[发明专利]一种超声微槽反应器

说明书

本发明公开了一种超声微槽反应器，包括超声换能器，所述超声换能器包括可辐射超声的辐射面，所述辐射面上固定设有至少一个反应槽；所述反应槽的底部或者侧壁内壁设有一个或者多个粗糙面，所述粗糙面的三维算数平均表面粗糙度为1um‑200um，所述超声换能器产生的超声频率f为10kHz‑1000kHz，所述粗糙面的粗糙度与所述超声换能器产生的超声频率的乘积为0.01mm·kHz‑100mm·kHz。本发明的超声微槽反应器能够提高超声反应器能量效率和稳定性。

技术领域

本发明涉及槽式反应器技术，特别是涉及一种超声微槽反应器。

背景技术

超声在反应器皿内的液体中产生的空化气泡，能够像微型搅拌子 一样使液体剧烈振动，以快速搅拌混合原料；同时超声能预防样品的 壁面残留，提高产率，在精细化学品和医药材料合成领域得到了广泛 应用。但是，现有技术中超声作用于传统反应器如烧杯内，很容易使 超声波在水和管道中产生反射，降低了超声能量效率。

现有技术中采用将超声波直接作用于微小通道的连续式反应器。 但这种超声连续式的反应器仍然需要外部结构的连接，引起反应管道 与进料管道的相互摩擦，使超声波能量的分散以及损耗，也会进一步 导致管道磨损甚至局部温度升高，极大的降低超声管道反应器能量效 率和稳定性。另外一方面，这种连续式的反应器会引起样品在管道中 的残留，导致严重的死体积，利用率差等问题，尤其限制了其在生物 医药领域的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种超声微槽反应器， 利用微槽反应器与超声振动源的直接耦合，能够确保超声波能量高效 传入微反应器且分布均匀，提高超声反应器能量效率和稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供一种超声微槽反应器，包括超声 换能器，所述超声换能器包括可辐射超声的辐射面，所述辐射面上固 定设有至少一个反应槽；

所述反应槽的底部或者侧壁内壁设有一个或者多个粗糙面，所述 粗糙面的三维算数平均表面粗糙度为1um-200um，所述超声换能器 产生的超声频率f为10kHz-1000kHz，所述粗糙面的粗糙度与所 述超声换能器产生的超声频率的乘积为0.01mm·kHz-100mm·kHz。

作为优选方案，所述反应槽的横截面外轮廓为圆形、椭圆形或矩 形，所述反应槽横截面内轮廓为圆形、椭圆形或矩形。

作为优选方案，所述反应槽横截面内轮廓的等效直径1mm-100mm。

作为优选方案，所述粗糙面的粗糙度与所述换能器产生的超声频 率的乘积为0.2mm·kHz-30mm·kHz。

作为优选方案，所述换能器产生的超声频率f为18kHz-500kHz。

作为优选方案，所述粗糙面的三维算数平均表面粗糙度为10um -100um。

作为优选方案，所述粗糙面于所述反应槽的内壁面上间隔布置有 多个。

作为优选方案，各个粗糙面的等效直径与所述反应槽横截面内轮 廓的等效直径的比值为0.01-1000。

作为优选方案，，所述粗糙面至少为一条粗糙线，每条粗糙线为 一个凹痕，凹痕的等效直径为10-200um。

作为优选方案，所述凹痕在反应槽内壁上的分布为条状、网格状、 环形或者蛇状。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：