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Continuous crystallization of energetic materials

COBC Technology Overview


COBC/R 시스템은 baffled and jacketed serpentine pipework과 oscillator 시스템을 결합하여 균일한 혼합을 제공함으로써 매우 효율적인
열 및 질량 전달을 가능하게 합니다. 순 유량은 진동에 의해 생성되는 높은 유속 및 우수한 혼합과 무관하므로 플러그 흐름 조건에서 더 긴 체류
시간을 허용합니다.


오리피스 배플과 진동 공정 유체 흐름의 조합은 배플 사이에 와류를 생성하여 열 및 질량 전달 속도를 향상시키는 니텍시스템만의 독특하고
효율적인 혼합 환경을 제공합니다. 효율적인 열 및 질량 전달은 공정 속도를 높이고 일관된 처리 환경을 보장하며, 재킷형 배관은 공정 매체로의 열 전달을 위한 넓은 표면적을 제공합니다. 일반적인 냉각 결정화 공정의 경우, COBC의 길이를 따라 고온(COBC의 시작 부분)부터 저온(COBC의 끝 부분)까지 온도 구역이 설정됩니다. serpentine pipework의 모듈식 특성 덕분에 결정화 및 반응 모두에 대한 온도 영역을 구성하는 데 높은 유연성이 있습니다.



최적의 열 전달과 균일한 혼합을 결합하여 매번 올바른 제품을 처음에 만들 수 있도록 보장하고 실험실에서 얻은 운동학적(이론적) 반응 시간을 파일럿 및 전체 산업용 규모에도 적용할 수 있는 확장성이 바로 NiTech Solutions COBC/R 시스템의 핵심입니다.




Application overivew


지금까지 역사적으로 볼때 결정화 작업을 수행하는데는 거의 대부분의 경우 배치 처리(batch processing)가 선호되어 왔습니다. 그 결과, 현재 많은 산업 현장에서 기존 레거시 배치 공정 장비에 대한 부담을 안고 있습니다.


에너지 물질의 배치 처리 방식에는 단순히 다른 화합물의 배치 처리 방식에도 발생하는 온도 및 농도 구배같은 일반적인 문제만 있을 뿐만 아니라, 에너지 화합물의 폭발적이고 민감한 특성으로 인한 추가적인 안전 문제가 함께 수반됩니다.  대량의 에너지 물질을 용매와 함께 처리하는 공정 중 발생할 수 있는 안전 사고는 말 그대로 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 



Energetic materials – batch manufacturing issues and COBR benefits



에너지 부문에서 공정 안전과 유연한 제조에 대한 관심이 높아지면서 산업 현대화를 위한 생산 시설에 대한 재투자가 이루어지고 있습니다.


NiTech COBC 기술을 사용한 연속 결정화는 설치 공간과 반응기 부피가 훨씬 작은 플랫폼을 제공하고 향상된 열 및 질량 전달과 균일한 처리 

조건을 제공함으로써 배치 처리와 관련된 많은 문제를 해결합니다. 크기와 부피가 줄어들면 주어진 시간에 소량의 에너지 물질만 처리할 수 있어 공정 안전성 또한 더불어 향상됩니다. 우수한 열 및 질량 전달 조건은 순도가 높고 입자 크기가 일정한 결정을 생산할 수 있는 잠재력을 제공하여 궁극적으로 생산된 에너지 물질의 최종 사용 성능을 향상시킬 수 있습니다.




에너지 물질 결정화를 위한 니텍솔루션의 장비


NiTech는 에너지의 지속적인 결정화를 위해 다양한 규모의 처리 솔루션을 설계할 수 있습니다.  

DN15 제품군은 보다 안전한 화합물 및 화학 물질에 대한 소규모 공정 개발 작업을 위한 다양한 기회를 제공합니다.
DN15 제품군은 보다 안전한 화합물 및 화학 물질에 대한 소규모 공정 개발 작업을 위한 다양한 기회를 제공합니다.
보다 위험한 화합물 및 공정을 위해 DN15 MAX 시리즈는 필요한 보조 장비(펌프, 밸브, 히터 등)와 원격 작동이 가능한 단일 인터페이스 제어 시스템을 갖춘 DN15 결정화기를 제공합니다.
보다 위험한 화합물 및 공정을 위해 DN15 MAX 시리즈는 필요한 보조 장비(펌프, 밸브, 히터 등)와 원격 작동이 가능한 단일 인터페이스 제어 시스템을 갖춘 DN15 결정화기를 제공합니다.

뛰어난 확장성


소규모 장비의 결과는 톤/일 범위에서 생산할 수 있는 파일럿 또는 생산 규모에 맞는 맞춤형 장치를 설계하는데 그대로 사용할 수 있습니다. ***






프로세스 예시   ㅣ   Example processes



NiTech Solutions COBC 기술은 고체 산화제(solid oxidisers)와 폭발물(explosives)을 모두 결정화할 수 있는 능력이 입증되었습니다.
두 가지 재료 유형 모두 제품 특성, 특히 입자 크기와 입자 크기 분포를 조작하기 위해선 처리 조건을 조정했습니다. 최상의 결과를 위해
결정화에는 제품 입자 크기와 분포에 대한 추가적인 제어 수준을 제공하기 위한 시딩(seeding)이 필요합니다. 


고체 산화제의 경우, 시드 크기 및/또는 시드 로딩을 통해 제품 입자 크기를 조작할 수 있습니다. 시드 크기는 입자 크기 조작에 가장 큰 영향을 

미치는 것으로 나타났는데, 작은 시드를 사용하면 더 작은 제품을, 큰 시드를 사용하면 더 큰 제품을 얻을 수 있습니다. 시드 로딩은 성장을 

제어하고 좁은 입자 크기 분포를 유지하기 위해 활용되었으며, 이는 고체 로켓 추진제의 제형 및 혼합에 유용한 특성입니다.





고성능 폭약의 결정화가 검증되었으며 시드 크기, 시드 로딩 및 냉각 속도에 따라 제품 특성을 조작할 수 있음이 입증되었습니다. 고체 산화제 

결정화와 마찬가지로 시드 크기는 제품 특성을 제어하고 조작하는 데 사용할 수 있으며, 작은 시드는 작은 결정을, 큰 시드는 큰 제품 결정을 생성합니다. 시드 로딩은 제품 입자 크기와 분포를 조작하는데도 사용되었습니다. 높은 시드 로딩을 사용하면 시드 성장이 제한되어 일정한 크기와
규칙적인 입자 모양의 제품을 얻을 수 있었습니다. 시드 로딩이 낮으면 성장이 더 빠르고 입자 크기가 커지며 입자 모양이 덜 일정해집니다.



 


연속 흐름 결정화를 사용하면 배치 처리에서 실제로 대규모로 구현할 수 없는 처리 조건을 사용할 수 있습니다. 이러한 조건 중 하나는 빠른 냉각이며, 이는 뛰어난 열 전달로 인해 NiTech Solutions COBC에서 쉽게 구현할 수 있습니다. 빠른 냉각 속도를 사용하여 높은 폭발성을 처리한 

경우, 에너지학에 유리한 특성(더 안전한 취급, 감도 감소 등)을 가진 독특한 입자 형상이 생성되는 것이 관찰되었습니다.




에너지 물질 제조를 위한 COBC의 특징 및 이점


특징이점
낮은 결정화기 부피
더 작고 안전한 제조 시설
작은 시스템 설치 공간
분산 또는 이동식 제조 가능
높은 생산 속도
하루에 킬로그램에서 수 톤의 에너지 물질 생산
최적의 수율(이론적 수율의 ~95%)
제조 효율성 극대화
일관된 제품 품질(입자 크기 및 순도)
배치 간 변동성 없음
결정 크기와 모양의 입자 엔지니어링
연삭과 같은 다운스트림 입자 처리 제거
모듈식 결정화기 설계
유연한 프로덕션 시스템 구성
더 큰 처리량으로 간단한 선형 확장성
개발 비용 절감 효과
C1D1/ATEX 인증 기기
위험한 환경에서 사용하도록 등급이 지정됨