسة للحرارة في التفاعلات الكيميائية الحيوية ، تقنيات الفصل مطلوبة لتكون قادرة على الفصل في درجات حرارة منخفضة نسبيًا للحد من حدوث ردود الفعل الجانبية. في الوقت الحالي ، تتطور الهندسة الكيميائية الحيوية بسرعة ، وأعتقد أنها أيضًا الاتجاه المستقبلي للهندسة الكيميائية الخضراء (التوليف الأخضر) ، وهي مكمل قوي للصناعة الكيميائية التقليدية.

سواء كانت مواد ذات أساس حيوي أو مواد كيميائية أو مواد كيميائية وظيفية ، من حيث عملية التخليق الحيوي (الكيمياء الحيوية) ، فهي ليست مجرد عملية للتخليق الحيوي ، ولكن أيضا عملية بيولوجية طبيعية تقليدية تجمع بين الكيمياء الحيوية (الدورة البيولوجية الطبيعية) تم إدخال مفهوم "الفصل" في عمليات الإنتاج الصناعي على نطاق واسع ، وهي مسألة نظامية تحتاج إلى النظر فيها من منظور النظام ككل ، بما في ذلك عنق الزجاجة الفني الأساسي. من منظور فصل الدورة الدموية الطبيعية ، نظرًا لخصائص نظام التخليق الحيوي الخاص به ، فإن فصله ، في رأيي ، هو أكبر عنق عنق زجاجة في الكيمياء الحيوية.

خلاط عالي الكفاءة من نوع DSV: يستخدم عادة لعمليات الغاز والغاز والسائل وامتصاص المواد السائلة والخلط والتفاعل مع لزوجة مادة منخفضة (اللزوجة ≤). إنها مناسبة بشكل خاص للنقل الجماعي بين الوسائط النظيفة.

خلاط عالي الكفاءة من نوع DSX: يستخدم بشكل عام في الغاز والغاز والسائل وخلط المواد السائلة وعمليات التفاعل ، والمعروف عن قابليته للتطبيق الواسع وخصائص الخلط الموحدة.

خلاط عالي الكفاءة من نوع DSXL: يُطبق لنقل الحرارة وخلطها وتبادل الحرارة القسري للمواد ذات اللزوجة العالية (اللزوجة %) ومواد البوليمر. غالبًا ما يستخدم في تكوينات الأنابيب المتعددة ، خاصة في مجال إزالة البوليمر.

خلاط عالي الكفاءة من نوع DSK: يستخدم عادة في عمليات الخلط والتفاعل ونقل الحرارة التي تنطوي على مواد ذات لزوجة عالية (لزوجة +) في تطبيقات السائل السائل والسائل الصلب. إنها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات ذات التدفق المنخفض مع الشوائب في الوسائط اللزجة.

الخلاط الثابت هو جهاز خلط فعال لا يحتوي على أجزاء متحركة. يستخدم على نطاق واسع لخلط خط الأنابيب المستمر والفعال ، وتتطلب متطلبات الخلط المختلفة وخصائص المواد اختيار أنواع وكميات مختلفة من مكونات وحدة الخلط لتفريق المواد المختلفة بشكل فردي ، مزجها مع بعضها البعض ، وتحقيق الغرض من انتشار جيد وخلط شامل بين المواد.

تعمل مواد التغليف على تحسين الفصل الكيميائي ، المعروف أيضًا باسم نقل الكتلة ، من خلال توفير مساحة سطح مبللة كبيرة. أثناء عملية نقل الكتلة ، يتم الفصل عادة من خلال قوى متناقضة للحرارة والضغط ضد الجاذبية. الحرارة والضغط محرك بخار الماء صعودا في حين الجاذبية يسبب المواد السائلة للتحرك إلى أسفل. مواد التعبئة تضخّم هذه القوى ، مما يسهل عملية الفصل الكيميائي بشكل أسرع وأكثر كفاءة.

تستخدم التعبئة العشوائية مواد تعبئة صغيرة موزعة عشوائيا للمساعدة في عملية الفصل ، في حين تستخدم التعبئة المنظمة هياكل تعبئة ثابتة أكبر. هذه المواد الأكثر تنظيمًا توجه المواد السائلة من خلال ممرات هيكلية معقدة ، وتشكل أشكالًا محددة ومستقرة.

تستخدم التعبئة العشوائية في أعمدة الفصل ، مثل أعمدة التقطير ، لزيادة مساحة السطح للاتصال بالبخار/السائل ، وبالتالي تعزيز كفاءة الفصل الكيميائي. في عمود التقطير ، تم تصميم قطع صغيرة من التعبئة العشوائية لإنشاء مساحة سطح كبيرة حيث يمكن أن تتفاعل المواد مع بعضها البعض مع تقليل التعقيد داخل العمود. الغرض من التعبئة العشوائية هو زيادة نسبة مساحة السطح إلى الحجم وتقليل انخفاض الضغط.

تتطلب معظم عمليات الفصل استخدام التعبئة العشوائية. الميزة الأساسية للتعبئة العشوائية هي تكلفتها الأقل بكثير مقارنة بالتغليف المنظم. تشمل المزايا الأخرى للتعبئة العشوائية القدرة على تحسين مساحة السطح ونقل الكتلة والكفاءة بتكلفة أقل نسبيًا مقارنة بالتقنيات التقليدية مثل تقنية الدرج. بالإضافة إلى التطبيقات التي تمت مناقشتها أعلاه ، يتم استخدام التعبئة العشوائية أيضًا في تطبيقات مثل التجريد والتقطير وامتصاص ثاني أكسيد الكربون واستخلاص السائل السائل.

في بعض الأحيان قد لا يكون الهيكل الذي توفره التعبئة العشوائية كافياً ، وفي مثل هذه الحالات ، يتم استخدام التعبئة المنظمة. التعبئة المنظمة هي نوع منظم من التعبئة يستخدم لتوجيه السائل إلى أشكال محددة. يتكون من أقراص مصنوعة من مواد مثل المعدن أو البلاستيك أو السيراميك ، مرتبة داخليًا في أنواع مختلفة من الأنماط الشبيهة بقرص العسل التي تظل متسقة داخل العمود. تم تصميم أعمدة التعبئة المنظمة بشكل معقد لتوفير سطح تلامس كبير للسوائل مع تقليل المقاومة التي يمكن أن تعيق تدفق السائل.

في أعمدة معبأة ، خلق فرص للاتصال بين السوائل والغازات أمر بالغ الأهمية. أحد المقاربة الفعالة هو استخدام التعبئة التي تسمح للسوائل بالانتشار إلى أغشية رقيقة. هذا التكوين يزيد من الاتصال ويعزز الأداء. تتميز أنواع معينة من مواد التعبئة المنظمة أيضًا بتصميمات تكسينية إضافية لتسهيل انتشار السائل. يعد الانتشار السائل مهمًا بشكل خاص في التطبيقات ذات الضغط المنخفض ، حيث قد لا يضمن الاعتماد فقط على الضغط الداخلي توزيع السائل المناسب.

ميزة التعبئة العشوائية تكمن في فعالية التكلفة العالية. إذا كانت السعة العالية والكفاءة المنخفضة ، مع كون التكلفة عاملاً مقيدًا ، فإن التعبئة العشوائية توفر أداءً عالي الجودة عند نقطة سعر أقل.

يتم استخدام التعبئة المنظمة في التطبيقات التي تتطلب قدرة وكفاءة عالية. عندما تكون السعة العالية مطلبًا حاسمًا ، فإن الهيكل الداخلي المعقد للتعبئة المنظمة يسمح بمساحة سطح أكبر بكثير ، مما يحقق قدرة عالية للغاية. يقلل شكل قرص العسل السلس للتعبئة المنظمة من عوائق تدفق السائل ، وبالتالي تعزيز الكفاءة. يمكن أيضًا استخدام التعبئة المنظمة في السيناريوهات التي تتطلب انخفاض الضغط المنخفض ، لأنها توفر عمومًا انخفاض الضغط المنخفض مقارنة بالتغليف العشوائي.

مفاعل دودجين الصغير مناسب للتفاعلات السريعة شديدة الحرارة مع كتلة سائلة صغيرة ، ونقل سريع للحرارة ، وتجنب ظاهرة "درجة الحرارة الجامحة" ، وضمان سلامة عالية. إنه يتيح زيادة متوازية في التفاعلات الأنبوبية دون تأثيرات تضخيم ، ويدعم التفاعلات المستمرة مع الحد الأدنى من الآثار الجانبية ، ويعزز الانتقائية ، ويحقق معدلات تحويل عالية. بالإضافة إلى ذلك ، لدينا معدات من الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق صغير وعلى نطاق تجريبي متاحة لتجربة العملاء.

مفاعل بلمرة دودجين قادر على التعامل مع مجموعة واسعة من توزيعات اللزوجة في تفاعلات البلمرة. يمكنه التحكم بدقة في درجة الحرارة داخل المفاعل ، وتقليل ردود الفعل الجانبية ، والقضاء على المنطقة الميتة ، وضمان التوزيع الموحد. يمكن أن تنتج منتجات بوليمر من درجات مختلفة في مناطق تفاعل منفصلة ، مما يتيح التحكم الدقيق والمستقل في درجة حرارة العملية. يمكن أن تعمل بشكل مستمر ، مما يضمن جودة المنتج المستقرة ، وانخفاض الضغط المنخفض ، والحد الأدنى من تكاليف الصيانة ، وكل ذلك دون الحاجة إلى معدات التحريض.

برج الاستخراج ، المعروف أيضا باسم عمود استخراج السائل ، هو قطعة حيوية من المعدات الصناعية المستخدمة في عملية استخراج السائل السائل. هذه العملية هي طريقة لفصل المركبات بناءً على ذوبانها النسبي في سائلين مختلفين غير قابل للامتزاج ، عادة ما يكون الماء والمذيب العضوي.

برج الاستخراج هو جهاز أسطواني ذو توجه عمودي مصمم لتسهيل خلط وفصل هاتين المرحلتين بكفاءة. يتم إدخال الخليط الذي سيتم فصله جنبا إلى جنب مع المذيب في نقاط مختلفة في البرج. يسمح تصميم البرج بمساحة كبيرة بين السوائل غير القابلة للامتزاج ، مما يعزز نقل المذابة من خليط التغذية إلى المذيب.

تم تصميم برج الاستخراج لزيادة الاتصال بين المراحل ، غالبًا من خلال استخدام الصواني أو مواد التعبئة لزيادة الاضطراب وبالتالي تعزيز النقل الجماعي. ثم يتم تجميع المكونات المفصولة عند نقاط خروج مختلفة. يعتمد اختيار تصميم برج الاستخراج ومعاملات التشغيل على خصائص المواد التي سيتم فصلها ، وخصائص المذيب المستخدم ، والإنتاجية المطلوبة.

إزالة الخلايا هي عملية إزالة المكونات منخفضة الوزن الجزيئي من مادة ما. وغالبا ما يشار إلى هذه المكونات باسم المواد المتطايرة ويمكن أن تشمل:

المونومرات المتبقية: كتل البناء المتبقية المستخدمة لإنشاء البوليمر أثناء التصنيع.

المذيبات: تستخدم لحل أو تشتيت المواد أثناء المعالجة.

المنتجات الثانوية للتفاعل: المواد الكيميائية غير المرغوب فيها التي تتكون أثناء التفاعل.

الماء: يمكن امتصاصه بواسطة المواد ويحتاج إلى إزالته لبعض التطبيقات.

إزالة الألوان أمر بالغ الأهمية في مختلف الصناعات ، وخاصة تلك التي تتعامل مع البوليمرات والمواد اللاصقة والطلاء.