WO2019212082A1 - 지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기 - Google Patents

지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기 Download PDF

Info

Publication number
WO2019212082A1
WO2019212082A1 PCT/KR2018/005276 KR2018005276W WO2019212082A1 WO 2019212082 A1 WO2019212082 A1 WO 2019212082A1 KR 2018005276 W KR2018005276 W KR 2018005276W WO 2019212082 A1 WO2019212082 A1 WO 2019212082A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
taylor
viscosity
reactant
reactor
flow
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/005276
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이태린
김성민
홍종팔
Original Assignee
재단법인 차세대융합기술연구원
주식회사 라미나
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 차세대융합기술연구원, 주식회사 라미나 filed Critical 재단법인 차세대융합기술연구원
Publication of WO2019212082A1 publication Critical patent/WO2019212082A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1806—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00189—Controlling or regulating processes controlling the stirring velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00698—Measurement and control of process parameters

Definitions

  • the present invention relates to a Taylor reactor for generating a Taylor flow and mixing and reacting the reactants using the Taylor flow, and more particularly, a Taylor reactor capable of continuously maintaining a Taylor flow while the reactants are mixed and reacted. It is about.
  • Taylor reactor When the outer cylinder is fixed and only the inner cylinder rotates in a concentric annular tube-type mixing vessel composed of an outer cylinder and an inner cylinder, a Taylor flow occurs according to the rotational speed. And a device that mixes and produces reactants using Taylor flow is called Taylor Reactor. Taylor reactors are used to obtain homogeneous products using the properties of the Taylor vortex. It is a situation that is widely applied in various industrial fields requiring excellent mixing and uniform mixing and chemical reaction.
  • the type of Taylor flow produced in the Taylor reactor may vary depending on the dimensionless Taylor number or Reynolds number.
  • the Reynolds number is the ratio of inertia to viscous forces, a quantitative measure of the relative importance of two forces under a given flow condition. For example, if the Reynolds number in the Taylor reactor is below a certain value, it forms a circular Couette flow (CCF) flow in the Taylor reactor. The rotational speed of the inner cylinder of the Taylor reactor is then increased, so that when the Reynolds number exceeds a certain value, the flow in the Taylor reactor forms a Taylor vortex flow (TVF). That is, two vortices are paired and vortices rotating in the reverse direction are continuously generated in the axial direction of the reactor.
  • CCF circular Couette flow
  • the problem is that the size, velocity, and pressure of the Taylor flow formed in the Taylor reactor are important factors for good quality micromixing, but the specific measurement and evaluation are difficult.
  • the rotational speed of the inner cylinder is initially set, and the rotational speed of the reactor is maintained at the set rotational speed from the start point of the drive of the reactor until the end of the drive.
  • the injected reactants it is common for the injected reactants to mix or chemically react in the Taylor reactor and the density or viscosity of the total reactant changes with time, so maintaining the initial rotational speed throughout the reaction results in more uniform mixing and chemical reactions. There is a limit. This is because the Reynolds number changes with changes in the density or viscosity of the reactants.
  • the present invention is to provide a Taylor reactor that can maintain the Taylor flow throughout the operation of the reactor by controlling the rotational speed of the Taylor reactor according to the mixed state or the chemical reaction process of the added reactant.
  • a Taylor reactor including at least one reactant injection port, at least one auxiliary port, and at least one reactant discharge port
  • the reactant is connected to at least one of the auxiliary and reactant outlet ports to real-time the viscosity of the reactant.
  • Receiving a viscosity measurement unit and the viscosity data measured from the viscosity measurement unit, and based on the Reynolds number range in which Taylor flow is maintained in the reaction space of a predetermined reactor in the Taylor reactor may include a calculator configured to calculate an optimum rotation speed range, and a controller configured to control the rotation speed so as to correspond to the optimum rotation speed range calculated from the calculation unit.
  • the Taylor reactor measures the viscosity of the reactants in real time, and calculates the optimum range of rotational speeds of the Taylor reactor based on the measured viscosity data and the Reynolds number range in which Taylor flow is maintained in the reaction chamber. Accordingly, by controlling the rotational speed of the inner cylinder, it is possible to maintain the Taylor flow in the reactor even if the mixed state of the reactant injected or the state due to the chemical reaction changes. Therefore, more uniform mixing and chemical reaction can be caused.
  • 1 is a schematic illustration of a Taylor reactor.
  • FIG. 2 is a perspective view of a taylor reactor according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows the main components of the Taylor reactor of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of a simulation showing the internal flow state of the comparative example and the example.
  • reactor body 10 outer cylinder
  • control unit 130 control unit
  • the description of the space or the description of the positional relationship means a relative position between the components constituting the present invention.
  • another component may exist in a space between one component and another component.
  • the "above” or “on” one component of another component not only when the other component is located directly above one component, but also one component This includes the case where another component is located between the element and another component.
  • the Taylor reactor includes two centered cylinders, an outer cylinder 10 and an inner cylinder 20.
  • the inner cylinder 20 is installed inside the outer cylinder 10.
  • the outer cylinder 10 is fixedly installed, and the inner cylinder 20 is rotatably installed.
  • the rotating shaft (not shown) of the inner cylinder 20 is connected to the rotary driving unit 30 located outside the Taylor reactor.
  • the rotary drive unit 30 may include a drive source such as a motor.
  • the inner cylinder 20 rotates along the rotation axis by the rotation driving unit 30.
  • the outer cylinder 10 is formed with one or more reactant injection ports 13 and one or more reactant discharge ports 14. Reactants are injected through the reactant injection port 13. The injected reactants are located in a space provided between the inner surface of the outer cylinder 10 and the outer surface of the inner cylinder 20. As the inner cylinder 20 rotates, flow is generated in the space between the outer cylinder 10 and the inner cylinder 20, and the reactants are mixed or cause a chemical reaction by the generated flow. Reactants after the reaction may be discharged through the reactant discharge port (14). The Taylor reactor may be continuously reacted with the reactant injected while the reactor is operated until the mixed product reaches the outlet.
  • the flow characteristics in the Taylor reactor will be described.
  • the type of flow in the Taylor reactor varies with the Reynolds number.
  • the flow forms a circular Couette flow (CCF) if the Reynolds number is less than the first value in the Taylor reactor without axial velocity.
  • CCF circular Couette flow
  • the flow in the Taylor reactor forms a Taylor vortex flow (TVF).
  • TVF is a form in which two vortices are paired and vortices rotating in the reverse direction are continuously generated in the axial direction of the reactor.
  • TTVF turbulent Taylor vortex flow
  • various types of flows are generated in the Taylor reactor according to the Reynolds number, among which Taylor flow (TVF) is applied to materials reacting to uniform shear stress by creating a continuous ring rotational flow. ), Graphene exfoliation or cell separation may be performed. Therefore, it is very important to keep the Taylor flow uniform during the reaction in the Taylor reactor.
  • FIG. 2 is a perspective view of a taylor reactor according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view showing main components of the taylor reactor of FIG. 2 and 3, a Taylor reactor according to embodiments of the present invention will be described.
  • the Taylor reactor includes a reactor body 100, a viscosity measuring unit 110, a calculating unit 120, and a controller 130.
  • the reactor body 100 includes an outer cylinder 10, an inner cylinder 20, and a stirring motor 30.
  • the outer cylinder 10 has an inner space of a circular cross section.
  • the inner cylinder 20 (refer to FIG. 1) is installed inside the outer cylinder 10 to be rotatable concentrically with the outer cylinder 10. At this time, a reaction space is formed between the outer circumferential surface of the inner cylinder 20 and the inner circumferential surface of the outer cylinder 10.
  • the stirring motor 30 is disposed on one side of the outer cylinder 10 to rotate the inner cylinder 20.
  • the stirring motor 30 is a variable speed stirring motor capable of adjusting the rotational speed of the inner cylinder 20 within the range of 10 ⁇ 2000rpm by a DC voltage regulator.
  • the outer cylinder 10 may include at least one reactant injection port 13, at least one auxiliary port 15, and at least one reactant discharge port 14.
  • the reactant injection port 13, the auxiliary port 15, and the reactant discharge port 14 are all formed in communication with the reaction space formed between the inner cylinder 20 and the outer cylinder 10.
  • a plurality of flange portions 12 may be formed at a predetermined interval on the outside of the outer cylinder 10, and at this time, the reactant injection port 13 may be formed at least one on the flange portion 12. have.
  • the auxiliary port 15 corresponds to a surplus port to be utilized for various purposes as necessary.
  • the auxiliary port 15 may be used as a reactant injection port, may be used as a port for installing a flow sensor, and may also be used for sampling a reactant. Of course, if there is no special use it may be closed by a blocking plate.
  • the reactant discharge port 14 is a port through which the reactant product is discharged.
  • the reactor body 100 may be configured in the same or similar to the crystal separation apparatus disclosed in Korean Patent No. 10-1092337, bar further description thereof will be omitted.
  • 80 is the first supporter
  • 80a is the second supporter to support the reactor body 100 from the bottom.
  • the first supporter 80 includes a support panel 81 and a rolling roller 82 installed below the support panel 81, thereby moving the reactor body 100.
  • 11a may be used to discharge the fluid in the reactor to the outside when cleaning the reactor with the reactant drain port.
  • the viscosity measuring unit 110 is connected to at least one of the auxiliary port 15 and the reactant discharge port 14 to measure the viscosity of the reactants in real time.
  • Viscosity is an important physical quantity that governs the fluid properties of a fluid. If the fluid's velocity is different at each point of the flow, the momentum flows from the fast part to the slow part by the collision of molecules or the intermolecular interaction. In this case, it refers to a process involving energy loss.
  • the real-time viscosity of the reactants measured in the viscosity measuring unit 110 is called viscosity data.
  • the viscosity measuring unit 110 is a body portion formed to be detachable to the auxiliary port 15 and the reactant discharge port 14, a capillary tube disposed on the body portion, 1 is disposed adjacent to the capillary tube It may include the above sensor.
  • the capillary tube may be formed of glass, and the inner and outer diameters may be formed to have a millimeter size.
  • the viscosity measuring unit 110 may inhale the reactants through the capillary tube, and measure the volume flow rate and the differential pressure before and after the capillary tube through the capillary tube using sensors to measure the viscosity of the reactant in real time.
  • the viscosity measuring unit 110 may further include a communication unit (not shown) for transmitting the viscosity data to the calculation unit 120.
  • the communication unit may be configured in the form of a module capable of wired / wireless communication with the operation unit 120.
  • wireless communication for example, the Internet, a wireless network such as a wireless LAN / WAN, Bluetooth, Wi-Fi, etc. may be mentioned.
  • the reason for measuring the viscosity of the reactant through the viscosity measuring unit 110 in the Taylor reactor is as follows.
  • Reynolds number refers to the ratio of inertia force to viscous force. More specifically, the Reynolds number is proportional to the density of the fluid, the average velocity of the flow, the characteristic length, and inversely proportional to the viscosity of the fluid.
  • the density, characteristic length, and viscosity of the fluid are close to constants determined by that particular fluid.
  • the rotational speed of the inner cylinder is fixed based on the initial condition of the fluid introduced into the reactor, and the method is maintained for the entire reaction.
  • the problem is that the density of the fluid or the viscosity of the fluid changes as the reaction proceeds.
  • the reactants introduced into the Taylor reactor undergo micromixing or chemical reactions and the density or viscosity of the total reactants changes over time. Therefore, fixing the rotational speed of the inner cylinder over the entire time of the reaction based on the initial conditions of the fluid may be outside the range of Reynolds number in which Taylor flow is generated depending on the state of the reactants.
  • Taylor reactor by measuring the viscosity of the reactants in real time through the viscosity measuring unit 110, based on this to control the rotational speed of the inner cylinder 20 Taylor reactor is always Taylor flow It is characterized in that to maintain the generated Reynolds number.
  • the calculating unit 120 receives the viscosity data measured from the viscosity measuring unit 110. To this end, the calculation unit 120 may include a communication unit. The calculation unit 120 calculates the optimum rotation speed range of the Taylor reactor based on the viscosity data and the Reynolds number range in which the Taylor flow is maintained within the reaction space of the given reactor.
  • the Reynolds number range in which Taylor flow is maintained is 117-167 (Re).
  • the initial density of the fluid, the initial viscosity of the fluid, and the characteristic lengths are determined by the type of fluid introduced into the Taylor reactor, and thus, the initial velocity of the inner cylinder may be determined so that the Taylor reactor has a Reynolds number in which Taylor flow is maintained.
  • the Taylor reactor it is the same or similar to the speed control method in the existing Taylor reactor.
  • the Taylor reactor while the reaction proceeds through the viscosity measuring unit 110 to measure the viscosity of the reactants in real time.
  • the calculation unit 120 calculates the optimum rotation speed range of the inner cylinder 20 so that the Taylor reactor has a Reynolds number value within the Reynolds number range in which Taylor flow is maintained in consideration of the viscosity increase of the fluid. Specifically, since the result value (the Reynolds number range in which Taylor flow is maintained) is defined in the formula for calculating the Reynolds number, the calculation may be performed by inversely calculating the optimum rotation speed range.
  • the viscosity measuring unit 110 to measure the viscosity after a predetermined time elapses after the reactant is injected. can do.
  • the controller 130 controls the rotation speed to correspond to the optimum rotation speed range calculated from the calculator 120.
  • the agitator motor is generated by generating a control signal for controlling the rotational speed of the agitation motor 30 coupled to the rotational shaft of the inner cylinder 20 within the optimum rotational speed range calculated by the calculating unit 120 (to rpm rotation control). 30 can be sent.
  • the controller 130 may receive an initial rotation speed value of the stirring motor 30. For example, assuming that the initial rotational speed value of the stirring motor 30 is A, when A is located within the optimum rotational speed range calculated from the calculation unit 120 after the reaction proceeds, a Reynolds flow is generated. Since it has a number range, the controller 130 does not generate a separate control signal.
  • the control unit 130 increases the rotation speed of the stirring motor 30 to generate the control signal so that A is within the rotation speed range.
  • the rotation speed of the motor 30 can be adjusted.
  • the controller 130 lowers the rotational speed of the stirring motor 30 to generate a control signal so that A is within the rotational speed range, thereby causing the stirring motor to be positioned.
  • the rotation speed of 30 can be adjusted.
  • the calculation unit 120 calculates the optimum rotation speed range of the Taylor reactor based on the viscosity data of the reactants, and the control unit 130 so that the rotation speed of the stirring motor 30 is always within the optimum rotation speed range.
  • the Taylor reactor can have a Reynolds number that produces a continuous Taylor flow during the reaction. Accordingly, even when the mixed state of the reactant introduced into the Taylor reactor or the state according to the chemical reaction changes, the Taylor flow can be maintained in the Taylor reactor, thereby allowing more uniform mixing and chemical reaction.
  • the calculator 120 and the controller 130 may be embodied as computer readable codes or programs in a computer readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include any type of recording device that stores data that can be read by a computer system.
  • the computer-readable recording medium may be distributed in a networked computer system and distributed in a computer-readable manner. Can be stored and executed.
  • 4 is a diagram showing the results of a simulation showing the internal flow state of the comparative example and the example.
  • 4A shows a simulation result when the rotation speed of the inner cylinder of the Taylor reactor is fixed at 936 rpm as a comparative example.
  • 4B shows simulation results of controlling the rotational speed of the inner cylinder of the Taylor reactor according to the viscosity change of the reactant as an example.
  • the simulation used glycerin as a reactant and determined the rotational speed of the initial inner cylinder based on the Reynolds number (Re) 135 where Taylor flow was maintained.
  • Flow flow is a high speed camera used in PIV (Particle Image Velocimetry) system and the images taken at each RPM were analyzed using INSIGHT 4G Software.

Abstract

지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기가 개시된다. 본 발명의 구체예들에 따른 테일러 반응기는 반응물의 점도를 실시간으로 측정하고, 측정된 점도 데이터와 반응 챔버 내에서 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위를 기반으로 테일러 반응기의 최적 회전 속도 범위를 산출하고 이에 따라 이너 실린더의 회전 속도를 제어함으로써, 투입된 반응물의 혼합 상태나 화학 반응에 따른 상태가 변화하여도 반응기 내에서 테일러 유동을 유지할 수 있다.

Description

지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기
본 발명은 테일러 유동(Taylor flow)을 발생시키고 이를 이용하여 반응물을 혼합, 반응시키는 장치는 테일러 반응기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응물이 혼합, 반응되는 동안 지속적으로 테일러 유동을 유지할 수 있는 테일러 반응기에 관한 것이다.
외부 실린더와 내부 실린더로 구성된 동심환형관 형태의 혼합용기에서 외부 실린더는 고정되어 있고 내부 실린더만 회전하는 경우, 회전 속도에 따라 테일러 유동(Taylor flow)이 발생한다. 그리고 테일러 유동을 이용하여 반응물을 혼합, 생산하는 장치를 테일러 반응기(Taylor Reactor)라고 한다. 테일러 반응기는 반응물들을 테일러 와류의 특성을 이용하여 균일한 생성물을 얻는데 이용된다. 혼합성이 우수하여 균일한 혼합 및 화학반응을 필요로 하는 다양한 산업분야에서 폭넓게 적용되고 있는 실정이다.
테일러 반응기 내에서 생성되는 테일러 유동의 형태는 무차원 수인 테일러 수(Taylor number) 또는 레이놀즈 수(Reynolds number)에 따라 달라질 수 있다. 레이놀즈 수는 관성력, 점성력의 비를 의미하는 것으로, 주어진 유동 조건에서 두 종류의 힘의 상대적 중요도를 정량적으로 나타내는 지표다. 예를 들어 테일러 반응기에서 레이놀즈 수가 특정값보다 아래에 있는 경우 테일러 반응기 내에서는 circular Couette flow(CCF) 유동을 형성한다. 이어 테일러 반응기의 내부 실린더의 회전속도가 증가하고, 이에 따라 레이놀즈 수가 특정값을 넘어서면 테일러 반응기 내의 유동은 Taylor vortex flow(TVF)를 형성한다. 즉 두 개의 와류가 한 쌍을 이루며 역방향으로 회전하는 와류들이 반응기의 축 방향으로 연속적으로 생성되는 식이다.
문제는 테일러 반응기 내에서 형성되는 테일러 유동의 크기, 속도, 압력 등은 양질의 미세혼합을 위해 중요한 요소이지만, 구체적인 측정이나 평가가 어렵다는 데에 있다. 예컨대 현재 통상적으로 이용되는 테일러 반응기에서는 내부 실린더의 회전속도를 초기에 설정하도록 이루어지며, 반응기의 회전속도는 반응기의 구동의 시작점에서부터 구동이 종료될 때까지 설정된 회전속도로 유지된다. 하지만 투입된 반응물들이 테일러 반응기 내에서 혼합 내지 화학 반응을 일으키면서 전체 반응물의 밀도나 점도가 시간에 따라 변화하는 것이 일반적이므로, 초기 설정된 회전속도를 반응 내내 유지하는 것은 보다 균일한 혼합 및 화학반응을 일으키는 데 한계가 있다. 반응물의 밀도나 점도 변화에 따라 레이놀즈 수가 변화하기 때문이다.
따라서 상술한 문제점을 해결함으로써 테일러 반응기에서 보다 균일한 혼합 및 화학반응을 일으킬 필요성이 있다.
본 발명은 투입된 반응물의 혼합 상태나 화학 반응 과정에 따라 테일러 반응기의 회전속도를 제어함으로써 반응기가 구동하는 내내 테일러 유동을 유지할 수 있는 테일러 반응기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 1 이상의 반응물 주입포트, 1 이상의 보조포트 및 1 이상의 반응물 배출포트를 포함하는 테일러 반응기에 있어서, 보조포트 및 반응물 배출포트들 중 1 이상에 연결되어 반응물의 점도를 실시간으로 측정하는 점도측정부와, 점도측정부로부터 측정된 점도 데이터를 수신하고, 상기 점도 데이터와 미리 주어진 반응기의 반응 공간 내에서 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수(Reynolds number) 범위를 기반으로 테일러 반응기의 최적 회전 속도 범위를 산출하는 연산부와, 연산부로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 내에 상응하도록 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 테일러 반응기가 제공될 수 있다.
본 발명의 구체예들에 따른 테일러 반응기는 반응물의 점도를 실시간으로 측정하고, 측정된 점도 데이터와 반응 챔버 내에서 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위를 기반으로 테일러 반응기의 최적 회전 속도 범위를 산출하고 이에 따라 이너 실린더의 회전 속도를 제어함으로써, 투입된 반응물의 혼합 상태나 화학 반응에 따른 상태가 변화하여도 반응기 내에서 테일러 유동을 유지할 수 있다. 따라서 보다 균일한 혼합 및 화학반응을 일으킬 수 있다.
도 1은 테일러 반응기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 테일러 반응기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 테일러 반응기의 주요 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 4는 비교예와 실시예의 내부 유동 상태를 나타내는 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이다.
<부호의 설명>
100: 반응기 몸체 10: 아우터 실린더
20: 이너 실린더 30: 교반모터
110: 점도측정부 120: 연산부
130: 제어부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.
본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미한다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에" 다른 구성요소가 위치함을 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우 뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.
도 1은 테일러 반응기를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 통상의 테일러 반응기에 대하여 간략하게 설명한다. 테일러 반응기는 중심이 같은 두 개의 실린더, 아우터 실린더(10)와 이너 실린더(20)를 포함한다. 여기에서 이너 실린더(20)는 아우터 실린더(10) 내부에 설치된다. 아우터 실린더(10)는 고정 설치되고, 이너 실린더(20)는 회전 가능하도록 설치된다. 이를 위해 이너 실린더(20)의 회전축(미표기)은 테일러 반응기 외부에 위치하는 회전구동부(30)에 연결된다. 회전구동부(30)는 모터 등의 구동원을 포함할 수 있다. 회전구동부(30)의 구동에 의해 이너 실린더(20)는 회전축을 따라 회전한다.
아우터 실린더(10)에는 1 이상의 반응물 주입포트(13)와 1 이상의 반응물 배출포트(14)가 형성된다. 반응물 주입포트(13)를 통해 반응물들이 주입된다. 주입된 반응물들은 아우터 실린더(10)의 내부면과 이너 실린더(20)의 외부면 사이에 마련되는 공간에 위치된다. 이너 실린더(20)의 회전에 따라 아우터 실린더(10)와 이너 실린더(20) 사이의 공간에서는 유동이 생성되며, 생성된 유동에 의해 반응물들이 혼합되거나 화학 반응을 일으킨다. 반응이 종료된 반응물들은 반응물 배출포트(14)를 통해 배출될 수 있다. 이와 같은 테일러 반응기는 반응물질이 주입됨과 동시에 반응기가 작동되어 입구에서부터 혼합된 생성물이 출구에 도달하기까지 연속적으로 반응이 진행될 수 있다. 즉, 주입과 배출이 동시에 이루어지기 때문에 정체 영역이 생기지 않는 연속식 반응기이다. 이는 반응물질을 한꺼번에 주입하고 충분한 혼합시간이 지난 후에 생성물을 얻는 비연속식 반응기인 회분식 반응기에 비해 균일하고 양질의 생성물을 생성할 수 있을 뿐더러 공정 편의성을 제공한다는 점에서 유리하다.
테일러 반응기 내의 유동특성에 대해 설명한다. 테일러 반응기 내에서의 유동의 형태는 레이놀즈 수(Reynolds number)에 따라 각기 다른 양상을 보인다. 축 방향 속도가 없는 테일러 반응기에서 레이놀즈 수가 제1 값보다 작은 경우에 유동은 circular Couette flow(CCF)를 형성한다. 이너 실린더(20)의 회전속도가 증가함에 따라 레이놀즈 수가 제1 값을 넘어서는 경우, 테일러 반응기 내의 유동은 Taylor vortex flow(TVF)를 형성한다. TVF는 두 개의 와류가 한 쌍을 이루며 역방향으로 회전하는 와류들이 반응기의 축 방향으로 연속적으로 생성되는 양상이다. 구체적으로는 이너 실린더(20)의 회전에 의해 아우터 실린더(10)와 이너 실린더(20) 사이의 공간에서 회전방향으로의 흐름이 발생하며, 이러한 흐름에 의해 원심력과 코리올리힘(Coriolis force)을 받아 반응물(유체)들이 아우터 실린더(10) 방향으로 이동하려는 경향을 보이고 유체가 불안정하게 되어 회전축 방향에 따라 규칙적이면서도 서로 반대 되는 방향으로 회전하려는 고리쌍 배열의 와류(도 1 하부 도면에서 T로 표기함)가 형성되는 것이다. 한편, 레이놀즈 수가 제1 값보다 큰 제2 값을 넘어서는 경우, 반응기의 둘레를 따라 물결 모양의 유동이 형성되며 이를 wavy vortex flow(WVF)라 한다. 나아가 레이놀즈 수가 제2 값보다 큰 제3 값을 넘어서는 경우 turbulent Taylor vortex flow(TTVF)라 불리는 유동으로 변하게 되며 부분적으로 불규칙한 와류가 형성된다. 이렇듯 레이놀즈 수에 따라 테일러 반응기 내에서는 다양한 형태의 유동이 생성되며, 이 중 테일러 유동(TVF)은 연속적인 띠고리 회전유동을 만들어서 균일한 전단응력에 반응하는 물질들에 적용됨으로써 미세혼합공정(Micromixing), 그래핀 박리 또는 세포분리 등과 같은 공정을 수행할 수 있다. 따라서 테일러 반응기에서 반응이 진행되는 동안 테일러 유동을 균일하게 유지하는 것이 매우 중요하다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 테일러 반응기의 사시도이고, 도 3은 도 2의 테일러 반응기의 주요 구성요소를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 구체예들에 다른 테일러 반응기에 대하여 설명한다.
본 발명의 구체예들에 따른 테일러 반응기는 반응기 몸체(100)와, 점도측정부(110)와, 연산부(120)와, 제어부(130)를 포함한다.
반응기 몸체(100)는 아우터 실린더(10), 이너 실린더(20), 교반모터(30)를 포함한다. 아우터 실린더(10)는 원형단면의 내부 공간을 갖는다. 이너 실린더(20, 도 1 참조)는 아우터 실린더(10)와 동심상에 회전가능하도록 아우터 실린더(10) 내부에 설치된다. 이 때, 이너 실린더(20)의 외주면과 아우터 실린더(10)의 내주면 사이에는 반응 공간이 형성된다. 교반모터(30)는 이너 실린더(20)를 회전시키도록 아우터 실린더(10) 일측에 배치된다. 일 구체예에 있어서, 교반모터(30)는 직류전압조절기 등에 의해 10~2000rpm 범위 내에서 이너 실린더(20)의 회전속도를 조절할 수 있는 변속형 교반모터이다.
아우터 실린더(10)에는 1 이상의 반응물 주입포트(13), 1 이상의 보조포트(15), 1 이상의 반응물 배출포트(14)가 형성될 수 있다. 반응물 주입포트(13), 보조포트(15) 및 반응물 배출포트(14)는 모두 이너 실린더(20)와 아우터 실린더(10) 사이에 형성되는 반응 공간과 연통되도록 형성된다. 일 구체예에 있어서 아우터 실린더(10)의 외부에 일정간격을 두고 다수의 플랜지부(12)가 형성될 수 있으며, 이 때 반응물 주입포트(13)는 플랜지부(12)에 1 이상 형성될 수 있다. 보조포트(15)는 필요에 따라 다양한 용도로 활용되기 위한 잉여 포트에 해당한다. 예를 들어 보조포트(15)는 반응물 주입포트로 사용될 수 있고, 유량감지센서를 설치하기 위한 포트로 사용될 수 있고, 반응물의 샘플링 작업용으로도 사용될 수 있다. 물론 특별한 쓰임새가 없는 경우에는 차단판에 의해 폐쇄 처리될 수도 있다. 반응물 배출포트(14)로는 반응물 결과물이 배출되는 포트다.
본 발명의 구체예들에 따른 반응기 몸체(100)는 한국등록특허 제10-1092337호에 개시된 결정분리장치와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있는 바, 더 이상의 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 한편, 도 2에서 미설명된 부호들을 개략적으로 언급하면 80은 제1 서포터, 80a는 제2 서포터로 반응기 몸체(100)를 하부에서 지지한다. 제1 서포터(80)는 서포트 패널(81)과, 서포트 패널(81)의 하부에 설치되는 구름롤러(82)를 포함하며, 이를 통해 반응기 몸체(100)를 이동시킬 수 있다. 11a는 반응물 드레인포트로 반응기를 청소할 때, 반응기 내에 있는 유체들을 외부로 배출시키는 용도로 사용될 수 있다.
점도측정부(110)는 보조포트(15) 및 반응물 배출포트(14)들 중 1 이상에 연결되어 반응물의 점도를 실시간으로 측정한다. 점도는 유체의 유동적 성질을 지배하는 중요한 물리량으로, 흐름의 각 지점에서 유체의 속도가 다를 경우 분자끼리의 충돌이나 분자간 상호작용에 의해 운동량의 흐름이 빠른 부분에서 느린 부분으로 이동하여 속도가 같아지고자 하는데, 이 때의 에너지 손실을 수반하는 과정을 의미한다. 이하, 점도측정부(110)에서 측정된 반응물의 실시간 점도를 점도 데이터라고 명명한다. 보조포트(15) 및 반응물 배출포트(14)는 이너 실린더(20)와 아우터 실린더(10) 사이에 형성되는 반응 공간과 연통되므로, 점도측정부(110)는 보조포트(15) 또는 반응물 배출포트(14)를 통해 상기 반응 공간에 위치하는 반응물의 점도를 측정할 수 있다. 점도측정부(110)는 반응 공간에 위치하는 반응물의 점도를 측정할 수 있으면 되고, 특정 구성으로 한정되는 것은 아니다. 점도측정부(110)는 세관식 점도계, 회전식 점도계, 낙체식 점도계, 진동식 점도계 등이 이용될 수 있다. 각 점도계의 기술 원리 및 세부 기술적 사항은 당업계에 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
일 구체예에 있어서, 점도측정부(110)는 보조포트(15) 및 반응물 배출포트(14)에 착탈 가능하도록 형성되는 몸체부와, 몸체부에 배치되는 모세관과, 모세관에 인접하여 배치되는 1 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예컨대 모세관은 유리로 형성될 수 있으며, 내경과 외경이 밀리미터급 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 점도측정부(110)는 모세관을 통해 반응물을 흡입하고 이 때 모세관을 통과하는 체적유량과 모세관 전후의 차압을 센서들을 이용하여 측정함으로써 반응물의 점도를 실시간으로 측정할 수 있다.
점도측정부(110)는 점도 데이터를 연산부(120)로 송신하는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 통신부는 연산부(120)와 유무선 통신이 가능한 모듈 형태로 구성될 수 있다. 무선 통신의 경우 인터넷, 무선 LAN/WAN과 같은 무선 네트워크, 블루투스, 와이파이 등을 예로 들 수 있다.
본 발명의 구체예들에 따른 테일러 반응기에서 점도측정부(110)를 통해 반응물의 점도를 측정하는 이유는 다음과 같다. 상술한 것처럼 테일러 반응기 내에서의 유동의 형태는 레이놀즈 수에 따라 각기 다른 양상을 보인다. 레이놀즈 수는 관성력과 점성력의 비를 의미하는 것으로 보다 구체적으로는 유체의 밀도, 유동의 평균 속도, 특성길이(characteristic length)에 비례하고, 유체의 점도에 반비례하는 특성이 있다. 테일러 반응기 내에 특정 유체를 투입함에 있어, 레이놀즈 수에 영향을 미치는 변수들 중에서 유체의 밀도, 특성길이, 유체의 점도는 상기 특정 유체에 따라 정해지는 상수에 가깝다. 따라서 이너 실린더의 회전속도가 일정 범위 내에 있도록 설정하면 테일러 반응기 내에서 테일러 유동을 생성시키는 레이놀즈 수를 유지할 수 있다. 이에 따라 통상의 테일러 반응기에서는 반응기에 투입하는 유체의 초기 조건을 기준으로 이너 실린더의 회전속도를 고정하고, 이를 반응이 일어나는 내내 유지하는 방식을 택하고 있다. 문제는 반응이 진행됨에 따라 유체의 밀도나 유체의 점도가 변화한다는 데에 있다. 테일러 반응기 내로 투입된 반응물들은 미세혼합 또는 화학 반응을 일으키면서 전체 반응물의 밀도나 점도가 시간에 따라 변화한다. 따라서 유체의 초기 조건을 기준으로 이너 실린더의 회전속도를 반응이 일어나는 전체 시간에 걸쳐 고정시키는 것은 반응물의 상태에 따라 테일러 유동이 생성되는 레이놀즈 수의 범위를 벗어날 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 구체예들에 따른 테일러 반응기에서는 점도측정부(110)를 통해 반응물의 점도를 실시간으로 측정하고, 이에 기반하여 이너 실린더(20)의 회전속도를 제어하도록 함으로써 테일러 반응기가 항상 테일러 유동이 생성되는 레이놀즈 수를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
연산부(120)는 점도측정부(110)로부터 측정된 점도 데이터를 수신한다. 이를 위해 연산부(120)는 통신부를 포함할 수 있다. 그리고 연산부(120)는 점도 데이터와 미리 주어진 반응기의 반응 공간 내에서 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위를 기반으로 테일러 반응기의 최적 회전 속도 범위를 산출한다.
예를 들어 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위를 117~167(Re)로 가정한다. 테일러 반응기 내에 투입되는 유체의 종류 등에 의해 유체의 초기 밀도, 유체의 초기 점도, 특성길이 들이 특정되고, 이에 따라 테일러 반응기가 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수를 갖도록 이너 실린더의 초기속도를 결정할 수 있을 것이다. 여기까지는 기존 테일러 반응기에서의 속도 제어 방법과 동일 또는 유사하다. 하지만 본 발명의 구체예들에 따른 테일러 반응기에서는 반응이 진행되면서 점도측정부(110)를 통해 실시간으로 반응물의 점도를 측정한다. 이 때 점도가 점차 상승하는 경우, 유체의 점도에 반비례하는 레이놀즈 수는 점차 하강하게 되므로 이너 실린더(20)에 속도가 초기 결정된 값을 유지한다면 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위인 117~167(Re)를 벗어날 수 있다. 따라서 연산부(120)에서는 이를 방지하기 위해 유체의 점도 상승분을 고려하여 테일러 반응기가 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위 내의 레이놀즈 수 값을 갖도록 이너 실린더(20)의 최적 회전 속도 범위를 산출한다. 구체적으로는 레이놀즈 수를 산출하는 산식에서 결과값(테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수 범위)이 기 정해져 있으므로 이를 역산하여 최적 회전 속도범위를 산출하는 방식으로 이루어질 수 있다. 물론 반응물의 점도 뿐만 아니라 밀도도 변화할 수 있고 이에 따라 레이놀즈 수가 변할 수 있다. 하지만 본 발명의 발명자들이 수 많은 시뮬레이션을 거친 결과, 테일러 반응기를 이용하는 통상의 대부분의 반응물에서는 반응이 진행되는 동안의 반응물의 밀도의 변화량보다는 점도의 변화량이 보다 변동성이 커서 레이놀즈 수의 증감에 영향을 보다 크게 미침을 확인하였다. 따라서 점도의 변화에 따라 이너 실린더(20)의 회전속도를 제어하는 것만으로도 테일러 반응기에서 테일러 유동을 지속적으로 유지할 수 있음을 알 수 있었다. 그럼에도 불구하고 경우에 따라서는 반응물의 밀도를 측정하고 이를 반영할 수도 있을 것이다.
한편, 테일러 반응기 내에 반응물이 주입되고 난 후, 일정 시간이 지나면서 점도 등이 변화할 가능성이 높으므로 점도측정부(110)가 반응물이 주입되고 난 후에 기 결정된 시간이 경과된 후에 점도를 측정하도록 할 수 있다.
제어부(130)는 연산부(120)로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 내에 상응하도록 회전 속도를 제어한다. 구체적으로는 연산부(120)로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 내로 이너 실린더(20)의 회전축과 결합되는 교반모터(30)의 회전 속도(내지 회전수 rpm 제어)를 제어하는 제어신호를 생성하여 교반모터(30)로 전송할 수 있다. 이를 위해 제어부(130)는 교반모터(30)의 초기 회전 속도 값을 수신할 수 있다. 예를 들어 교반모터(30)의 초기 회전 속도 값이 A라고 가정할 때, 반응이 진행되고 난 후 연산부(120)로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 내에 A가 위치하는 경우에는 테일러 유동이 생성되는 레이놀즈 수 범위를 가지는 바, 제어부(130)에서는 별도의 제어신호를 생성하지 않는다. 그러나 연산부(120)로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 아래에 A가 위치하는 경우에는 제어부(130)에서는 교반모터(30)의 회전 속도를 높여 A가 상기 회전 속도 범위 내에 위치하도록 제어신호를 생성함으로써 교반모터(30)의 회전 속도를 조정할 수 있다. 또한 연산부(120)로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 위에 A가 위치하는 경우에는 제어부(130)에서는 교반모터(30)의 회전 속도를 낮춰 A가 상기 회전 속도 범위 내에 위치하도록 제어신호를 생성함으로써 교반모터(30)의 회전 속도를 조정할 수 있다.
이와 같이 연산부(120)에서 반응물의 점도 데이터를 기반으로 테일러 반응기의 최적 회전 속도 범위를 산출하고, 제어부(130)에서는 교반모터(30)의 회전 속도가 항상 최적 회전 속도 범위 내에 있도록 교반모터(30)의 회전 속도를 제어함으로써 테일러 반응기가 반응하는 동안 지속적으로 테일러 유동이 생성되는 레이놀즈 수를 갖도록 할 수 있다. 이에 따라 테일러 반응기 내로 투입되는 반응물의 혼합 상태나 화학 반응에 따른 상태가 변화하여도 테일러 반응기 내에서 테일러 유동을 유지할 수 있는 바, 보다 균일한 혼합 및 화학반응을 일으킬 수 있다. 한편, 연산부(120) 및 제어부(130)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램으로서 구현될 수 있다. 여기에서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있으며, 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
도 4는 비교예와 실시예의 내부 유동 상태를 나타내는 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이다. 도 4a는 비교예로써 테일러 반응기의 이너 실린더의 회전 속도를 936rpm으로 고정시킨 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 4b는 실시예로써 테일러 반응기의 이너 실린더의 회전 속도를 반응물의 점도 변화에 따라 제어한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 상기 시뮬레이션은 글리세린을 반응물로 하였으며, 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수(Re) 135를 기준으로 초기 이너 실린더의 회전속도를 결정하였다. 유동의 흐름은 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템에 사용되는 초고속 카메라로 각 RPM별로 촬영된 영상을 INSIGHT 4G Software를 사용하여 분석하였다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 도 4a에서와 같이 반응 내내 이너 실린더의 회전 속도를 936rpm으로 고정시킨 경우에는 반응이 진행됨에 따라 반응물의 점도가 높아지고 이에 따라 레이놀즈 수(Re)가 점차 낮아지게 되어 시간이 경과됨에 따라 테일러 반응기 내에서 테일러 유동이 점차 사라지는 것을 확인할 수 있었다. 반면 도 4b에서와 같이 반응 내내 이너 실린더의 회전 속도를 반응물의 점도 데이터에 따라 점차 높인 경우에는 레이놀즈 수 (Re)가 대략 135를 지속적으로 유지하게 되는 바 테일러 반응기 내에서 테일러 유동이 지속적으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.

Claims (5)

1 이상의 반응물 주입포트, 1 이상의 보조포트 및 1 이상의 반응물 배출포트를 포함하는 테일러 반응기에 있어서,
보조포트 및 반응물 배출포트들 중 1 이상에 연결되어 반응물의 점도를 실시간으로 측정하는 점도측정부와,
점도측정부로부터 측정된 점도 데이터를 수신하고, 상기 점도 데이터와 미리 주어진 반응기의 반응 공간 내에서 테일러 유동이 유지되는 레이놀즈 수(Reynolds number) 범위를 기반으로 테일러 반응기의 최적 회전 속도 범위를 산출하는 연산부와,
연산부로부터 산출된 최적 회전 속도 범위 내에 상응하도록 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 테일러 반응기.
청구항 1에 있어서,
원형단면의 내부 공간을 가지며 상기 반응물 주입포트, 보조포트 및 반응물 배출포트가 형성되는 비 회전체인 아우터 실린더와,
아우터 실린더와 동심상에 회전가능하도록 아우터 실린더 내부에 설치되는 것으로, 외주면과 아우터 실린더 내주면 사이에 반응 공간을 형성하는 이너 실린더와,
이너 실린더를 회전시키도록 아우터 실린더 일측에 배치되는 교반모터를 더 포함하는 테일러 반응기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 점도측정부는 몸체부와, 몸체부에 배치되는 모세관과, 모세관에 인접하여 배치되는 1이상의 점도 센서를 포함하는 테일러 반응기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 점도측정부는 반응물이 주입되고 난 후, 기 결정된 시간이 경과된 후에 반응물의 점도를 측정하는 테일러 반응기.
청구항 3에 있어서,
상기 점도측정부는 측정된 점도를 연산부로 송신하는 통신부를 더 포함하는 테일러 반응기.
PCT/KR2018/005276 2018-05-04 2018-05-08 지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기 WO2019212082A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0051701 2018-05-04
KR1020180051701A KR102097584B1 (ko) 2018-05-04 2018-05-04 지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019212082A1 true WO2019212082A1 (ko) 2019-11-07

Family

ID=68386549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/005276 WO2019212082A1 (ko) 2018-05-04 2018-05-08 지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102097584B1 (ko)
WO (1) WO2019212082A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111111597A (zh) * 2020-01-15 2020-05-08 南通海晴医药科技有限公司 一种旋涡反应器及其使用方法
CN114887556A (zh) * 2022-04-28 2022-08-12 东南大学 一种泰勒流两相反应器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62174676U (ko) * 1986-04-25 1987-11-06
JP2006504513A (ja) * 2002-10-30 2006-02-09 ビーエーエスエフ　コーティングス　アクチェンゲゼルシャフト 物質変換のためのテイラー反応器
JP2010534337A (ja) * 2007-07-23 2010-11-04 カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド 埋め込み型粘度監視デバイスおよびその方法
KR101092337B1 (ko) * 2011-07-20 2011-12-09 (주) 라미나 리튬이차전지의 양극 활물질 제조용 올인원 타입 연속식 반응기 및 이를 포함하는 결정분리장치
KR20160095679A (ko) * 2015-02-03 2016-08-12 한국전자통신연구원 휴대용 점도 측정장치 및 점도 측정용 모세관 제조 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101727939B1 (ko) 2016-05-23 2017-04-18 주식회사 라미나 테일러 반응기를 이용한 표면처리 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62174676U (ko) * 1986-04-25 1987-11-06
JP2006504513A (ja) * 2002-10-30 2006-02-09 ビーエーエスエフ　コーティングス　アクチェンゲゼルシャフト 物質変換のためのテイラー反応器
JP2010534337A (ja) * 2007-07-23 2010-11-04 カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド 埋め込み型粘度監視デバイスおよびその方法
KR101092337B1 (ko) * 2011-07-20 2011-12-09 (주) 라미나 리튬이차전지의 양극 활물질 제조용 올인원 타입 연속식 반응기 및 이를 포함하는 결정분리장치
KR20160095679A (ko) * 2015-02-03 2016-08-12 한국전자통신연구원 휴대용 점도 측정장치 및 점도 측정용 모세관 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111111597A (zh) * 2020-01-15 2020-05-08 南通海晴医药科技有限公司 一种旋涡反应器及其使用方法
CN114887556A (zh) * 2022-04-28 2022-08-12 东南大学 一种泰勒流两相反应器
CN114887556B (zh) * 2022-04-28 2023-07-28 东南大学 一种泰勒流两相反应器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102097584B1 (ko) 2020-04-06
KR20190127276A (ko) 2019-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Hydrodynamics and mass transfer characteristics of liquid–liquid slug flow in microchannels: The effects of temperature, fluid properties and channel size
WO2019212082A1 (ko) 지속적으로 테일러 유동을 유지 가능한 테일러 반응기
CN101934213B (zh) 管型流动反应装置、使用了该管型流动反应装置的树脂微粒的制造方法
WO1994005413A1 (en) Method and apparatus for mixing fluids
US8318871B2 (en) Process for preparing a polymer
JP7228920B2 (ja) 流体処理装置
Liu et al. Numerical investigation and estimating correlation of micromixing performance of coaxial mixers
JP4718185B2 (ja) 物質変換のためのテイラー反応器
US20010006611A1 (en) Modular reactor system allowing control of particle size during chemical precipitation
US7087204B2 (en) Reaction unit
CN208661087U (zh) 一种微通道反应合成gma丙烯酸树脂的装置
Mirzaei et al. Mixing in a novel double coaxial spinning disks reactor
JP3473708B2 (ja) 細管式粘度計、細管式粘度計による粘度測定方法、及び流体の品質管理方法
WO2012165891A2 (ko) 핀을 이용한 교반용기 및 이를 포함하는 교반능력이 향상된 교반기
SU889077A1 (ru) Способ управлени процессом перемешивани в реакторе полунепрерывного действи
WO2022196554A1 (ja) 重合体製造システム及び重合体の製造方法
Yamamoto et al. Development and evaluation of large-scale impeller generating strong circulation flow suitable for wide viscosity range in reactor with cooling coil
JP2022145601A (ja) 重合体製造システム及び重合体の製造方法
JP2008043892A (ja) 混合器及び反応装置
CN218167031U (zh) 一种温度可控的反应釜
JPH0248026A (ja) 撹拌装置
CN218795172U (zh) 一种生物制药搅拌装置
JPH078775A (ja) 回転混合器
JP7292743B2 (ja) 流体処理装置
RU2433858C1 (ru) Аппарат для усреднения жидких дисперсий

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18917212

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 15/04/2021).

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18917212

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1