Flow Chemistry
Flow Chemistry 소개
연속식 반응기는 반응물질을 지속적으로 공급하고 반응 산물을 연속적으로 회수하는
연속 흐름방식의 반응 장치입니다.
전통적인 배치 반응기와 달리 실시간 반응 조건 제어, 높은 열 질량 전달 효율, 생산성 향상,
안전성 강화가 가능해 현대 화학, 제약, 소재 합성 등 공정에서 중요한 역할을 합니다.
연속 흐름방식의 반응 장치입니다.
전통적인 배치 반응기와 달리 실시간 반응 조건 제어, 높은 열 질량 전달 효율, 생산성 향상,
안전성 강화가 가능해 현대 화학, 제약, 소재 합성 등 공정에서 중요한 역할을 합니다.
Introduction
흐름 화학의 기본 원리
배치 반응에서는 모든 원료를 반응기에 넣고 일정 시간 동안 기다린 후 결과물을 꺼내지만, 흐름 화학에서는 펌프를 이용해 원료를 지속적으로 밀어 넣습니다. 두 개 이상의 흐름이 만나는 지점(Mixer)에서 반응이 시작되고, 관을 통과하는 동안 반응이 완료되어 끝단에서 생성물이 계속 나옵니다.
Basic Principles
Why Use It?
주요 장점 (왜 사용하는가?)
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정밀한 온도 제어
관의 표면적이 넓어 열 전달이 매우 빠릅니다. 폭발 위험이 있는 격렬한 발열 반응도 안전하게 제어할 수 있습니다.
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안전성
반응기 안에 존재하는 화학 물질의 양(Hold-up)이 매우 적습니다. 만약 사고가 나더라도 피해 규모가 훨씬 작습니다.
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반응속도와 효율
혼합이 매우 빠르고 효율적이며, 압력을 높이기가 쉬워 비등점 이상의 온도에서도 반응을 진행할 수 있습니다.
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자동화 및 스케일업
(Scale-up):실험실에서 성공한 조건을 단순히 관의 길이를 늘리거나 병렬로 연결하는 것만으로도 대량 생산으로 전환하기 쉽습니다.
배치(Batch) vs 흐름(Flow) 비교
Batch vs Flow
| 특징 | 배치공정(Batch) | 흐름 화학(Flow) |
|---|---|---|
| 장치 | 대형 탱크, 플라스크 | 튜브, 마이크로 리액터 |
| 온도 조절 | 어려움(Hot sopt 발생 가능) | 매우 정밀함 |
| 반응 시간 | 반응기 전체가 머무는 시간 | 유속과 관의 길이로 조절 |
| 처리량 | 한 번에 대량 처리 | 지속적으로 일정량 생산 |
활동분야
Application
복잡한 구조의 의약품 중간체를 고순도로 합성할 때 사용합니다.
폭발성이 강한 니트로화 반응이나 독성이 강한 가스를 사용하는 반응에 필수적입니다.
입자의 크기를 균일하게 제어해야 하는 첨단 소재 분야에서 활용됩니다.
흐름 화학은 '연속 공정(Continuous Manufacturing)'의 핵심 기술로, 최근 ESG 경영과 맞물려 폐기물을 줄이고
에너지를 절약하는 그린 케미스트리(Green Chemistry)의 대안으로 주목받고 있습니다.