מהו כור התגבשות

כור התגבשותהוא סוג של ציוד לתגובת התגבשות, בעל תפוקה וטוהר גבוהים. תגובה זו היא שיטה להפרדת חומרים כימיים בתמיסה באמצעות תהליך התגבשות, המשמש לעתים קרובות להכנת גבישים או מוצרים מוצקים בעלי טוהר גבוה.

תהליך הפעולה של ציוד כור התגבשות הוא בדרך כלל להמיס תחילה את המגיבים בממס, ולאחר מכן לגבש את חומר המטרה בתמיסה ליצירת מוצר מוצק באמצעות בקרת טמפרטורה נכונה והשראת התגבשות. לבסוף, המוצר המוצק מופרד מהממס על ידי מכשיר הפרדה לקבלת מוצר גבישי טהור.

 

המבנה והעיקרון

• מיכל תגובה: הוא עשוי בדרך כלל מזכוכית או נירוסטה, וניתן להתאים את נפחו בהתאם לצרכים בפועל. כלי התגובה מחוזק לפעמים כדי להבטיח את הבטיחות והיציבות במהלך התגובה.
• מכשיר ערבוב: מכשיר הערבול יכול להיות מכני או מגנטי, המשמש לערבב ולערבב מגיבים ולקדם את אחידות התגובה והתמיסה. בתגובת ההתגבשות, ערבוב יכול גם למלא תפקיד בהשראת צמיחת גבישים.
• מכשיר חימום או קירור: מכשיר החימום או הקירור הוא חלק חשוב מאוד במכונה, המווסת את קצב ההתגבשות ושולט על תהליך ההתגבשות על ידי שליטה בטמפרטורת התגובה. מכשיר החימום הוא בדרך כלל דוד חשמלי צינורי או נורה. מכשיר הקירור הוא בדרך כלל מצנן ספירלי, וניתן לקרר אותו גם על ידי קירור מים או נוזל קירור.
• מכשיר להשראת התגבשות: המכשיר משמש ליצירת גרעין גביש או נקודת התגבשות. התקנים נפוצים להשראת התגבשות כוללים תסיסה, מוט זרעים, מכשיר זרעים תלוי וכו'. מכשירים אלה יוצרים גרעיני גביש יציבים בתמיסה המעורבת של התגובה באמצעים פיזיים או כימיים, ולאחר מכן מזרזים את היווצרות הגבישים.
• מכשיר סינון או הפרדה: לאחר התגובה יש צורך להפריד את תוצרי הגביש המוצקים מהפאזה הנוזלית בתמיסת התגובה המעורבת, הדורשת מכשיר סינון או הפרדה. התקני הפרדה נפוצים כוללים מסננים, צנטריפוגות, משקעים, מחלצים וכו'.
• מערכת בקרה: לבסוף, חלק חשוב נוסף בכור ההתגבשות הכימי הוא מערכת הבקרה, המשמשת בעיקר לניטור ובקרה של פרמטרי התגובה, כגון טמפרטורה, לחץ ומהירות ערבוב, כדי להבטיח התקדמות חלקה ובטיחות התגובה.

הסוגים

על פי הצורה המבנית, ניתן לחלק אותו לכור תחתון עגול, כור תחתון סגלגל וכור תחתון מרובע.

על פי מצב הפעולה, ניתן לחלק אותו לכור אצווה ולכור רציף.

על פי חומרים, ניתן לחלק אותו לקומקום תגובה מזכוכית, קומקום תגובה מנירוסטה וקומקום תגובה אמייל.

על פי הטמפרטורה, ניתן לחלק אותו לקומקום תגובה בטמפרטורה גבוהה, קומקום תגובה בטמפרטורה בינונית וקומקום תגובה בטמפרטורה נמוכה.

 

Tמצבי הפעולה הנפוצים

הפעלה ידנית: מתאים לתגובת התגבשות בקנה מידה קטן ופשוט, וניתן להפעיל אותו על ידי ערבוב ידני, בקרת טמפרטורה והאכלה.

פעולה חצי אוטומטית: היא מתאימה לתגובה בקנה מידה גדול ומורכב. זה יכול להיות מופעל על ידי ציוד אוטומטי כגון האכלה, ערבוב, בקרת טמפרטורה ופריקה, וניתן גם לסייע באופן ידני.

פעולה אוטומטית לחלוטין: מתאים לתגובת התגבשות בקנה מידה גדול ומורכב, ויכול לממש פעולה אוטומטית לחלוטין באמצעות מערכת בקרת מחשב, כולל הזנה, ערבוב, בקרת טמפרטורה ופריקה, שהיא מדויקת ויעילה יותר.

 

ההבדלים בין כור התגבשות לכור מעוטר

עקרון התגובה: יחידת תגובת ההתגבשות משמשת בעיקר לתגובת התגבשות בשלב מוצק, כלומר, החומרים בתמיסה מתגבשים בהדרגה על ידי בקרת הטמפרטורה וערבול. כורים עם מעיל נמצאים בשימוש נרחב יותר בתגובות כימיות שונות, כולל תגובות שלב נוזלי ותגובות שלב גז.

מבנה עיצוב: למכונת תגובת התגבשות יש בדרך כלל עיצוב מבני מיוחד, כגון מכשיר אינדוקציה להתגבשות ומכשיר בקרת צמיחת גבישים. מכשירים אלה יכולים לקדם את תהליך היווצרות וגדילה של גבישים. כור מעוצב מקדיש יותר תשומת לב לבקרת תגובה והולכת חום, וניתן להשתמש במבנה המעיל שלו לחימום או לקרר מגיבים.

תנאי תגובה: כור ההתגבשות מקדיש יותר תשומת לב לבקרת הטמפרטורה והערבוב על מנת לשלוט בצמיחת צורת הגביש וגודלו. בנוסף לטמפרטורה ולערבוב, ניתן גם לחמם או לקרר את הכור המעוטר דרך המעיל כדי לשלוט בקצב התגובה ובאיכות המוצר.

יישום: בגלל המבנה המיוחד ועקרון היישום של כור התגבשות, הוא נפוץ יותר בתגובת התגבשות בשלב מוצק ובתרבות גבישים, במיוחד בתעשיות תרופות וכימיות. כורים עם מעיל נמצאים בשימוש נרחב בסינתזה אורגנית, הכנת ריאגנטים כימיים, ביו-פרמצבטיקה ותחומים אחרים.

 

מלחים נפוצים שניתן לייצר על ידי כור התגבשות

סולפט: כגון נתרן סולפט, אשלגן סולפט, סידן סולפט וכו '.

קרבונט: כגון נתרן קרבונט, אשלגן קרבונט ונתרן ביקרבונט.

פוספט: כגון נתרן פוספט, אשלגן פוספט, נתרן מימן פוספט וכו '.

אצטט: כגון נתרן אצטט, אשלגן אצטט ואמוניום אצטט.

גופרתי: כגון נתרן גופרתי, אשלגן גופרתי, אמוניום גופרתי וכו '.

 

אזור יישום

תחום פרמצבטי: ניתן להשתמש בו בהכנה וטיהור של תרופות, כגון התגבשות וטיהור של תרופות ביולוגיות, בקרת אוריינטציה של גבישים וכן הלאה. ביישומים אלה, הכור יכול לספק שליטה מדויקת על צורת הגביש וגודלו כדי לענות על הצרכים המיוחדים של תרופות.

תחום כימי: הכורים נמצאים בשימוש נרחב גם בתחומים כימיים כגון סינתזה של כימיקלים אורגניים וחומרים פולימריים וייצור חומרים פונקציונליים. זה יכול לשלוט בתנאי התגובה, לממש בחירת צורת גביש והתאמת גודל, וכך להשיג מוצרים באיכות גבוהה.

בתחום התעשייה הכימית העדינה ומדעי החומרים, ניתן להשתמש במכונת הכור גם להכנת חומרים חדשים כגון חומרי מסגרת מתכת-אורגניים ופולימרי קואורדינציה. בקרת התגובה המדויקת שלו ובקרת מצב צמיחת הגבישים מספקים גם אמצעי יעיל להתאמה של מבנה החומר ותכונותיו.

תעשיית המזון: קומקום תגובה להתגבשות יכול לשמש לייצור תוספי מזון ופיגמנטים, כגון סוכרים, חומצות אמינו וחומרים אחרים. למוצרי הקריסטל שלה יש טוהר גבוה, צבע וצורה טובים ועומדים בתקני היגיינת המזון.