Calorimètres à réaction

Le développement et l'optimisation des processus chimiques nécessitent la détermination de différents types d'informations afin de prendre les meilleures décisions possibles. Il est courant de collecter des données analytiques, telles que l'infrarouge (IR), le Raman, la distribution granulométrique ou la concentration en ligne et en temps réel afin de créer des modèles cinétiques et d'acquérir une compréhension mécanistique. La collecte de données sur le dégagement de chaleur en temps réel est absolument nécessaire pour concevoir des processus chimiques sûrs et durables.

Les systèmes de réacteurs qui permettent de scanner les réactions pour mesurer le dégagement de chaleur en temps réel fournissent un retour d'information instantané sur la progression de la réaction et permettent aux utilisateurs de prendre immédiatement des mesures correctives. Les données thermiques en ligne en temps réel sont souvent utilisées pour contrôler le processus en ajustant les paramètres critiques, tels que le taux d'ajout des réactifs, la pression, la vitesse d'agitation ou tout autre paramètre du processus.

Avec le réacteur RTCal™, le chercheur utilise un outil PAT (technologie d'analyse des processus) qui permet de suivre les réactions en temps réel. Il fournit des informations précieuses sur la chaleur et la progression de la réaction sans nécessiter de connaissances spécialisées. La technologie RTCal™ utilise des capteurs de flux thermique intégrés au réacteur, qui détectent le flux de chaleur à travers la paroi du réacteur.

La mesure des données thermiques avec RTCal™ est indépendante des propriétés ou du comportement de la masse réactionnelle. Il n'est donc pas nécessaire d'effectuer des procédures d'étalonnage avant, pendant ou après la réaction, ce qui réduit considérablement la durée de l'expérience.

Les calorimètres réactionnels METTLER TOLEDO permettent un contrôle de sécurité à l'échelle du laboratoire comme à l'échelle industrielle afin de garantir une mise à l'échelle sûre et robuste. Chaque fois qu'un processus est mis à l'échelle, les variables critiques qui affectent les performances ou les résultats doivent être étudiées. Dans certains cas, la voie choisie n'est pas évolutive en raison du coût élevé ou de la rareté des matières premières, des conditions difficiles à contrôler dans les grands réacteurs ou des risques potentiels pour la sécurité, et doit donc être modifiée.

Cela nécessite l'étude des variables dépendantes de l'échelle, telles que les débits de dosage, le mélange ou le transfert de masse. Cependant, l'une des informations clés pour passer à la fabrication en toute sécurité est la compréhension de la chaleur totale libérée, du taux de libération de chaleur, de l'accumulation de réactifs ou d'énergie, ainsi que de la stabilité de la masse réactionnelle et des composants individuels.

Les études de calorimétrie réactionnelle fournissent des preuves des paramètres critiques du processus et de leur impact sur le processus, la fabricabilité, le rendement et la qualité du produit ou de l'intermédiaire.

Étant donné que les réactions chimiques sont influencées par plusieurs paramètres tels que la concentration, le taux d'ajout, la température, le solvant, le catalyseur et le pH, l'intégration transparente d'outils d'analyse en ligne ou d'échantillonnage automatisé dans le calorimètre à réaction augmente considérablement la valeur de l'étude.

Les expériences riches en données, comprenant à la fois des informations calorimétriques et analytiques, répondent efficacement aux besoins actuels en matière de développement rapide de processus sûrs et robustes et de transfert efficace de ceux-ci du laboratoire à l'usine.