반응성 체계 선별기자동화 제어, 실시간 모니터링 및 데이터 분석이 일체화된 선진 실험 설비로, 주로 화학 반응 체계를 신속하게 선별하고 최적화하는 데 사용되며, 신소재 연구 개발, 약물 합성, 환경 보호 등 분야에서 중요한 역할을 발휘하고 있다.이 설비는 반응 조건 (예: 온도, 압력, pH 값, 교반 속도 등) 을 정확하게 제어하고 반응 과정 중의 핵심 매개변수 (예: 반응 속도, 전환율, 산물 분포, 물질 농도 변화, 산 알칼리도 및 가스 발생 및 소모 상황 등) 를 실시간으로 모니터링하여 과학 연구자에게 대량의 가치 있는 데이터를 제공한다.그 핵심 부품은 반응 모듈, 제어 시스템 및 분석 시스템을 포함한다: 반응 모듈은 보통 여러 개의 독립 반응기로 구성되어 있으며, 서로 다른 반응 환경을 시뮬레이션할 수 있다;제어 시스템은 실험의 정확성과 중복성을 확보한다.분석 시스템은 센서와 검출기를 통해 반응 과정을 실시간으로 모니터링하고 데이터를 컴퓨터로 전송하여 처리하고 분석한다.

　　반응성 체계 선별기화학, 재료 과학 및 약물 연구 개발의 핵심 설비로서, 그 설계는 반응 조건의 정확한 제어, 실시간 모니터링 및 고효율 선별을 실현하기 위해 여러 개의 정밀 모듈을 통합했다.다음은 핵심 구성 요소에 대한 자세한 설명입니다.

1. 반응 모듈

반응모듈은 선별기의 핵심집행단위로서 반응체계를 탑재하고 조건통제를 실현한다.주요 특징은 다음과 같습니다.

다중 채널 독립 제어: 8개 그룹 이상의 여러 평행 반응을 동시에 실행할 수 있으며, 각 채널은 온도, 압력, 교반 속도 등의 매개변수를 독립적으로 설정하여 실험 조건의 일관성과 대비성을 보장합니다.

재질과 용적의 다양성: 반응솥은 일반적으로 부식에 견디고 고온과 고압에 견디는 재질 (예를 들면 스테인리스강, 하씨합금 또는 유리) 을 사용하며 용적범위는 미량 (예를 들면 16mL) 에서 중간시험규모 (예를 들면 400mL) 로 부동한 연구단계의 수요에 적응한다.

밀봉 및 안전 설계: 고압 밀봉 구조 및 안전 밸브를 장착하여 반응 통제 불능으로 인한 누출이나 폭발을 방지하고, 일부 시스템은 압력 센서와 긴급 유압 장치도 통합한다.

2. 온도 제어 시스템

온도는 반응 속도와 선택성에 영향을 주는 핵심 매개 변수이며 필터는 다음 구성 요소를 통해 정확한 온도 제어를 수행합니다.

가열/냉방 단위: 전기 가열, 유욕 또는 반도체 냉방 기술을 사용하여 넓은 온도 지역 (예: -80 ℃ 에서 300 ℃) 을 커버하여 저온 결정 또는 고온 중합 등의 수요를 만족시킨다.

온도 센서: 고정밀 열전지 또는 RTD 센서는 실시간으로 반응 온도를 모니터링하고 제어 시스템에 피드백하여 폐쇄 루프 조절을 형성하며 정밀도는 ± 0.1 ℃ 에 달한다.

국부 가열 기술: 일부 시스템 (예를 들어 광촉매 반응기) 은 국부 가열 모듈을 장착하여 반응부의 특정 구역에 대해 정확한 온도 제어를 할 수 있으며 열 경도의 영향을 줄일 수 있다.

3. 압력 제어 시스템

고압 반응 (예: 수소화, 초임계 유체 반응) 은 압력 관리를 엄격히 해야 하며 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

압력원: 가스강병이나 고압펌프는 반응에 필요한 압력을 제공하는데 범위는 일반적으로 0-20MPa이고 일부 시스템은 타성기체 (예: N, Ar) 보호를 지원한다.

압력센서와 조절밸브: 압력변화를 실시간으로 모니터링하고 비례조절밸브를 통해 설정치를 유지하여 항압조건에서 반응이 진행되도록 확보한다.

안전 보호: 폭파편 또는 안전밸브를 설치하여 압력이 임계치를 초과할 때 자동으로 압력을 누설하여 설비의 파손이나 인원의 상해를 방지한다.

4, 믹서 및 혼합 시스템

균일한 혼합은 반응 성공의 열쇠이며 시스템은 다양한 믹서 방법을 제공합니다.

자력교반: 저점도체계에 적용되며 외부자석을 통해 내부교반자를 구동하고 기계밀봉이 없어 오염위험을 감소시킨다.

상단식 기계 교반: 고점도 또는 고체가 참여하는 반응에 사용되며, 주파수 변환 모터를 장착하고, 교반 속도를 조절할 수 있다 (예: 50-1500rpm).

특수 교반 설계: 와륜식, 닻식 교반 프로펠러와 같이 특정 반응 체계 (예: 부상 중합) 에 대한 혼합 효과를 최적화한다.

5. 샘플링 및 재료 공급 시스템

반응물의 정확한 첨가와 샘플 채집을 실현하다:

자동 샘플링기: 펌프나 주사기를 통해 액체 또는 가스 반응물을 미리 설정된 절차에 따라 반응솥에 넣고 사다리꼴 재료나 펄스식 첨가를 지원한다.

샘플 수집 밸브: 반응 과정에서 정시에 샘플을 추출하여 온라인 분석 또는 오프라인 검측에 사용하며, 일부 시스템은 저온 냉각 장치를 장착하여 샘플의 분해를 방지한다.

고체 가공기: 고체 촉매 또는 시약에 대해 진동판 또는 나선 수송기를 사용하여 정량 첨가를 실현한다.

6. 모니터링 및 검측 시스템

주요 구성 요소는 다음과 같은 반응 프로세스 데이터를 실시간으로 가져옵니다.

센서 어레이: pH계, 전도도계, 용존산소 센서 등을 통합하여 반응 체계의 핵심 파라미터를 모니터링한다.

스펙트럼 검사 모듈: 예를 들어 자외선-가시성 (UV-Vis), 적외선 (FTIR) 또는 라만 스펙트럼 프로브는 반응솥에 직접 삽입하여 제자리 분석을 실현하고 반응물 소모와 산물 생성을 추적한다.

기체분석단위: 질량분광(MS) 또는 기상크로마토그래프(GC)를 통해 온라인으로 기체산물을 분석하고 반응전환률 또는 선택성을 계산한다.

7. 광원 시스템

광촉매 또는 광화학 반응에는 전용 광원이 필요합니다.

LED 광원: 단색광 또는 아날로그 태양 스펙트럼을 제공하며, 파장 범위는 자외선에서 근적외선 (예: 200-1000nm) 으로 덮여 있으며, 빛의 강도는 조절할 수 있다.

광섬유도광시스템: 광선을 균일하게 반응솥에 도입하여 광감쇠나 열점을 피면하고 일부 시스템은 다파장동기조사를 지원한다.

광강도 모니터링: 광전력계를 배치하여 실시간으로 광강도를 교정하고 실험의 중복성을 확보한다.

8. 제어 시스템 및 소프트웨어

통합 제어 및 데이터 분석 플랫폼:

중앙 제어 장치: 터치스크린 또는 상위기 소프트웨어를 통해 반응 파라미터를 설정하고 실시간 데이터를 모니터링하며 원격 조작과 고장 진단을 지원한다.

데이터 수집 및 처리: 온도, 압력, 교반 속도 등의 매개변수를 자동으로 기록하고 추세도 또는 보고서를 생성하며 데이터 내보내기 및 타사 소프트웨어 분석을 지원합니다.

시뮬레이션 및 최적화 기능: 일부 소프트웨어에는 반응 동력학 모델이 내장되어 있어 반응 경로를 예측하거나 공정 조건을 최적화하여 연구 개발 과정을 가속화할 수 있다.

9. 안전 및 보호 시스템

실험 안전 확보:

긴급 정지 버튼: 클릭 한 번으로 모든 에너지 공급을 차단하고 신속하게 반응을 종료합니다.

가스 누출 감지: 가스 또는 유독가스 센서를 장착하여 경보를 촉발하고 통풍 시스템을 작동합니다.

방폭설계: 반응솥과 전기부품은 방폭구조를 채용하여 국제안전표준 (예: ATEX, CE인증) 을 부합한다.