Søkeforslag
  • kontrollbrikker metalldetektor
  • kalibrering
  • densito
  • ph meter
  • IND570
Alle Kategorier
  • Alle Kategorier
  • Produkter
  • kjøp online
  • Brukerstøtte
  • Ekspertise
  • Events & Webinars
  • Annen
Filter
Filter
Kategorier
  • Alle Kategorier
  • Produkter
  • kjøp online
  • Brukerstøtte
  • Ekspertise
  • Events & Webinars
  • Annen
Duidelijke filters duidenVis resultater
Hjem Ved Applikasjon AutoChem Applications Kontinuerlig strømningskjemi

Kontinuerlig strømningskjemi

Forbedre sikkerheten, reduser syklustiden, øk kvaliteten og utbyttet

Strømningskjemi, også kjent som kontinuerlig strømningskjemi eller kontinuerlig prosessering, begynner med to eller flere strømmer av forskjellige reaktanter pumpet med spesifikke strømningshastigheter inn i et enkelt kammer, rør eller mikroreaktor. En reaksjon finner sted, og strømmen som inneholder den resulterende forbindelsen samles opp ved utløpet. Løsningen kan også ledes gjennom påfølgende strømningsreaktorsløyfer for å generere sluttproduktet.

Denne tilnærmingen krever bare små mengder materiale, noe som forbedrer prosessikkerheten dramatisk. På grunn av den iboende utformingen av kontinuerlig strømningsteknologi, blir reaksjonsforhold som er usikre eller uoppnåelige i batchbehandling mulig. Resultatet er et produkt med høyere kvalitet, færre urenheter og raskere reaksjonssyklustider.

Strømningskjemi har blitt brukt i flere tiår i kjemisk industri. I nyere tid har farmasøytisk og finkjemisk industri i økende grad tatt i bruk denne metodikken. De iboende sikkerhetsforbedringene, forbedret produktkvalitet, kostnadseffektivitet og generell produksjonsfleksibilitet driver den økende bruken av kontinuerlig strømningskjemi.

Grunnleggende om strømningskjemi

Strømningskjemiutstyr består vanligvis av pumper som transporterer reaktanter, reagenser og løsemidler inn i reaksjonssløyfer, som introduserer små mengder reagenser. Disse mates inn i et blandekryss der reagensstrømmer kombineres og føres inn i en spolereaktor for å gi den nødvendige reaksjonsoppholdstiden. Reaksjonsblandingen kan deretter mates inn i en kolonnereaktor som inneholder faste reagenser, katalysatorer eller åtseletere. En innebygd mottrykksregulator kontrollerer systemtrykket, og inline-analyser brukes ofte til å gi informasjon om reaksjonsytelse.

I tillegg kan in-situ FTIR-spektroskopi gi tilbakemelding i sanntid for proaktivt å forbedre reaksjonen. For eksempel kan data fra in-situ FTIR-spektroskopi brukes til å dempe effekten av ufullkommen strømning og kontrollere tilsetningshastigheten til reagenser, noe som resulterer i en bedre blandingsprofil.

Viktige anvendelser av strømningskjemi

I de senere år har omfanget og variasjonen av reaksjoner utført ved bruk av kontinuerlig strømningskjemi utvidet seg betydelig, spesielt innen farmasøytisk, finkjemikalier, grønn kjemi, katalytiske reaksjoner og polymerkjemi . Mye av denne veksten involverer kjemi som utgjør utfordringer for oppskalering i tradisjonelle batchprosesser, spesielt de som er potensielt farlige. Eksempler inkluderer:

Strømningskjemi øker sikkerheten ved å muliggjøre sikrere håndtering av reaktanter som kan utgjøre helsefarer for mennesker. En annen viktig applikasjon er kontroll av stereokjemi, ettersom strømningssystemer tillater presis justering av reaksjonsvariabler for å håndtere epimerisering effektivt.

I tillegg er strømningskjemi godt egnet for reaksjoner med begrensede utgangsmaterialer, der gjennomføring av småskalareaksjoner er å foretrekke.

Forbedring av strømningskjemi med prosessanalytisk teknologi

Når den integreres med prosessanalytisk teknologi (PAT), muliggjør strømningskjemi rask analyse, optimalisering og oppskalering av kjemiske reaksjoner. Kontinuerlig overvåking i sanntid gjør det mulig for forskere å spore steady-state-forhold, raskt feilsøke prosessavvik og identifisere reaktive mellomprodukter.

Ved å bruke teknikker som svekket total reflektans (ATR) spektroskopi, viser hver funksjonell gruppe i et stoff et unikt spektralt fingeravtrykk som kan overvåkes over tid. Dette gir kontinuerlig måling av komponentkonsentrasjoner i forhold til prosessforhold, og gir verdifull innsikt i tiden og parametrene som kreves for å oppnå og opprettholde steady state.

Kontinuerlig strømningsreaksjon av en svært eksoterm reaksjon

I dette eksemplet ble inline FTIR-teknologi brukt for å analysere en kontinuerlig prosess som danner tiomorfolindioksid gjennom reaksjonen av etanolamin (EA) og divinylsulfon (DVS). Inline FTIR spilte en kritisk rolle både under utviklingen av den kontinuerlige prosessen og i overvåkingen av reaksjonen i større skala.

Småskala batchtesting avslørte at denne reaksjonen er svært eksoterm og kan by på utfordringer når den skaleres opp. Videre er divinylsulfon et giftig alkyleringsmiddel, og eksponering bør unngås strengt.


Kontinuerlig strømningsreaksjon av svært eksoterm reaksjon
Eksoterm reaksjonsstrømningskjemi

Sanntidsovervåking og oppskalering av kontinuerlig strømningsreaksjon

For å utvikle den kontinuerlige prosessen ble reaksjonen av etanolamin (EA) med divinylsulfon (DVS) utført i en 12 ml reaktor. ReactIR med en strømningscelle ble brukt til å overvåke forsvinningen av DVS (1390 cm⁻¹ bånd) og utseendet til målforbindelsen (1195 cm⁻¹ bånd). Vann ble brukt som løsningsmiddel, noe som ikke forstyrret IR-båndene som ble overvåket for DVS og målforbindelsen.

Som IR-spektralsporet over tid viser, vises 1390 cm⁻¹-båndet som tilsvarer DVS når pumpe B startes. Ved aktivering av pumpe A, innføring av EA, forsvinner DVS-båndet mens målbåndet vises og når steady state. Denne kontinuerlige strømningsreaksjonen ble deretter skalert opp til produksjon i kilogramskala, med ReactIR-strømningsteknologi brukt for prosessovervåking i sanntid.

Strotman, N. A., Tan, Y., Powers, K. W., Soumeillant, M., & Leung, SW (2018). Utvikling av en sikker og kontinuerlig produksjonstilnærming med høy kapasitet til 4-(2-hydroksyetyl)tiomorfolin 1,1-dioksid. Organisk prosessforskning og utvikling, 22(6), 721–727. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00100

akselerert prosessutvikling med strømningskjemi

Strømningskjemi for eksoterme reaksjoner i en CRO

NALAS Engineering, en kontraktsforskningsorganisasjon (CRO), demonstrerte en sikrere kontinuerlig strømningsmetode for en sterkt eksoterm kjemisk reaksjon ved bruk av datarik eksperimentering (DRE). Prosjektet brukte kalorimetri for å evaluere varmebalansen og brukte in-situ midt-infrarød spektroskopi for å overvåke reaksjonskomponenter i sanntid og utvikle kinetiske modeller.

Midt-infrarød analyse skulle brukes til å definere fraksjonskonverteringen på hvert trinn i det multiple fluidiske modulsystemet, samt den totale konverteringen og utbyttet som en funksjon av oppholdstid. Nøkkelvariabler som doseringshastighet, katalysatorbelastning og temperatur ble screenet og optimalisert raskt basert på sanntidsinformasjon gitt av varmestrømskalorimetri og in-situ midt-infrarød spektroskopi.

Disse verktøyene ga også en forståelse av hvilket trinn som styrer den totale prosesshastigheten, samt effekten som blanding og masseoverføring og katalysator har på reaksjonshastigheten.

Utstyr for strømningskjemi

Kontinuerlig strømningsteknologi for automatisert reaksjonsoptimalisering

ReactIR for kontinuerlig strømning

ReactIR 702L

ReactIR 702L™ er ideell for sanntidsovervåking av kontinuerlig strømningskjemi. Dens in-situ FTIR-spektroskopi gir kontinuerlig sporing av viktige reaksjonsarter, noe som muliggjør måling av kinetikk, mekanismer og veier, spesielt der offline prøvetaking og analyse er utfordrende.

Liten og lett
Med en strømlinjeformet profil passer instrumentet lett inn i fysisk begrensede rom, noe som gjør det mulig å plassere det langs reaksjonssekvensen der det er behov for overvåking.

Ingen flytende nitrogen nødvendig
Infrarøde målinger kan utføres kontinuerlig og uten tilsyn i lengre perioder, og imøtekomme langvarige synteseprosesser.

iC IR 8-programvare
Oppsett og trendovervåking er enkelt og intuitivt. Data fra ReactIR 702L integreres sømløst med kontrollsystemer, noe som muliggjør proaktiv styring av kjemien.

Direkte injisert væskekromatografi

Online HPLC-analyse

Med DirectInject-LC™ kan HPLC nå brukes til reaksjons-, prosess- og krystalliseringsforståelse i nær sanntid. Helautomatisk prøvetaking og injeksjon av raske reaksjoner forvandler HPLC til en kraftig ny prosessanalytisk teknologi (PAT) for online reaksjonsovervåking.

  • Samle kontinuerlig representative prøver i batch eller flyt, noe som muliggjør sanntidsanalyse av kompleks, flerfase og utfordrende kjemi.

  • Håndfri og reproduserbar reaksjonsprøvetaking, klargjøring og umiddelbar injeksjon på HPLC eliminerer prøvealdring og gir data i sanntid.

  • Analyser data med verdensledende iC Software Suite, spesielt utviklet for reaksjonsanalyse og modellering, for å muliggjøre akselerert prosess- og produktutvikling.

Programvare for kontinuerlig strømningsmodellering

Dynochem: Design og oppskalering av strømningskjemisystemer

Å utføre reaksjoner og prosesser i kontinuerlig strømningsmodus kan forbedre kvaliteten, sikkerheten og gjennomstrømningen. Dynochem, en kjemisk prosesssimuleringsprogramvare, muliggjør modellering av kritiske variabler som rørlengde, volum, temperatur og oppholdstid. Det tillater også vurdering av blandingseffektivitet i rørformede og statiske blandestrømningsreaktorer.

For forbedret prosessikkerhet i energiske reaksjoner, hjelper Dynochem med å designe passende plugg-flow-reaktorer basert på varmestrømningsdata hentet fra kalorimetriske målinger. I tillegg muliggjør det enkel modellering av graden av konvertering til produkt i kontinuerlige omrørte tankreaktorkjeder (CSTR).

Dynochem bygger organisatorisk tillit til valg av riktig type reaktor og reaksjonsbetingelser for en prosess. Dynochem-modellering er ideell for rask optimalisering av forholdene i strømningsreaktorer på tvers av produktskalaer. 

Ved å gi pålitelig innsikt bygger Dynochem organisatorisk tillit til å velge riktig reaktortype og reaksjonsforhold. Den er ideell for rask optimalisering av forholdene i strømningsreaktorer på tvers av ulike produktskalaer.

Hva er strømningskjemi?

Strømningskjemi, eller kontinuerlig strømning, er en teknikk som innebærer å kjøre kjemiske reaksjoner i en kontinuerlig strømmende strøm der pumper flytter væske inn i en reaktor, og væskene kommer i kontakt med hverandre der rørene går sammen. 

Hvorfor er strømningskjemi viktig?

Strømningskjemi er en veletablert teknikk for bruk i stor skala ved produksjon av store mengder av et gitt materiale. 

Noen fordeler med å utføre reaksjoner i kontinuerlig strømning inkluderer:

  • Bedre kontroll over reaksjonsparametere
  • Raskere reaksjoner
  • Forbedret produktkvalitet og utbytte
  • Forbedrede sikkerhetsprofiler
  • Intensivering av prosessen
  • Bærekraftige kjemiske prosesser

Hva er forskjellen mellom batch og kontinuerlig flyt?

Strømningskjemi skiller seg fra konvensjonell batchkjemi på flere måter, inkludert:

  • Strømning av reagenser: I kontinuerlig strømning pumpes reagenser under trykk og strømmer kontinuerlig gjennom reaktoren.
  • Kontroll av reaksjonstid: Reaksjonstiden bestemmes av tiden det tar for reagensene å strømme gjennom reaktoren.
  • Økt kontroll over reaksjonsparametere: Dette kan øke reaktiviteten eller muliggjøre nye reaksjoner. 

FTIR-spektroskopi for strømningskjemi

FTIR-spektroskopi for strømningskjemi

Tidsskriftartikler å gjennomgå før du utvikler din kontinuerlige prosess

Veiledning for reaksjonsanalyse

Veiledning for reaksjonsanalyse i sanntid

En veiledning som gjennomgår fordelene og viktigheten av reaksjonsanalyse i sanntid – et nøkkelelement i enhver PAT-strategi

ReactIR™ Spectroscopy in Peer-Reviewed Publications

ReactIR™ Spectroscopy in Peer-Reviewed Publications

Extensive List of References Published from 2020 to May 2023

in situ overvåking av kjemiske reaksjoner

In-situ overvåking av kjemiske reaksjoner

Nylige fremskritt innen organisk kjemi

Rapid Analysis of Continuous Reaction Optimization Experiments

Rapid Analysis of Continuous Reaction Optimization Experiments

Optimize Chemical Reactions With In Situ Monitoring

Continuous Flow Process Optimization and Control Using Multiple Orthogonal PAT

Webinar: Continuous Flow Process Optimization and Control Using Multiple Orthogonal PAT

Deploy Autonomous Processes for Continuous Manufacturing

Flow Chemistry as a Powerful Tool to Enable the Scale-up of APIs

Webinar: Flow Chemistry as a Powerful Tool to Enable the Scale-up of APIs

Using Flow Chemistry to Mitigate Hazards Associated with Materials Used in Commercial Manufacturing and Piloting of Challenging Processes in Batch Mode

Continuous Primary Processing Facilitated by PAT

Continuous Primary Processing Facilitated by PAT

From an R&D Concept to Industrial Scale Implementation

paracetamol continuous crystallization case study

Continuous Crystallization of Paracetamol Using NiTech COBC

Scale-up from Batch to Continuous Crystallization with In-Process Monitoring

continuous flow chemistry for api manufacturing

Continuous Flow Chemistry for API Manufacturing

Continuous Flow Chemistry Using PAT

Development of Continuous Flow Chemistry Using Online PAT Analysis

Pioneering Chemistry Information Technology

Accelerated Process Development

Accelerated Process Development

Using an Advanced Flow Reactor

Development of Continuous Processes

Using Data-Rich Experimentation to Enable the Development of Continuous Processes

Oxidative Nitration reaction with a fast and highly exothermic oxidation step using reaction calorimetry and process analytical technology

beta lactam antibiotics powerpoint

Continuous Manufacturing of Beta-Lactam Antibiotics

With Combined Enzymatic Reaction and Crystallization

Strømningskjemi i fagfellevurderte publikasjoner

  1. Qin, Y., Ayesa, U., Lévesque, F. & Ji, Y. (2025). Ny anvendelse av Direct Inject Liquid Chromatography (DILCTM) som prosessanalytisk teknologi i sanntid for strømningsreaksjoner. ChemRxiv. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2025-c3680
  2. Kelly, S.M., Lebl, R., Malig, T.C., Bass, T.M., Kummli, D., Kaldre, D., Orcel, U., Tröndlin, L., Linder, D., Sedelmeier, J., Bachmann, S., Han, C., Zhang, H. og Gosselin, F. (2024). Syntese av en høyt funksjonalisert kinazolinorganozinc mot KRAS G12C-hemmer Divarasib (GDC-6036), muliggjort gjennom kontinuerlig strømningskjemi. Organisk prosessforskning og utvikling, 28(5), 1546–1555. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00164
  3. Murbach-Oliveira, G., Akturk, I., Nagy, ZK, & Thompson, DH (2024). Prosessutvikling og kinetisk analyse i den grønne syntesen av lomustin.  https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00463
  4. Wang, H., Cui, Y., Shi, J., Tao, X., & Zhu, G. (2023). Porøse karbonstøtter Lewis syre-base-steder som metallfrie katalysatorer for karbonylering av glyserol med urea.  B, Miljø, 330, 122457. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122457
  5. Wang, Z., Gérardy, R., Gauron, G., Damblon, C., & Monbaliu, J. M. (2019). Løsemiddelfri organokatalytisk fremstilling av sykliske organiske karbonater under skalerbare kontinuerlige strømningsforhold. Reaction Chemistry & Engineering, 4(1), 17–26. https://doi.org/10.1039/c8re00209f
  6. Harper, K. C., Moschetta, E. G., Bordawekar, S., & Wittenberger, S. J. (2019). En laserdrevet strømningskjemiplattform for skalering av fotokjemiske reaksjoner med synlig lys. ACS Central Science, 5(1), 109–115. https://doi.org/10.1021/acscentsci.8b00728
  7. Wang, Z., Gérardy, R., Gauron, G., Damblon, C., & Monbaliu, J. M. (2019). Løsemiddelfri organokatalytisk fremstilling av sykliske organiske karbonater under skalerbare kontinuerlige strømningsforhold. Reaction Chemistry & Engineering, 4(1), 17–26. https://doi.org/10.1039/c8re00209f
  8. Dunn, A. L., Leitch, D. C., Journet, M., Martin, M. T., Tabet, EA, Curtis, N. R., Williams, GD, Goss, CA, Shaw, T., O'Hare, B., Wade, CE, Toczko, MA, & Liu, P. (2018). Selektiv kontinuerlig strømningsjodering styrt av direkte spektroskopisk observasjon av likevektige aryllitiumregioisomerer. Organometallics, 38(1), 129–137. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.8b00538
  9. Gérardy, R., Emmanuel, N., Toupy, T., Kassin, V., Tshibalonza, N. N., Schmitz, M., & Monbaliu, J. M. (2018). Kontinuerlig strømning organisk kjemi: suksesser og fallgruver i grensesnittet mot aktuelle samfunnsutfordringer. European Journal of Organic Chemistry, 2018(20–21), 2301–2351. https://doi.org/10.1002/ejoc.201800149
  10. Strotman, N. A., Tan, Y. S., Powers, K. W., Soumeillant, M., & Leung, S. (2018). Utvikling av en sikker og kontinuerlig produksjonstilnærming med høy gjennomstrømning til 4-(2-hydroksyetyl)tiomorfolin 1,1-dioksid. Forskning og utvikling av organiske prosesser, 22(6), 721–727. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00100
  11. Fitzpatrick, D. E., & Ley, S. V. (2018). Ingeniørkjemi for fremtiden for kjemisk syntese. Tetraeder, 74(25), 3087–3100. https://doi.org/10.1016/j.tet.2017.08.050
  12. Galaverna, R., Breitkreitz, MC, & Pastre, JC (2018). Konvertering av d-fruktose til 5-(hydroksymetyl)furfural: Evaluering av batch- og kontinuerlige strømningsforhold ved utforming av eksperimenter og in-line FTIR-overvåking. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 6(3), 4220–4230. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b04643
  13. Yang, H., Martin, B., & Schenkel, B. (2018). On-Demand generering og forbruk av diazometan i flertrinns kontinuerlige strømningssystemer. Organisk prosessforskning og utvikling, 22(4), 446–456. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00302
  14. Li, B., Guinness, S. M., Hoagland, S., Fichtner, M., Kim, H., Li, S., Maguire, R. J., McWilliams, J. C., Mustakis, J., Raggon, J. W., Campos, D., Voss, C. R., Sohodski, E., Feyock, B., Murnen, H. K., Gonzalez, M., Johnson, M. R., Lu, J., Feng, X., . . . Wu, B. (2018). Kontinuerlig produksjon av vannfri tert-butylhydroperoksid i nonan ved bruk av membranfordampning og dens anvendelse i strømningsoksidasjon av en Γ-butyrolactam. Organisk prosessforskning og utvikling, 22(6), 707–720. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00083
  15. Pedersen, M., Skovby, T., Mealy, M. J., Dam-Johansen, K., & Kiil, S. (2018). Redesign av en Grignard-Based Active Pharmaceutical Ingredient (API) batchsyntese til en flytprosess for fremstilling av Melitracen HCL. Organic Process Research & Development, 22(2), 228–235. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00368
  16. Hunter, S. M., Susanne, F., Whitten, R., Hartwig, T., & Schilling, M. B. (2018). Prosessdesignmetodikk for organometallisk kjemi i kontinuerlige strømningssystemer. Tetraeder, 74(25), 3176–3182. https://doi.org/10.1016/j.tet.2018.04.020
  17. O'Brien, AG, Ricci, EM, & Journet, M. (2018). Dehydrering av et uoppløselig ureabiprodukt muliggjør kondensering av DCC og malonsyre i strømning. Organic Process Research & Development, 22(3), 399–402. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00375
  18. Fitzpatrick, D. E., Maujean, T., Evans, A. C., & Ley, S. V. (2018). Automatisert optimalisering på tvers av verden og kontinuerlig flytsyntese av farmasøytiske midler som opererer gjennom en skybasert server. Angewandte Chemie, 57(46), 15128–15132. https://doi.org/10.1002/anie.201809080
  19. Hock, K. J., & Koenigs, RM (2018). Genereringen av diazoforbindelser i kontinuerlig flyt. Kjemi, 24(42), 10571–10583. https://doi.org/10.1002/chem.201800136
  20. Født, SC, Edwards, C. E. R., Martin, B., & Jensen, K. F. (2018). Kontinuerlig, on-demand generering og separasjon av difenylfosforylazid. Tetraeder, 74(25), 3137–3142. https://doi.org/10.1016/j.tet.2018.01.026
  21. Tshibalonza, N. N., Gérardy, R., Alsafra, Z., Eppe, G., & Monbaliu, J. M. (2018). En allsidig biobasert kontinuerlig strømningsstrategi for produksjon av 3-buten-1,2-diol og vinyletylenkarbonat fra erytritol. Grønn kjemi, 20(22), 5147–5157. https://doi.org/10.1039/c8gc02468e
  22. Thaisrivongs, DA, Naber, JR, Rogus, NJ, & Spencer, G. (2018). Utvikling av en organometallisk strømningskjemireaksjon i pilot-anleggsskala for fremstilling av Verubecestat. Organisk prosessforskning og utvikling, 22(3), 403–408. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00385
  23. Tshibalonza, N. N., & Monbaliu, J. M. (2017). Går tilbake til deoksyddehydrering av glyserol mot allylalkohol under kontinuerlige strømningsforhold. Grønn kjemi, 19(13), 3006–3013. https://doi.org/10.1039/c7gc00657h
  24. Li, H., Sheeran, JW, Clausen, A., Fang, Y., Bio, M. M., & Bader, S. J. (2017). Strømningsasymmetrisk propargylering: utvikling av kontinuerlige prosesser for fremstilling av en kiral Β‐aminoalkohol. Angewandte Chemie, 56(32), 9425–9429. https://doi.org/10.1002/anie.201704882
  25. Plutschack, MB, Pieber, B., Gilmore, K., & Seeberger, P. H. (2017). The Hitchhiker's guide to flow chemistry. Chemical Reviews, 117(18), 11796–11893. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00183
Jeg ønsker…
Trenger du hjelp?
Vi er tilgjengelige for å svare på dine spørsmål.