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- 楊丹萍520 2017-05-26 00:00:00
- 微反應器是一種建立在連續(xù)流動基礎上的微管道式反應器,用以替代傳統(tǒng)反應器,如玻璃燒瓶、漏斗,以及工業(yè)有機合成中常用的反應釜等傳統(tǒng)間歇反應器。在微反應器中有大量的以精密加工技術制作的微型反應通道,它可以提供極大的比表面積,傳質傳熱效率極高。另外,微反應器以連續(xù)流動代替間歇操作,使準確控制反應物的停留時間成為可能。這些特點使有機合成反應在微觀尺度上得到精確控制,為提高反應選擇性和操作安全性提供了可能。
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- hansheying7299 2017-05-26 00:00:00
- turbomole 怎么模擬離子液體 1、常規(guī)合成法:離子液體常規(guī)合成法主要包括一步法和兩步法。 (1)一步法:采用叔胺與鹵代烴或酯類物質發(fā)生加成反應,或利用叔胺的堿性與酸性發(fā)生中和反應而一步生成目標離子液體的方法??珊铣呻翌愲x子液體和多種醇胺羧酸鹽功能化離子液體。 (2)兩步法:兩步法的diyi步是通過叔胺與鹵代烴反應制備出季銨的鹵化物;第二步再將鹵素離子置換為目標離子液體的陰離子??捎糜谥苽鋽凳N咪唑類離了液體、氮基酸類離子液體、膦類離子液體等。 一步法和兩步法是比較普遍的方法,因此具有普適性,但離子液體合成通常需要在加熱的條件下完成,而常規(guī)的加熱攪拌需要較長的時間(幾個或幾十個小時),因而導致合成離子液體的效率和產率均偏低。 2、外場強化法:外場強化法主要為微波法和超聲波法。 (1)微波法:是通過極性分子在快速變化的電磁場中不斷改變方向而引起分子的摩擦發(fā)熱,屬于體相加熱。微波法加熱升溫速度較快,可極大地提高反應速率(有些反應只需幾分鐘),甚至提高產率和純度。在微波作用下采用“一鍋法”可合成了一系列咪唑類離子液體。該方法反應時間短、產率高。 (2)超聲波法:超聲波借助于超聲空化作用能夠在液體內部形成局部的高溫高壓微環(huán)境,并且超聲波的振動攪拌作用可以極大地提高反應速率,尤其是非均相化學反應。采用超聲波作為能量源,可在在密閉體系非溶劑條件下合成了溴化1,3-二烷基咪唑離子液體,合成吡啶類離子液體。該法具有產物收率高、反應速率快、節(jié)約能耗的特點,同時,又能減少有機溶劑的使用.降低成本,減少污染。但超聲波法工業(yè)化應用將面臨大功率密度的超聲波設備的工業(yè)化難題。 3、微反應器法:微反應器法一般是指在一個內部尺寸為幾微米到幾百微米的小型微反應器內進行的反應。微反應器不但具有所需空間小、質量和能量消耗少以及反應時間短的優(yōu)點,而且能夠顯著提高產物的產率與選擇性以及傳質傳熱效率。微反應器法所達到的效果比傳統(tǒng)的間歇反應器法高20倍。 【離子液體】或稱離子性液體,是指全部由離子組成的液體,如高溫下的KCI,KOH呈液體狀態(tài),此時它們就是離子液體。在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構成的物質,稱為室溫離子液體、室溫熔融鹽(室溫離子液體常伴有氫鍵的存在,定義為室溫熔融鹽有點勉強)、有機離子液體等,目前尚無統(tǒng)一的名稱,但傾向于簡稱離子液體。在離子化合物中,陰陽離子之間的作用力為庫侖力,其大小與陰陽離子的電荷數量及半徑有關,離子半徑越大,它們之間的作用力越小,這種離子化合物的熔點就越低。某些離子化合物的陰陽離子體積很大,結構松散,導致它們之間的作用力較低,以至于熔點接近室溫。
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細胞生物反應器標準:提升生物制造的關鍵
細胞生物反應器(Cell Bioreactor)作為生物制藥和生物工程領域中至關重要的設備,已經廣泛應用于細胞培養(yǎng)、發(fā)酵、蛋白質生產等多個領域。細胞生物反應器不僅是大規(guī)模生物產品生產的核心設施,也是實現(xiàn)工業(yè)化生物過程的基礎。為了保證產品的質量與一致性,細胞生物反應器的標準化設計和操作顯得尤為重要。本文將深入探討細胞生物反應器的標準以及其在生物工程中的重要性。
細胞生物反應器標準的背景
隨著生物制藥行業(yè)的快速發(fā)展,細胞生物反應器的需求逐年增加。生物反應器的主要作用是為細胞提供一個控制良好的環(huán)境,促進細胞生長、繁殖和代謝活動,以便產出所需的生物產品。為確保生物反應器在不同環(huán)境下的可靠性和一致性,業(yè)界逐步建立起了一些標準。無論是國際標準還是各國國家標準,細胞生物反應器的設計、性能、操作及維護都有了明確的規(guī)范要求。
細胞生物反應器標準的重要性
細胞生物反應器的標準化不僅有助于提升生物反應器的使用效率,還能有效降低生產中的風險。一個標準化的反應器系統(tǒng)能夠在不同的應用場景中實現(xiàn)更高的兼容性和靈活性,確保產品質量的一致性。例如,標準化的反應器設計可以保證溫度、pH、溶氧等關鍵參數的控制,進而提高細胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性和生產效率。
細胞生物反應器的關鍵設計標準
細胞生物反應器的設計標準主要包括以下幾個方面:
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材料選擇與衛(wèi)生標準:生物反應器的材質必須符合生物醫(yī)藥領域的安全標準,通常選用不銹鋼、玻璃、或者具有生物相容性的合成材料,以保證不與培養(yǎng)物發(fā)生反應,并避免污染。
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培養(yǎng)環(huán)境控制系統(tǒng):溫度、pH值、溶氧量和二氧化碳濃度的控制至關重要。標準化的反應器配備了先進的傳感器和自動調節(jié)系統(tǒng),可以實時監(jiān)測并調整這些關鍵參數,以確保細胞培養(yǎng)環(huán)境的佳狀態(tài)。
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攪拌與氣體交換系統(tǒng):為了促進細胞的生長和代謝,反應器內部通常配有攪拌裝置和氣體交換系統(tǒng)。標準化設計要求攪拌系統(tǒng)能夠有效地維持細胞的均勻分布,同時確保充足的氧氣供應,以支持細胞的高效生長。
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培養(yǎng)液的無菌條件:生物反應器必須保持無菌環(huán)境,避免外界微生物的污染。標準中對反應器的無菌操作和滅菌過程有嚴格要求,確保培養(yǎng)液的純度和細胞的安全性。
細胞生物反應器的操作與維護標準
除了設計標準外,細胞生物反應器的操作與維護同樣需要嚴格遵循標準化流程。操作人員必須經過專業(yè)培訓,掌握反應器的操作技能,并能夠根據反應器狀態(tài)做出及時調整。定期的維護與清潔也是確保反應器長期高效運行的必要條件,規(guī)范化的維護流程能夠延長設備的使用壽命,并減少生產中的故障率。
細胞生物反應器標準的應用
國際上,諸如ISO、FDA等機構都制定了一系列細胞生物反應器相關標準,這些標準的實施推動了生物制藥行業(yè)的規(guī)范化與標準化發(fā)展。尤其是在跨國公司和供應鏈中,標準化設計和操作不僅提升了生產效率,還確保了跨地區(qū)合作中的質量一致性。
結語
細胞生物反應器標準在生物制造和制藥過程中起著至關重要的作用。它不僅提升了生產過程的穩(wěn)定性與效率,還確保了產品的質量安全。隨著技術的不斷進步和行業(yè)需求的日益增加,細胞生物反應器的標準化發(fā)展將更加完善,推動生物產業(yè)邁向更加高效和可持續(xù)的未來。在生物制造的復雜環(huán)境中,遵循嚴格的標準化操作,已經成為保證行業(yè)競爭力和產品質量的關鍵因素。
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氯化反應
氯化反應是有機合成的重要組成,廣泛應用于農用和藥 用化學品的研發(fā)和生產。由于這類反應的危險系數高,在傳統(tǒng)的釜式反應器中更存在產率,環(huán)保,質量等問題。
微通道反應器具有良好的傳質和換熱特性,應用于氯化反應對于選擇性和收率有很大的提升,有利于綠色工藝的研究。
本文摘自賈志遠等人于2021年5月發(fā)表在《燃料與染色》上的一篇綜述文章:微通道技術在氯化反應工藝中的應用。向您介紹連續(xù)流技術在氯化反應的特色應用,希望對您有所啟發(fā)。
在微通道反應器中光化學氯化反應研究案例
連續(xù)流化學反應近兩年發(fā)展迅速。在微通道反應器中的光化學氯化反應,反應混合物可以受到強烈而均勻的光照,不僅會提高氯氣的利用率,而且可以縮短反應時間,提高產率。
研究者利用微反應器開展了甲苯-2,4-二異氰酸酯的選擇性光化學氯化反應。如圖所示,甲苯-2,4-二異氰酸酯的四氯乙烷溶液由液相管路進入微通道反應器中,與當量摩爾比的氯氣在微反應器中混合,光照下生成產品1-氯甲基-2,4二異氰基苯,經水解和縮合過程形成副產物甲苯5-氯-2,4-二異氰酸酯。
在微通道反應器中氯化慢反應研究案例
陳光文等人采用微通道氯化反應裝置,設計合成了橡膠防焦劑CTP(N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺)的工藝,來解決反應時間長、釜式反應混合不均勻、收率低等問題。
原料和溶劑通過計量泵輸送到微混合器中形成濃度12%的二環(huán)己基二硫化合物溶液,然后降溫到10℃,降溫后的原料液和當量比的氯氣在微通道反應。反應過程中氯氣通入二環(huán)己基二硫化物的時間大幅縮短,收率達到93%,高出現(xiàn)有生產技術3~4個百分點。
參考文獻
[1]賈志遠,劉嵩,楊林濤,閆士杰,劉東,鄢冬茂.微通道技術在氯化反應工藝中的應用[J].染料與染色,2021,58(02):49-54.
編者語
在康寧AFR反應器上,也做過很多的氯化反應,絕大部分都得到了比釜式更好的結果。
由于康寧反應器是玻璃材質,更加適合光氯化反應。例如:
利用康寧反應器在進行某個烷烴的氯化反應時,在光照下,其選擇性是釜式的1.5倍,幾乎能選擇性地進行單氯代。
在進行吡啶化合物的氯代時,其選擇性高于 釜式約10個百分點。關鍵是選擇性高了之后,可以不進行后處理而直接進入下一步反應,極大降低了損耗。
康寧反應器無縫放的技術優(yōu)勢有利于光氯化反應放到到工業(yè)化生產。
如果想了解康寧AFR?高通量-微通道反應器技術以及康寧反應器在連續(xù)化反應生產中的應用實例,請關注康寧反應器公眾號或者訪問康寧公司反應器技術相關網站
電話:400-8121-766
郵件:reactor.asia@corning.com
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