High Pressure Reactor เครื่องมือสำคัญสำหรับปฏิกิริยาเคมีภายใต้แรงดัน
ในงานวิจัยและอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่ มีปฏิกิริยาจำนวนมากที่ต้องดำเนินการภายใต้ แรงดันสูง เช่น ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา (Catalysis), การเติมไฮโดรเจน (Hydrogenation), การแตกสลายสารอินทรีย์, ตลอดจนการพัฒนาวัสดุพลังงานที่ต้องควบคุมสภาวะอย่างละเอียด
อุปกรณ์ที่ทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นไปได้อย่างปลอดภัยและแม่นยำก็คือ High Pressure Reactor
บทความนี้จะพาคุณไปรู้จักอุปกรณ์สำคัญนี้ ตั้งแต่หลักการทำงาน ไปจนถึงการเลือกใช้อย่างเหมาะสมสำหรับงานวิจัยของคุณ
High Pressure Reactor คืออะไร?
High Pressure Reactor หรือ เครื่องปฏิกรณ์แรงดันสูง คือภาชนะสำหรับทำปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการ แรงดันมากกว่า 10–100 bar หรือสูงกว่านั้น พร้อมควบคุม:
- อุณหภูมิ (Temperature Control)
- ความดัน (Pressure Control)
- การกวนผสม (Stirring)
- การเติมแก๊ส เช่น H₂, N₂, O₂ หรือแก๊สเฉพาะทาง
- ความปลอดภัยระหว่างการทดลอง
โครงสร้างส่วนใหญ่ถูกผลิตจาก สเตนเลสเกรดสูง เช่น 304 หรือ 316L เพื่อให้ทนต่อแรงดันและสารเคมีได้ดี
หลักการทำงานของ High Pressure Reactor
การทำงานพื้นฐานประกอบด้วย:
- ใส่สารตั้งต้นและตัวทำละลาย ลงใน vessel
- ปิดฝาและซีลระบบให้สนิท ด้วย bolt และ gasket ทนแรงดัน
- เติมแก๊สที่ต้องการ เช่น H₂ ผ่าน inlet valve
- ควบคุมแรงดัน ผ่าน pressure gauge หรือ digital controller
- ปรับอุณหภูมิ ผ่าน heating mantle หรือ oil bath
- กวนผสมอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นทั่วถึง
- เมื่อเสร็จสิ้น ให้ทำการ ปล่อยแรงดัน ผ่าน safety valve ก่อนเปิดฝา
ด้วยการควบคุมสภาวะแบบปิดและทนแรงดันสูง ทำให้สามารถทำปฏิกิริยาที่ไม่สามารถทำได้ในอุปกรณ์แก้วทั่วไป
จุดเด่นของ High Pressure Reactor
⭐ 1. ใช้กับปฏิกิริยาที่ต้องการแก๊สได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เหมาะกับปฏิกิริยาที่ใช้ H₂, CO₂, O₂ หรือแก๊สเฉพาะทาง
⭐ 2. ปลอดภัยด้วยระบบควบคุมแรงดัน
มี safety valve, rupture disc, pressure gauge และระบบซีลที่ออกแบบเฉพาะ
⭐ 3. รองรับอุณหภูมิสูง
บางรุ่นรองรับได้มากกว่า 300–500°C เหมาะสำหรับการสังเคราะห์ขั้นสูง
⭐ 4. สร้างสภาวะที่เหมือนกระบวนการอุตสาหกรรม
นักวิจัยสามารถใช้ Scale-up ไปสู่โรงงานได้ง่ายขึ้น
⭐ 5. เหมาะสำหรับวัสดุศาสตร์ที่ต้องควบคุมสภาวะเฉพาะ
เช่น วัสดุแบตเตอรี่, ตัวเร่งปฏิกิริยา, พอลิเมอร์, สารประกอบใหม่
การใช้งาน High Pressure Reactor ในงานวิจัย
🔬 1. Hydrogenation (การเติมไฮโดรเจน)
ปฏิกิริยอดนิยมสำหรับเปลี่ยนหมู่ฟังก์ชันอินทรีย์ หรือผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพ
🔬 2. Catalytic Reaction (ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา)
สำคัญมากในงานพลังงานและปิโตรเคมี
🔬 3. Polymerization (การสร้างพอลิเมอร์)
เหมาะกับการควบคุมโครงสร้างพอลิเมอร์ให้มีคุณสมบัติเฉพาะทาง
🔬 4. Supercritical Reaction
ใช้ CO₂ หรือสารทำละลายเหนือวิกฤติ (Supercritical Fluid)
🔬 5. การสังเคราะห์วัสดุพลังงาน
เช่นวัสดุแบตเตอรี่ (Li-ion/Na-ion) หรือวัสดุเซลล์เชื้อเพลิง
ประเภทของ High Pressure Reactor
1. Standard High Pressure Reactor (แบบทั่วไป)
เหมาะสำหรับการทดลองทั่วไป 10–100 bar
2. High-Temperature / High-Pressure Reactor
รองรับอุณหภูมิและแรงดันที่สูงกว่า เช่น 300–500°C
3. Parallel Reactor / Multi-reactor System
เหมาะกับงาน screening ตัวเร่งปฏิกิริยาหรือการทดลองหลายแบบพร้อมกัน
4. Jacketed High Pressure Reactor
ควบคุมอุณหภูมิผ่าน circulating chiller หรือ oil bath ได้แม่นยำกว่า
วัสดุที่นิยมใช้ผลิต High Pressure Reactor
- SS304 / SS316L: ทนกรด-ด่าง และความดันสูง
- Hastelloy: สำหรับงานที่กัดกร่อนมาก
- Teflon liner (PTFE): สำหรับงานที่ต้องการความบริสุทธิ์สูงและป้องกันการกัดกร่อนภายใน
เลือก High Pressure Reactor อย่างไรให้เหมาะกับงาน?
ให้ตอบคำถามเหล่านี้ก่อนเลือกซื้อ:
✔ ต้องการความดันสูงสุดเท่าไหร่?
50 bar / 100 bar / 200 bar / สูงกว่านั้น
✔ ต้องการอุณหภูมิสูงสุดเท่าไหร่?
200°C / 300°C / 500°C
✔ ใช้แก๊สชนิดใด?
H₂ ต้องใช้ระบบนิรภัยที่สูงกว่า
✔ ต้องการระบบกวนหรือไม่?
บางปฏิกิริยาต้องการ stirring สำหรับการผสมที่สม่ำเสมอ
✔ ต้องการปริมาตรเท่าไหร่?
100 mL / 500 mL / 1 L หรือมากกว่านั้น
สรุป: อุปกรณ์สำคัญเพื่อการทดลองแรงดันสูงอย่างปลอดภัย
High Pressure Reactor คือเครื่องมือที่ทำให้การทดลองที่ต้องใช้:
- แก๊สเฉพาะทาง
- อุณหภูมิสูง
- แรงดันสูง
- การควบคุมสมบูรณ์แบบของสภาวะภายใน
เป็นไปได้อย่างแม่นยำและปลอดภัย เหมาะสำหรับนักวิจัยด้านเคมี วัสดุศาสตร์ พลังงาน และอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ต้องการผลลัพธ์ระดับมืออาชีพ
สนใจสั่งซื้อหรือสอบถามเพิ่มเติม?
Axxo Chemicals and Services
ผู้จัดจำหน่าย High Pressure Reactor, Autoclave Reactor และระบบควบคุมแก๊สครบชุด
📞 02-3469239, 062-4178298
📧 sales_chem@axxo.co.th
📲 Line: @axxochem
