180L 单层玻璃反应釜是一种常用于化工、制药、生物工程等领域的实验和生产设备,以下从其结构组成、工作原理、性能特点、应用场景等方面进行介绍:
一、结构组成
1. 釜体:通常采用高硼硅玻璃材质,如 GG17 或 G3.3 硼硅玻璃,具有良好的化学稳定性、热稳定性、机械强度和透明度,能耐受多种化学物质的腐蚀,可承受一定的温度和压力变化,方便操作人员观察反应进程。
2. 搅拌系统:包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨。搅拌电机一般为变频调速电机,可提供宽泛的转速范围,实现无级调速,以适应不同粘度物料的搅拌需求。搅拌桨多采用聚四氟乙烯材质,形状有锚式、桨式、涡轮式等,可根据反应需求进行选择,确保物料充分混合。
3. 加热与控温系统:常见的加热方式有银膜加热片直接加热釜体,或通过油浴锅、水浴锅等间接加热。配备有高精度的温度传感器,如 PT100 传感器探头,以及智能温控系统,可实现精准的温度控制,温度控制范围一般在室温至 300℃左右。
4. 真空与冷凝系统:通过连接真空泵,可将反应釜内抽成真空,实现负压反应,真空度一般可达到 - 0.095MPa 左右。同时,配有冷凝器,可将反应过程中产生的蒸汽冷却凝结成液体,实现回流或收集。
5. 进出料系统:顶部设有进料口,可通过管道或漏斗等将反应物加入釜内。底部设有放料阀,多采用聚四氟乙烯材质,具有良好的密封性和耐腐蚀性,可拆卸便于固体物料的排出。
6. 框架与支撑系统:整体采用不锈钢立柱移动式框架结构,底部装有万向脚轮,方便移动、操作、清洗、安装和拆卸,具有良好的稳定性和耐腐蚀性。
二、工作原理
1. 反应原理:将反应物加入釜体内,通过搅拌系统使物料充分混合,加热与控温系统提供适宜的温度条件,促使化学反应进行。在反应过程中,可通过真空与冷凝系统控制反应溶剂的蒸馏与回流,使反应向预期的方向进行。
2. 加热原理:银膜加热片或油浴、水浴等方式将热量传递给釜体,进而加热釜内的物料。智能温控系统根据温度传感器反馈的温度信号,自动调节加热功率,以维持反应温度的稳定。
3. 真空原理:通过真空泵抽出反应釜内的空气,降低釜内压力,实现负压反应。在减压条件下,可降低反应温度,避免热敏性物质的分解,同时有利于一些需要在低气压环境下进行的反应,如蒸馏、浓缩等操作。
三、性能特点
1. 大容量:180L 的容积适合中试规模或小型生产的化学反应,能够处理较多的反应物,提高实验效率和产量。
2. 高精度控制:采用先进的温控系统和真空控制系统,能够精确控制反应温度和压力,确保实验结果的准确性和重复性。
3. 良好的耐腐蚀性:高硼硅玻璃釜体和聚四氟乙烯材质的部件,使其具有优异的耐腐蚀性,可适应各种腐蚀性化学物质的反应环境。
4. 操作简便:釜盖及电机部分可机械升降(可选电动升降),釜体可 360 度旋转,方便物料倾倒出料。控制系统通常采用人性化设计,操作界面简单直观,易于上手。
5. 安全可靠:设有搅拌、加热双重保险丝安全保护装置,防止电机过载、加热过热等情况发生。玻璃釜体具有一定的抗压强度,且在设计上考虑了防止物料泄漏等安全措施。
四、应用场景
1. 化学合成:常用于各类有机化合物的合成反应,如药物中间体合成、高分子材料合成、精细化学品合成等,为反应提供稳定的环境和精确的控制。
2. 制药行业:是药物研发和小试生产的重要设备,可用于药物活性成分的制备、配方优化、药物结晶等工艺。
3. 生物工程:可用于细胞培养、酶反应、发酵等生物实验和生产过程,为生物反应提供适宜的条件。
4. 食品与化妆品:在食品工业中可用于食品添加剂、香精香料的合成和提取;在化妆品行业可用于化妆品原料的合成、配方调试等。