停留時(shí)間分布(Residence Time Distribution，RTD)越來越受到化工、制藥、教育等領(lǐng)域用戶的關(guān)注，作為理解和控制化學(xué)反應(yīng)器性能的關(guān)鍵參數(shù)，便捷高效地對(duì)其進(jìn)行在線測(cè)定對(duì)于提高教學(xué)科研效率、提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、確保操作安全等具有重要作用。
什么是停留時(shí)間分布(RTD)
停留時(shí)間通常是指從流體進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)開始，到其離開反應(yīng)器為止的這一段時(shí)間。對(duì)于連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器而言，停留時(shí)間不像間歇反應(yīng)器那樣是同一個(gè)值，而是存在一個(gè)停留時(shí)間分布的現(xiàn)象。停留時(shí)間分布表示的是反應(yīng)物停留時(shí)間在反應(yīng)器中出現(xiàn)的頻率分布情況。
連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)物料返混及反應(yīng)器出現(xiàn)層流、死角、短路等現(xiàn)象，使得反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)短不一，即形成停留時(shí)間分布，從而影響反應(yīng)進(jìn)程和最終反應(yīng)結(jié)果。
測(cè)定RTD的意義
停留時(shí)間分布是連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器重要的流體力學(xué)參數(shù)之一，它主要反映了流體在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)特性，同時(shí)還可獲取反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間和返混程度等信息。因此，停留時(shí)間分布的測(cè)定廣泛應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)工程及化工分離過程，也是反應(yīng)器應(yīng)用和操作中所必不可少的理論依據(jù)，可加深對(duì)反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)特性的了解，為反應(yīng)器設(shè)計(jì)、選擇及工藝開發(fā)提科學(xué)依據(jù)。
同時(shí)，它也是研究反應(yīng)器內(nèi)多相流動(dòng)特性的重要手段。此外，利用平均停留時(shí)間還可判斷反應(yīng)器適合操作的反應(yīng)類型，例如極快速反應(yīng)(<1s)、快速反應(yīng)(<10min)和慢反應(yīng)(>10min)。
而在制藥領(lǐng)域，RTD的重要性同樣不可忽視。FDA在《連續(xù)制造的質(zhì)量考慮指導(dǎo)原則》對(duì)藥物連續(xù)生產(chǎn)中的工藝動(dòng)態(tài)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行了描述，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了物料的可追溯性，RTD參數(shù)作為物料追溯和確定適當(dāng)取樣計(jì)劃的基礎(chǔ)，對(duì)于設(shè)計(jì)連續(xù)制造過程的控制策略至關(guān)重要。
歐世盛RTD測(cè)定儀
RTD參數(shù)固然重要，但市場(chǎng)現(xiàn)有的測(cè)定裝置在便捷性、自動(dòng)化、準(zhǔn)確性等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶需求。用戶迫切需要便捷高效的測(cè)定工具?；诖?，歐世盛特地推出全自動(dòng)RTD測(cè)定儀來滿足這個(gè)普遍的需求。
測(cè)定儀由高壓輸液泵，自動(dòng)采樣器，高靈敏度在線紫外檢測(cè)器及內(nèi)置RTD計(jì)算模型的軟件系統(tǒng)組成。通過脈沖示蹤法及軟件內(nèi)置算法，自動(dòng)連續(xù)計(jì)算反應(yīng)器在某個(gè)條件下的RTD值。與市面上具有同類功能的裝置相比，歐世盛RTD測(cè)定儀的優(yōu)勢(shì)突出，展開來說主要有以下幾點(diǎn)：
1 自動(dòng)便捷：RTD測(cè)定儀上留有微反應(yīng)器接口，使用的時(shí)候用戶只要將RTD測(cè)定儀與待測(cè)微反應(yīng)器相連，進(jìn)行一鍵式操作，即可自動(dòng)連續(xù)化完成RTD測(cè)試。操作便捷的同時(shí)，也減少了人工操作的復(fù)雜性和時(shí)間消耗，提高了實(shí)驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性。
2 高度集成：設(shè)備一體化設(shè)計(jì)、占地小，且能提供集成式解決方案。而市面上同類裝置占地大，元件多而分散，手動(dòng)操作部分多。
3 軟件強(qiáng)大：功能強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)保障了優(yōu)異的數(shù)據(jù)處理能力。內(nèi)置RTD計(jì)算模型，能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，快速得到停留時(shí)間分布曲線和關(guān)鍵特征參數(shù)，并可輸出數(shù)據(jù)測(cè)試報(bào)告。市面上同類裝置無專用RTD軟件，外接模塊單元還需要單獨(dú)控制，使用不方便。
4 檢測(cè)準(zhǔn)確：采用了經(jīng)典的脈沖示蹤法作為RTD測(cè)試方法，數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠。自研的泵和閥確保了示蹤劑瞬時(shí)注入的快速和精準(zhǔn)。且自研的高靈敏度在線紫外檢測(cè)器也保障了檢測(cè)準(zhǔn)確度。
5 適用范圍廣：普遍適用于微通道連續(xù)合成在線檢測(cè)，使用中還可根據(jù)反應(yīng)器特點(diǎn)，改變液體流速及溫度等參數(shù)。
結(jié)束語(yǔ)
RTD的測(cè)定對(duì)于理解和優(yōu)化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和操作至關(guān)重要，特別是在連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器中。而在小分子藥物開發(fā)領(lǐng)域，RTD是物料流動(dòng)狀態(tài)的重要表征，對(duì)于物料的可追溯和控制策略同樣具有重要作用。
歐世盛RTD測(cè)定儀操作的便捷性以及優(yōu)異的性能，使其成為化工領(lǐng)域中反應(yīng)器設(shè)計(jì)、選擇、工藝開發(fā)的重要工具，還可以幫助用戶更好地理解和控制工藝過程，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量、效率和安全性。
此外，RTD也是化工工程教育和研究中的基礎(chǔ)概念，有助于學(xué)生和研究人員理解復(fù)雜的過程動(dòng)態(tài)。所以，RTD測(cè)定儀也是教育領(lǐng)域中教學(xué)和研究的得力助手。
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