[기술정보] Flow Reaction, 주로 어디에서 쓰일까요?

관리자
2023-08-07
조회수 322

Flow Reaction,

주로 어디에서 쓰일까요?


안녕하세요, Flow Reactor 전문 기업인 (주)플로켐 입니다. (주)플로켐은 매주 마지막주 화요일, 고객 여러분들께 도움이 될 수 있는 기술 정보를 정리하여 뉴스레터로 보내드리고 있습니다. 이번달 주제는 Flow Chemistry로, Flow reactor가 어떤 분야에서 어떤 Application에 활용되는지 살펴보고자 합니다.


* 본 컨텐츠는 영국 Asynt사에서 제공한 "What Role Does Flow Chemistry Play in API Manufacturing?"

(https://www.asynt.com/blog/what-role-flow-chemistry-play-api-manufacturing/) 내용을 번역, 편집하였습니다.

Flow Chemistry가 활용되는 곳은 무궁무진합니다. 기존의 Batch 타입 반응에서 안전성과 효율성이 크게 향상되어 화학 및 제약 관련의 다양한 분야에서 활용되고 있죠. 과거에는 장비 도입시 비용 부담이 상당했지만, 최근에는 다양한 입문용 소형 장비들이 출시되면서 Flow Reaction에 대한 관심도 함께 높아졌습니다. API 제조, 위험물질 반응 등 여러 어플리케이션에서 사랑받는 Flow Chemistry는 어떤 역할을 하고있을까요?



1 / Flow Reaction은 왜 좋은가요?


전통적으로 활용되는 Batch Reaction의 경우 그 나름대로의 장점이 있지만, 안전성 측면에서는 Flow Reaction을 따라오지 못합니다. 특히 Flow Reaction으로 진행할 경우, 연구 설계자가 광범위한 매개 변수를 개별적으로 제어할 수 있어서 더 정교하고 안전한 실험 및 반응이 가능합니다. 뿐만 아니라 Flow Reaction에는 아래와 같은 장점들이 있습니다.

  • 100% 자동화 시스템 구현 가능
  • 클리닝, 유지 보수의 편리함
  • 쉬운 Scale-up
  • 빠른 반응 시간 및 높은 처리량
  • 반응 시간, 온도 제어 등 프로세스 전반의 매개 변수 제어 가능
  • 더 안전하고 효과적인 반응
  • 지속 가능한 프로세스


Flow Reaction에서 필요한 장비는 연구 또는 공정에 맞게 다양한 구성으로 조합하여 활용하실 수 있습니다. 신뢰할수 있는 반응 방법은 제약, 화학, 어느 분야에서든 중요합니다. Flow Reactor의 경우 Batch Reactor보다 더 많은 변수를 조정할 수 있어 안전하고 예측 가능한 반응 프로세스를 제공합니다. 안전성 뿐만 아니라 반응 후 결과물의 퀄리티와 반응 효율도 월등하게 우수합니다.

Flow Reactor의 경우 다른 시스템 또는 모듈과 결합하여 폭넓은 반응을 수행할 수 있다는 장점이 있습니다. 가장 먼저 UV 조사 장치를 추가하여 Photoreaction(광반응)을 함께 진행할 수 있습니다. 뿐만 아니라 다양한 형태의 저온용 반응모듈 / 고온용 반응모듈을 추가하여 폭넓은 온도대에서 반응을 수행할 수 있습니다. Flow Reaction 방법 자체가 발열이나 폭발 등 예기치 못한 위험 발생을 크게 줄여주는 역할을 하기 때문에, 까다로운 조건의 반응을 수월하게 진행할 수 있다는 큰 장점이 있습니다.


2 / Flow Reactor, 문제점은?


10년 전만 해도 Flow Reactor를 연구실에 장만하기 위해서는 많은 비용과 시간이 필요했습니다. Flow Reaction의 개념과 이론은 일찍이 정립되었지만, 그에 맞는 시스템을 구성하는데는 상당한 금액이 필요했죠. 다양한 분야에서 활용되기는 하지만, Application이 제한적인 부분도 있습니다. 굳이 Flow Reaction을 활용하지 않아도 되는 Application도 있구요. 뿐만 아니라 반응 진행 과정을 육안으로 관찰하기가 어렵다는 것도 하나의 단점입니다. 유리반응기 처럼 진행 상황을 육안으로 체크하고 조절하는 것이 불가능하죠.


최근에는 여러 연구소와 기업의 협업을 통해 합리적인 가격으로 간단하게 Flow reaction을 시작할 수 있는 방법들이 나오기 시작했습니다. 영국 Asynt사와 University of Leeds에서 개발한 fReactor 모델이 그 예시입니다.

fReactor는 연속 교반식 탱크형 반응기(CSTR)가 5개 포함되어 있으며, 핫플레이트 위에 손쉽게 장착하여 사용이 가능합니다. 이처럼 별도의 대형 시스템 없이 간단하고 합리적인 방법으로 Flow Reaction을 시작할 수 있습니다.

입문형 Flow Reaction 솔루션 자세히 보기

향후 Scale-up을 고려하신다면 영국 Uniqsis사의 FlowSyn 시리즈도 추천드립니다. Uniqsis사의 FlowSyn 시리즈는 Flow Chemistry에서 필요한 모든 종류의 실험과 연구를 진행할 수 있도록 지원합니다. 단일 반응, 자동화 반응, 연구실용 소형 장비부터 Pilot Scale의 대형 장비까지 다양한 옵션과 조합으로 구성하여 활용하실 수 있습니다. FlowSyn은 높은 반응 효율, 정교한 유속 및 온도, 압력 조절, 더 나아가 고객의 편의를 최우선으로 한 Uniqsis만의 소프트웨어로 더 편리하고 더 효과적인 연구를 지원합니다. 뿐만 아니라 Uniqsis는 전문적인 논문, 기술 자료를 주기적으로 고객 여러분께 지원하여 더 폭넓은 연구를 돕고 있습니다.

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(주)플로켐은 영국 Uniqsis사, Asynt사의 대한민국 공식 파트너사로, 초소형 입문용 Flow Reactor부터 매일 kg 단위로 생산이 가능한 Pilot 시스템까지 다양한 범위의 Flow reactor를 국내에 소개해드리고 있습니다. Flow Reactor와 관련하여 궁금하신 부분이 있으시면 언제든지 (주)플로켐으로 문의 부탁드립니다. 감사합니다.

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