工廠製程議題| Chapter 2: 什麼反應適合使用微流道反應器，製程放大?
利泓科技 技術支援 廖婉淨
當前的製程方式，每當製程放大至下一個維度，需要耗費大量的時間重新優化反應設計。批次式量產，隨著槽體尺寸越大，越難控制反應進行有效的碰撞、均勻的溫度控制。而，微流道反應器(MRT)，其優點是:
- 提高反應控制
- 強化製程安全
- 降低成本與減少製程開發時間
究竟，MRT技術是如何做到的?
首先，反應通道的尺寸非常微小(300um x 60um)，反應物能均勻且快速地散佈於反應通道中。也因反應通道微小，反應過程中更能精確地控制溫度。此外，在流體反應器中，最終流出位置設計有背壓閥，反應物最終須大於此背壓閥的壓力才能流出，也就是說，在微流道反應器的實驗中，化學家能進行大於沸點的反應溫度。使得製程開發中，能有更大的反應優化空間。
MRT技術適用於哪些反應?
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以Grignard Reaction為例，這是一個怕水且不易進行的實驗，在製程放大有困難的原因:
- 高放熱反應
- 不易控制攪拌，容易有副反應發生，導致產物減少
而，於微流道反應器的實驗結果
- 精確控溫，減少傳統批次式量產中遇到溫度梯度問題而造成的副反應
- 準確篩選反應時間，有效合成2級醇
另一個例子，MRT解決的1級醇合成醛類在製程量產的困難。
在批次式量產中，1級醇反應最大的困難是，容易發生連續氧化反應(醇->醛->酸->酯)。
如左圖所示，這是微流道反應中做的數據結果。在MRT實驗設計上，我們調整反應濃度與流速(反應時間)。從圖中你可以發現，當濃度一致時，反應時間越長，醛類的轉換率越佳。然而，當反應物為0.2eq，反應時間為300s時，產物卻降低了，這時我們得知了此參數產生了過度氧化的反應。
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