ما هي تطبيقات مفاعل الزجاج

المفاعل الزجاجي هو أحد معدات المختبرات الشائعة، وهو مناسب للعديد من التفاعلات والتجارب الكيميائية.

نوع التفاعل المناسب لمفاعل الزجاج

• التخليق الكيميائي: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية لتخليق العديد من المركبات العضوية والوسائط الصيدلانية. بسبب شفافيته العالية وخموله الكيميائي الجيد، فإنه من السهل مراقبة عملية التفاعل الكيميائي وتغيرات المواد.
• استخلاص المذيبات: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية لاستخلاص المذيبات، مثل الاستخلاص والترشيح، واستخلاص المنتجات الطبيعية والأدوية.
• نمو البلورات: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية لنمو البلورات، مثل البلورات العضوية والبلورات غير العضوية، ولدراسة التركيب البلوري وخصائصه.
• التخمر الميكروبي: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية في تفاعلات التخمر الميكروبي، مثل زراعة وتخمير البكتيريا والخميرة، ولإنتاج المنتجات البيولوجية المختلفة، مثل المضادات الحيوية والإنزيمات والبروتين.
• التفاعلات الأخرى: يمكن أيضًا استخدام المفاعل الزجاجي في التفاعلات والتجارب الكيميائية التقليدية الأخرى، مثل تخليق المواد وإعداد المواد.

لا يستطيع المفاعل الزجاجي إجراء بعض عمليات التفاعل في ظل ظروف معينة.

التفاعل الحمضي القاعدي بالتناوب: خلال هذا النوع من التفاعل، سوف تتفاعل المواد الحمضية والقاعدية بالتناوب مع المكونات الزجاجية في المفاعل الزجاجي، مما يؤدي إلى تلف المعدات.

التفاعل الكيميائي عند درجة حرارة عالية أو درجة حرارة منخفضة: التفاعل الكيميائي عند درجة حرارة عالية أو منخفضة قد يسبب ضغطًا زائدًا في المفاعل الزجاجي، مما يؤدي إلى إتلاف المعدات.

أي تركيز ودرجة حرارة لحمض الهيدروفلوريك أو الوسائط أو المواد المحتوية على الفلورايد: سوف يتفاعل حمض الهيدروفلوريك والوسائط أو المواد المحتوية على الفلوريد مع المكونات الزجاجية في المفاعل الزجاجي، مما يؤدي إلى تلف المعدات.

أي وسط قلوي أو مادة ذات PH أكبر من 12 ودرجة حرارة أعلى من 80 درجة: هذا النوع من الوسط أو المادة سوف يتفاعل أيضًا مع مكونات الزجاج في المفاعل الزجاجي، مما يؤدي إلى تلف المعدات.

أي وسط أو مادة حمض الفوسفوريك بتركيز أكبر من 30% ودرجة حرارة أكبر من 180 درجة: سوف تتفاعل هذه الوسيلة أو المادة مع مكونات الزجاج في المفاعل الزجاجي عند درجة حرارة عالية، مما يؤدي إلى تلف المعدات.

تغير حاد في درجات الحرارة: إذا لم يتم التحكم في المفاعل الزجاجي ومعالجته بشكل صحيح عندما تتغير درجة الحرارة بشكل حاد، فقد يؤدي ذلك إلى تلف المعدات.

بيئة فراغية: إذا تم استخدام المفاعل الزجاجي في بيئة فراغية، فيجب الانتباه إلى عمر خرطوم الفراغ والأوساخ الموجودة على العمود الفولاذي، وإلا فقد لا تعمل المعدات بشكل طبيعي.

المفاعل الزجاجي هو نوع من حاويات التفاعل المستخدمة على نطاق واسع في التجارب والإنتاج الكيميائي، وهو مصنوع بشكل رئيسي من الزجاج. لقد تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات بسبب مقاومته الممتازة للتآكل والشفافية العالية والمراقبة المريحة لتقدم التفاعل.

إذا كانت المادة المتفاعلة ستؤدي إلى تآكل المعدن المحتوي على الحديد، فلا يمكن اختيار مفاعل الفولاذ المقاوم للصدأ؛ إذا كان نظام التفاعل يحتاج إلى تنفيذه تحت ضغط مرتفع أو تفاعل قلوي، فلا يمكن اختيار المفاعل الزجاجي؛ إذا كانت لزوجة المادة المتفاعلة عالية جدًا، فستكون هناك حاجة إلى محرك عالي الطاقة لإكمال عملية تحريك المواد؛ إذا كانت المادة المتفاعلة تحتوي على جسيمات ذات صلابة عالية، فيجب على المفاعل اختيار مواد ذات قوة عالية.

مجال التطبيق

• التجارب الكيميائية: يعتبر المفاعل الزجاجي أحد الأدوات الرئيسية للتجارب الكيميائية، ويمكن استخدامه في التفاعلات الكيميائية المختلفة، مثل الأسترة والأكسدة والاختزال. في التجارب الكيميائية، تتميز المفاعلات الزجاجية بخصائص المقاومة القوية للتآكل وسهولة التنظيف.
• المجال الطبي: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية في المختبرات الصيدلانية أو الكيميائية في المجال الطبي كحاويات التفاعل أو خزانات المحاليل. على سبيل المثال، يتم استخدامه لتحضير الأدوية أو تحليل العينات البيولوجية.
• صناعة المواد الغذائية: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية في تصنيع الأغذية، على سبيل المثال، لتحضير الزبادي والمربى والتوابل وغيرها من الأطعمة.
• صناعة البتروكيماويات: تستخدم المفاعلات الزجاجية أيضًا على نطاق واسع في صناعة البتروكيماويات، للبحث وإعداد مواد ومنتجات جديدة. على سبيل المثال، تحضير البوليمرات، والمحفزات، وما إلى ذلك.
• البحث الأكاديمي: يمكن استخدام المفاعلات الزجاجية في الأبحاث الأكاديمية، على سبيل المثال تجارب الفيزياء الكيميائية، والتجارب البصرية، وتجارب علوم المواد وغيرها.

حالة رد فعل خاص

يمكن استخدام المفاعل الزجاجي للتفاعل القلوي إلى حد ما، ولكن لا يوصى به بشكل عام لإنتاج وقود الديزل الحيوي. الأسباب الرئيسية هي كما يلي:

الحد من مقاومة القلويات: المقاومة القلوية لغلاية التفاعل الزجاجي ضعيفة نسبيًا. نظرًا لأن المحفزات القلوية (مثل محلول ميثانول الصوديوم) غالبًا ما تستخدم في الأسترة والتحميض في إنتاج وقود الديزل الحيوي، فإن هذه التفاعلات تشتمل على ظروف قلوية. ومع ذلك، من السهل أن يتآكل الزجاج في ظل الظروف القلوية القوية، مما قد يؤدي إلى تلف غلاية التفاعل أو تلوث المنتجات.

الحد من درجة الحرارة والضغط: قد يلزم إجراء إنتاج وقود الديزل الحيوي تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع، في حين أن مقاومة الحرارة ومقاومة الضغط للمفاعل الزجاجي محدودة. في بيئة درجة الحرارة العالية والضغط العالي، تكون غلاية التفاعل الزجاجية عرضة للتمزق، مما يسبب مخاطر محتملة على السلامة.

متطلبات عملية التفاعل: عادة ما تستغرق عملية إنتاج وقود الديزل الحيوي وقتًا طويلاً للتفاعل، في حين أن القوة الميكانيكية لغلاية التفاعل الزجاجية منخفضة نسبيًا، والتي قد لا تكون قادرة على تحمل عملية التحريك والتفاعل على المدى الطويل.

في إنتاج وقود الديزل الحيوي، عادة ما يتم اختيار المواد ذات المقاومة القوية للقلويات ودرجة الحرارة العالية ومقاومة الضغط العالي كأوعية تفاعل، مثل غلاية التفاعل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو غيرها من مواد السبائك الخاصة. تتمتع هذه المواد بمقاومة أفضل للتآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية والضغط العالي والقوة الميكانيكية، والتي يمكنها تلبية احتياجات إنتاج وقود الديزل الحيوي بشكل أفضل.