Calorímetros de reacción
Desarrollo eficiente de procesos seguros a escala
Las investigaciones con calorímetros de reacción, como el calorímetro de flujo de calor OptiMax HFCal y el calorímetro de reacción RC1mx, ofrecen la información detallada necesaria para los exhaustivos estudios de escalado y seguridad de procesos. El RC1 es la referencia de los calorímetros de reacción.
La evaluación de la seguridad es una tarea que se da por naturaleza en las primeras fases del desarrollo. Los retos que desarrollan un proceso seguro ya se pueden observar y abordar durante el desarrollo químico. Las herramientas sencillas, como el reactor de síntesis química EasyMax o el calorímetro de flujo de calor EasyMax HFCal, ofrecen información que permiten identificar y minimizar el riesgo de condiciones no escalables en las primeras fases del desarrollo.
El monitoreo a pequeña escala aumenta la productivdad en el desarrollo, puede ejecutarse con pequeñas cantidades de materias primas valiosas, reduce significativamente la cantidad de desechos y proporciona la información crítica para tomar la decisión de seguir adelante o no.
El valor de la calorimetría de reacción
A medida que se escala una reacción del laboratorio a la fábrica, pueden surgir de improviso problemas de escalamiento por distintos motivos.Las causas de los incidentes térmicos suelen atribuirse a:
- La falta de conocimiento de la termoquímica de procesos
- La incapacidad de eliminar el calor
- Un comportamiento de mezclado incorrecto o malentendido
- Factores humanos
Los incidentes se pueden evitar determinando los datos relevantes en el laboratorio. El trabajo del laboratorio se lleva a cabo bajo condiciones similares a las de los procesos mediante calorímetros de reacción, de forma que los resultados se pueden aplicar directamente a operaciones a mayor escala.
El calorímetro de reacción ofrece un elevado nivel de comprensión de los procesos, de modo que es posible llevar a cabo los procedimientos necesarios de forma periódica, consistente y de acuerdo con la normativa obligatoria de calidad.
Guía para la seguridad de los procesos químicos
Conozca los riesgos - Procesos químicos seguros a escala
A la hora de desarrollar procesos de fabricación, es importante la información relativa al proceso, la toxicidad y la estabilidad de las materias primas y de los productos intermedios y finales. Los científicos usan dichos datos para determinar el procedimiento idóneo para la reacción y para conocer a fondo el propio proceso. La Guía para la seguridad de los procesos analiza los principales retos que se deben tener en cuenta a la hora de diseñar un proceso seguro.
Monitoreo de problemas de escalamiento.
La correcta introducción de nuevas entidades químicas o farmacéuticas al mercado requiere ideas innovadoras, investigadores creativos y modernas herramientas de síntesis que admiten un eficaz flujo de trabajo de desarrollo.
Los experimentos deben llevarse a cabo a pequeña escala debido a la falta de materiales, mientras que los datos obtenidos deben ser precisos. Resulta imprescindible que los datos aplicados a los enfoques estadísticos (por ejemplo, el diseño de experimentos) y los experimentos basados en procedimientos tradicionales sean fiables, de modo que permitan identificar los potenciales problemas de seguridad y escalamiento en una fase temprana del desarrollo.Por ello, la productividad en el desarrollo químico se puede aumentar y también garantiza que el proceso se pueda llevar a cabo de forma segura y económica a gran escala.
Estudios integrales de seguridad de procesos
Las industrias química y farmacéutica suelen usar procesos químicos complejos en los que se pueden liberar grandes cantidades de energía. Conocer y comprender los riesgos potenciales resulta fundamental y constituye un requisito previo para la fabricación segura de los procesos químicos y farmacéuticos. Esto incluye la comprensión de la termodinámica de la reacción deseada, así como la de una posible reacción no deseada.
El uso del calorímetro de reacción RC1mx ofrece datos fiables para calcular parámetros de seguridad relevantes de la reacción principal con el mayor grado de confianza. iC Safety convierte los datos experimentales en información sobre seguridad, la combina con datos de la reacción no deseada y presenta el riesgo térmico (por ejemplo, acumulación térmica, temperatura adiabática, MTSR, etc.) en un formato conciso y fácil de entender (por ejemplo, tabla, gráfico de seguridad fuera de control y gráfico de criticidad).
Transferencia de procesos a las fábricas de forma segura y económica
Herramientas de monitoreo, desarrollo de procesos y estudios de seguridad de procesos
EasyMax HFCal y OptiMax HFCal (calorímetros de flujo de calor) combinan las ventajas de las estaciones de control de síntesis y de los calorímetros de reacción. Como calorímetros de reacción de pequeña escala, están diseñados para el monitoreo de seguridad de procesos y ofrecen información sobre las reacciones en fases tempranas del desarrollo.
Los datos de calorimetría de flujo de calor se pueden usar para caracterizar, optimizar y comprender los parámetros de procesos en un entorno reproducible, exacto y controlado.
El calorímetro de reacción RC1 es la referencia de la industria para la medición de perfiles de calor, conversiones químicas y transferencia de calor en condiciones similares a las del proceso. El calorímetro de reacción RC1mx ofrece una solución moderna en la que el termostato de alto rendimiento es la pieza clave. El RC1mx permite a los químicos y a los ingenieros de seguridad optimizar los procesos en condiciones seguras, al tiempo que determinan todos los parámetros críticos del proceso y reducen el riesgo de fallos a gran escala.
Productos y Espec.
Productos y Espec.
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Tipo de calorimetríaFlujo calorífico
Transferencia de calor de precisiónNormalmente <± 1,5 %
Calor específico de precisiónNormalmente <± 5 a 8 %
Flujo calorífico de precisiónCondiciones isotérmicas: ± 1 % a 2 %; Condiciones no isotérmicas: ± 3 % a 8 %; Basándose en la comparación de qr_hf con qc o ∫qr_hf con ∫ qc
Tipo de calorimetríaFlujo calorífico
Dimensiones (AxFxA)120 mm x 40 mm x 170 mm
Transferencia de calor de precisiónNormalmente +/- 4 %
Calor específico de precisiónNormalmente +/- 12 %
Flujo calorífico de precisiónCondiciones isotérmicas: ± 3 % a 5 %; Condiciones no isotérmicas: ± 5 % a 10 %; Basándose en la comparación de qr_hf con qc o ∫qr_hf con ∫ qc
Tipo de calorimetríaFlujo calorífico
Dimensiones (AxFxA)120 mm x 40 mm x 170 mm
Transferencia de calor de precisiónNormalmente +/- 3 %
Calor específico de precisiónNormalmente +/- 10 %
Flujo calorífico de precisiónCondiciones isotérmicas: ± 3 % a 5 %; Condiciones no isotérmicas: ± 5 % a 10 %; Basándose en la comparación de qr_hf con qc o ∫qr_hf con ∫ qc
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Soporte y Reparación
Soporte y Reparación
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Documentación de los calorímetros de reacción
Folletos Técnico
The RC1mx reaction calorimeter is the leading technology for process safety. Accurate and comprehensive calorimetric data provides information needed...
Heat flow calorimetry workstations provide heat release data, reaction enthalpy and heat transfer as well as heat data enabling chemistry and process...
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Calorimetría de reacción
¿Qué es la calorimetría de reacción?
La calorimetría de reacción mide el calor liberado en una reacción química o proceso físico en condiciones similares al proceso, y proporciona los fundamentos de la termoquímica y la cinética de una reacción.
La información calorimétrica es fundamental a la hora de determinar la manera de transferir de un modo seguro las reacciones químicas del laboratorio a la planta. La calorimetría de reacción proporciona, además del flujo de trabajo de desarrollo químico, la información necesaria para cada uno de los pasos individuales que, posteriormente, se convierte en información para evaluar los riesgos, la escalabilidad y la trascendencia de un proceso. La calorimetría de reacción le ayuda a identificar los problemas relacionados con la transferencia o la mezcla de masa y calor. Asimismo, permite determinar la temperatura, la agitación o el perfil de dosificación correctos on-line. La calorimetría de reacción también identifica el comportamiento inesperado y hace visibles y cuantificables otros problemas de escalamiento.
¿Qué es importante para obtener buenos datos calorimétricos?
El termostato de respuesta rápida con control de temperatura preciso garantiza que la reacción avanza por la ruta deseada. La gran capacidad de refrigeración con rápida eliminación de calor lidia con reacciones rápidas y violentas, así como grandes cantidades de calor. El sistema de medición de temperatura sensible garantiza un control de temperatura preciso y cálculos exactos de todos los datos de calor. Los algoritmos de cálculo no solo tienen en cuenta los datos medidos, sino también los factores físicos como la capacidad calorífica, la acumulación de calor y el calor de dosificación. La gestión de conocimiento y la creación de informes integradas son importantes para realizar un seguimiento de todos los datos experimentales.
Factores decisivos en el balance total del flujo de calor
Para aprovechar al máximo un experimento, es preciso tener en cuenta todos los posibles términos de flujos de calor.
- Flujo de calor: flujo de calor a lo largo de la pared del reactor
- Acumulación de calor: acumulación de calor debido a la variación de la temperatura
- Calor de dosificación: calor debido al material añadido
- Calor de calibración: potencia de calibración
- Calor de reflujo: calor eliminado mediante un condensador
- Calor de agitación: cantidad de energía debido al agitador al cambiar la viscosidad o la velocidad del agitador
- Pérdida de calor: pérdida de calor a través del montaje de la tapa del reactor
¿Qué es el principio del flujo de calor y cómo funciona?
El principio del flujo de calor, aplicable a todas las estaciones de trabajo para calorimetría de reacción de METTLER TOLEDO, es el método más sencillo y sólido para determinar el calor liberado por un proceso químico o físico. Se aplica bajo la mayoría de las condiciones, es altamente sensible y ofrece una repetibilidad excelente. El principio del flujo de calor se basa en la fuerza impulsora (la diferencia de temperatura entre la masa de reacción y la temperatura de la camisa) que se convierte en flujo de calor mediante el factor de calibración. El factor de calibración se determina mediante un calentador eléctrico que emite una pequeña cantidad de energía en la masa de reacción.
La determinación del flujo de calor se basa en la diferencia de temperatura en la pared de los reactores y depende de la conductividad térmica y el grosor de la pared del reactor, la resistencia térmica de la película de la masa de reacción y la resistencia térmica de la película de petróleo. En una operación no isotérmica, parte de la energía se almacena en la pared del reactor. Como resultado, se debe tener en cuenta la capacidad calorífica apreciable de la pared del reactor. Se usa un modelo matemático para calcular la distribución de la temperatura en la pared del reactor y ofrece una temperatura (imaginaria) de la camisa.
¿Cuál es la importancia de los datos de calor exactos y específicos?
Cuando un sistema se calienta o se enfría, absorbe o libera energía, Si la energía se almacena o se acumula, la temperatura aumenta y disminuye si se vuelve a liberar. Tenga en cuenta que no solo los productos químicos se calientan o se enfrían. La cantidad total de calor acumulado depende de la cantidad de material, la diferencia en la temperatura y la capacidad calorífica específica del material. Como consecuencia, también deben tenerse en cuenta la capacidad calorífica del material, los insertos y la pared del reactor.
Aplicaciones de calorimetría de reacción
- Seguridad del proceso químico
- Transferencia de calor y escalado
- Transferencia de masa y velocidad de reacción (mezclado)
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