ما هو مفاعل زجاجي

مفاعل زجاجي هو وعاء تفاعلي مصنوع من الزجاج، عادة ما يكون مصممًا بهيكل ذو طبقتين أو ثلاث طبقات. تُستخدم الطبقة الداخلية لاحتواء المواد المتفاعلة، بينما تُستخدم الطبقة الخارجية لتداول الوسط الحراري أو التبريد لتحقيق تحكم دقيق في درجة حرارة التفاعل. يمكن تشغيله تحت الضغط الجوي، الضغط السلبي أو الفراغ ويحتوي على محرّك لتعزيز خلط المواد المتفاعلة وكفاءة التفاعل.

الميزات الرئيسية

الشفافية: المواد الزجاجية تجعل عملية التفاعل مرئية تمامًا، مما يسهل مراقبة التغيرات اللونية والتغيرات الطورية وما إلى ذلك أثناء التفاعل.
مقاومة الكيماويات: الزجاج البوروسيليكاتي عالي الجودة يتمتع بالخاملية الكيميائية الممتازة ويمكنه مقاومة تآكل معظم المواد الكيميائية.
نطاق واسع لتحكم درجة الحرارة: يمكن للمرجل الزجاجي أن يعمل في نطاق درجة حرارة من -80℃ إلى 300℃، مناسب لكل من التفاعلات عند درجات الحرارة العالية والمنخفضة.
قدرة التحكم في الضغط: قادر على العمل تحت الضغط الجوي، الضغط السلبي أو الظروف الفراغية، مناسب لحاجات تفاعل واسعة النطاق.
التعددية: يمكن تجهيزه بمجموعة متنوعة من الملحقات، مثل المكثف، مقياس الحرارة، جهاز الاسترجاع، وما إلى ذلك، لتلبية احتياجات تجريبية مختلفة.

مبدأ العمل

يعتمد مبدأ عمل المرجل الزجاجي بشكل رئيسي على هيكله ذو الطبقتين الفريد وآليته لتحكم درجة الحرارة:
التحكم في درجة الحرارة: تُسخن أو تُبرد المواد داخل المفاعل عن طريق ضخ وسط تسخين أو تبريد بدرجة حرارة ثابتة (على سبيل المثال، ماء ساخن، زيت حراري، سائل متجمد، إلخ) إلى داخل طبقة المفاعل. يقوم دوران المحرّك بتوزيع الوسط داخل الغلاف لتحسين كفاءة نقل الحرارة وضمان درجة حرارة موحدة داخل قدر التفاعل.
التحريك والخلط: يتم تشغيل المحرّك داخل قدر التفاعل بواسطة جهاز نقل حركي، مما يسمح بخلط المواد المتفاعلة بشكل كامل لتسريع سرعة التفاعل، وفي نفس الوقت لمنع ارتفاع أو انخفاض درجة الحرارة المحلية.
التحكم في الضغط: يمكن للمفاعل التحكم في الضغط الداخلي باستخدام الفراغ أو الغاز الخامل، مما يجعله مناسبًا للتفاعلات التي يجب أن تحدث تحت ظروف ضغط معينة.

حقول تطبيق

تُستخدم المفاعلات الزجاجية على نطاق واسع في المجالات التالية:
التوليف الكيميائي: لتصنيع المركبات العضوية، المركبات غير العضوية، إلخ.
صناعة الأدوية: لتصنيع الأدوية، الاستخراج والتنقية.
التكنولوجيا الحيوية: للاستجابات البيوكيميائية، تثقيف الخلايا، إلخ.
صناعة المواد الغذائية: لتصنيع첨 مواد غذائية، استخراج المواد الطبيعية المنتجات ، إلخ.
التعليم والبحث: كمعدة مهمة في التدريس والتجارب البحثية العلمية.

المزايا

مقاومة الكيماويات: ملائمة لنطاق واسع من réactions الكيميائية.
شفافية عالية: سهولة مراقبة عملية التفاعل.
التحكم الدقيق في درجة الحرارة: ملائمة لنطاق واسع من الظروف الحرارية.
سهل التنظيف: سطح زجاجي ناعم، سهل التنظيف.
التعددية: يمكن تكييفه ليناسب نطاقًا واسعًا من التفاعلات والمتطلبات العملية.

القيود

الهشاشة: الزجاج هش نسبيًا ويحتاج إلى التعامل بعناية.
قيود الضغط: غير مناسبة لتفاعلات الضغط العالي جدًا.

بالمجمل، فإن مفاعلات الزجاج هي معدات مختبر متعددة الاستخدام وكفؤة توفر بيئة مثالية للتفاعلات الكيميائية وهي أدوات لا غنى عنها في الكيمياء الحديثة والصيدلة والتكنولوجيا الحيوية.