GREEN CHEMISTRY
1
Chapter 6:
REACTOR AND
GREEN CHEMISTRY
As early
as the
18th
century:
2
Recent Advances
Dimensions remain essentially unchanged !!!
3
… and then micro reactors
Micro-sized channels
4
5
6
Why micro reactors?
Safety: levels of risk to operators & neighbouring community
are minimized
7
Waste can be minimized
8
Why micro reactors?
Safety: levels of risk to
operators &
neighbouring
community
Waste can be minimized
• Typically 10-300 µm in diameter
• Very high surface / volume ratio, 10 000 – 50 000
m2m-3
•Conventional lab vessels: only 1000 m2m-3
•Flow controlled by syringe pump (bơm tiêm),
HPLC pump (bơm áp suất cao), peristaltic pump (bơm
nhu động) or electro-osmotic flow (dịng thẩm tích)
9
• Heat transfer coefficients
exceed those of conventional
heat exchangers
• Significantly high surface-tovolume ratio
better heat
transfer
• Mixing times in micro mixers
amount to milliseconds
(hardly achievable using
stirring equipments)
• Benefits for multiphase
processes
10
Obvious applications in drug discovery
• Generation of compounds with different reagents
or under variable conditions
11
12
13
14
• Generate pure products:
– In high yield
– In shorter periods of
times
– In sufficient quantities
to perform full
characterization
• Number of drug
candidates can be
significantly increased
Have potential to
revolutionize the
pharmaceutical industry
15
Scale-up versus scale-out
16
• Avoid the need to redesign the reactor &
re-optimize the
process at each stage
of the scale-up
• Scale-out: process is
optimized & reactor is
designed only once in
Lab
• The number of micro
reactors is increased
to increase production
volume
• Cost-effective, time- 17
saving, flexible
• Generate product
volume:
– On demand
– At the point of use
• Reduce the need to store
& transport hazardous or
reactive chemicals
• Reduce the quantities of
raw materials required &
minimize waste
18
19
CÂU HỎI THẢO LUẬN
1/ Đặc điểm của loại thiết bị
2/ Ưu điểm của loại thiết bị
3/ Hạn chế của loại thiết bị
4/ Xu hướng sử dụng thiết bị trong công
nghiệp
5/ Trình bày các điểm hướng tới green
chemistry của thiết bị
ÁP DỤNG VỚI MICROREACTOR
1/ ĐẶC ĐIỂM CỦA LOẠI THIẾT BỊ
ü ĐƯỜNG KÍNH TB CỠ MICROMET
üTỈ LỆ S/V CAO, TỚI 50.000M2/M3 = 50
LẦN TB THÔNG THƯỜNG
üTHIếT Kế VÀ CHI TIếT THIếT Bị YÊU
CầU CAO CầN Độ CHÍNH XÁC CŨNG
NHƯ ĐIềU KIệN Kỹ THUậT CAO
üCHế Độ DỊNG KHƠNG Tự CHảY
ĐƯợC
2/ ƯU ĐIỂM CỦA LOẠI THIẾT BỊ
NHANH, GỌN TiẾT KiỆM
ü MIX: RẤT NHANH
ü ÁP DỤNG ĐƯỢC NHIỀU HỆ KỂ CẢ HỆ NHIỀU
PHA
ü THỜI GIAN PHẢN ỨNG NGẮN, HiỆU SuẤT CAO
=> TiẾT KiỆM VÀ GiẢM THẢI
ü TÁCH SP: TRIỆT ĐỂ => CLSP SẠCH HƠN
ü THỰC HiỀN ĐƯỢC NHIỀU PHẢN Ứng 1 lúc=> tạo
nhiều sp cùng 1 lúc=> thuận lợi cho nghiên cứu
cũng như tạo các dòng sp theo nhu cầu tức thời
ü THỰC HiỆN TỰ ĐỘNG=> SP CHẤT LƯỢNG Ổn
định, không tốn nhân công
3/ HẠN CHẾ CỦA LOẠI THIẾT BỊ
ü KHÓ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HƠN
üKÈM HỆ THỐNG BƠM HỖ TRỢ
DÒNG
üGIÁ THÀNH CHO THIẾT BỊ CAO
4/ XU HƯỚNG SỬ DỤNG THIẾT BỊ
TRONG CÔNG NGHIỆP
üƯU THẾ HƠN TRONG LAB
üSỬ DỤNG TRONG CƠNG NGHIỆP
SẢN XuẤT HĨA CHẤT CHẤT LƯỢNG
CAO: DƯỢC PHẨM
üTHỰC HiỆN THEO CÁCH THỨC
SCALE OUT