停留時(shí)間分布測(cè)定儀是用于測(cè)定化學(xué)反應(yīng)器中物料停留時(shí)間分布的專用儀器。以下是對(duì)其的詳細(xì)介紹：

一、定義與原理

1.定義：停留時(shí)間分布是指物料質(zhì)點(diǎn)從進(jìn)入反應(yīng)器開始，到離開為止，在反應(yīng)器中總共停留的時(shí)間。它是理解和控制化學(xué)反應(yīng)器性能的關(guān)鍵參數(shù)。

2.原理：測(cè)定儀通常采用示蹤法，即向一穩(wěn)定流動(dòng)的系統(tǒng)中輸入示蹤劑，在出口處檢測(cè)流出物料中示蹤劑含量的變化，從而確定物料的停留時(shí)間分布。示蹤劑應(yīng)不起化學(xué)變化，不會(huì)被器壁或器內(nèi)填充物所吸附，并易于檢測(cè)，如電解質(zhì)、染料等。常用的輸入方式有脈沖式、階躍式和周期交變式，其中脈沖式和階躍式較為常用。

二、停留時(shí)間分布測(cè)定儀儀器組成與功能

1.儀器組成：

高壓輸液泵：用于向反應(yīng)器中輸送流體。

自動(dòng)采樣器：用于在反應(yīng)器出口處自動(dòng)采集樣本。

高靈敏度在線檢測(cè)器：如紫外檢測(cè)器或電導(dǎo)檢測(cè)器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)流出物料中示蹤劑的含量。

軟件系統(tǒng)：內(nèi)置RTD計(jì)算模型，用于處理和分析采集到的數(shù)據(jù)，得到停留時(shí)間分布曲線和關(guān)鍵特征參數(shù)。

2.功能：

自動(dòng)連續(xù)計(jì)算反應(yīng)器在某個(gè)條件下的RTD值。

提供集成式解決方案，設(shè)備一體化設(shè)計(jì)，占地小。

強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)保障優(yōu)異的數(shù)據(jù)處理能力，可快速得到停留時(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。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1.化工領(lǐng)域：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，是反應(yīng)器應(yīng)用和操作中所理論依據(jù)。它有助于加深對(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)提供科學(xué)依據(jù)。

2.制藥領(lǐng)域：在制藥領(lǐng)域，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。FDA在《連續(xù)制造的質(zhì)量考慮指導(dǎo)原則》中強(qiáng)調(diào)了物料可追溯性的重要性，而RTD測(cè)定儀正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要工具。

3.教育領(lǐng)域：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)。因此，RTD測(cè)定儀也是教育領(lǐng)域中教學(xué)和研究的得力助手。

四、儀器類型與特點(diǎn)

1.全自動(dòng)RTD測(cè)定儀：如歐世盛推出的全自動(dòng)RTD測(cè)定儀，具有自動(dòng)便捷、高度集成、軟件強(qiáng)大、檢測(cè)準(zhǔn)確和適用范圍廣等特點(diǎn)。用戶只需將測(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。

2.多通道示蹤劑停留時(shí)間及濃度分布測(cè)量?jī)x：如RTDM-C和TCM系列儀器，采用多通道設(shè)計(jì)，可實(shí)時(shí)在線測(cè)量液流中示蹤劑的濃度分布。這些儀器通常具有數(shù)據(jù)采集和顯示、示蹤劑濃度標(biāo)定、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算和保存等功能。

五、停留時(shí)間分布測(cè)定儀實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c操作

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
判斷設(shè)備內(nèi)物料流動(dòng)情況，如是否存在嚴(yán)重的返混或停滯區(qū)。

利用停留時(shí)間分布估計(jì)流動(dòng)模型中的模型參數(shù)。

在一定條件下，預(yù)測(cè)反應(yīng)的結(jié)果。

2.實(shí)驗(yàn)操作：

準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置，包括反應(yīng)器、流量控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。

在反應(yīng)器入口處瞬間注入一定量的示蹤劑。

利用檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)并記錄反應(yīng)器出口處示蹤劑濃度的變化。

通過軟件處理這些數(shù)據(jù)，得到停留時(shí)間分布曲線和關(guān)鍵特征參數(shù)。

綜上所述，停留時(shí)間分布測(cè)定儀是化工、制藥和教育等領(lǐng)域中重要工具。它有助于用戶深入了解反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)特性，為反應(yīng)器設(shè)計(jì)、選擇及工藝開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。