Développement de procédé chimique et Scale-Up - transfert, extrapolation, contrôle
Développement de procédé chimique et Scale-Up

Développement de procédé chimique et Scale-Up

Procédés chimiques durables et robustes pour un transfert rapide vers l'usine pilote et la production

Applications

Applications de développement de procédé chimique et Scale-Up

Transfert de chaleur et extrapolation des procédés
Effets du transport de chaleur dans les cuves agitées sur l'extrapolation des procédés

Seule une connaissance précise des coefficients de transfert de chaleur permet d'effectuer une extrapolation d'un tel procédé chimique du laboratoire vers l'usine. Les chercheurs mesurent la température de la chemise et du réacteur (durant le dégagement d'une quantité bien définie de chaleur) pour calculer avec exactitude la résistance thermique utilisée pour modéliser le transfert de chaleur et réaliser des prévisions critiques pour les réacteurs à plus grande échelle. La calorimétrie réactionnelle est essentielle pour déterminer les paramètres ayant une influence sur le transfert de chaleur et les coefficients de transfert de chaleur afin de développer des modèles permettant d'optimiser la gamme d'une usine de fabrication. 

Transfert de masse et vitesse de réaction
Mélange dans un réacteur chimique et effet sur la cinétique de la réaction et l'extrapolation

Le mélange consiste à réduire ou à éliminer l'hétérogénéité des phases qui sont soit miscibles soit immiscibles. Pour extrapoler et optimiser le procédé, il est nécessaire de quantifier l'effet du mélange sur la vitesse de réaction. Des expériences automatisées et contrôlées réalisées en parallèle dans un système de réacteurs de laboratoire permettent d'établir une corrélation entre les différentes valeurs de transfert de masse, afin de pouvoir ajuster rapidement la zone d'interface gaz/liquide et le volume du réacteur. On obtient ainsi les conditions souhaitées nécessaires à l'extrapolation ou à la réduction d'un procédé.

Synthèse organique, chimie organique et les Technologies PAT de METTLER TOLEDO
Criblage et optimisation des catalyses, des synthèses de polymères et des autres synthèses chimiques réactives

Les chimistes travaillant dans le secteur de la chimie organique de synthèse découvrent et développent des procédés et des réactions chimiques innovants.

Procédé de cristallisation en cours
Optimisation de la taille des cristaux, du rendement et de la pureté

L'optimisation et l'extrapolation de la cristallisation et de la précipitation afin d'obtenir un produit systématiquement conforme aux spécifications en matière de pureté, de rendement, de forme et de taille des particules peuvent être l'un des plus grands défis dans le développement de procédés.

Études de la cinétique des réactions chimiques
Étude de la vitesse des réactions chimiques et mesure de la cinétique en ligne

Les études de la cinétique des réactions chimiques in situ permettent de mieux comprendre le mécanisme et le déroulement des réactions en décrivant la dépendance entre les concentrations des composants de réaction en temps réel. Les données obtenues tout au long d'une réaction permettent de calculer des lois gouvernant le taux de réaction grâce à un nombre réduit d'expériences, en raison de la nature exhaustive des données.L'analyse cinétique de la progression de la réaction (RPKA) utilise des données in situ dans des concentrations synthétiquement pertinentes et capture des données tout au long de l'expérience pour veiller à ce que le comportement de réaction complet puisse être décrit avec exactitude.

Sécurité des procédés chimiques et détection anticipée des risques thermiques
Détection anticipée des risques thermiques et conception de procédés chimiques intrinsèquement sûrs

Détection anticipée des risques thermiques et conception de procédés chimiques intrinsèquement sûrs

Effets de la température Taille et forme des cristaux
Intensification de l'agitation, pesage et cristallisation

Le fait de changer d'échelle ou de conditions de mélange dans un malaxeur peut avoir un impact direct sur la cinétique du procédé de cristallisation et sur la taille finale des cristaux. Les effets du transfert de masse et de chaleur sont importants dans la prise en compte des systèmes respectifs de refroidissement et antisolvant, dans lesquels les gradients de température ou de concentration sont susceptibles de produire un manque d'homogénéité du niveau prédominant de sursaturation.

Transfert de chaleur et extrapolation des procédés

Seule une connaissance précise des coefficients de transfert de chaleur permet d'effectuer une extrapolation d'un tel procédé chimique du laboratoire vers l'usine. Les chercheurs mesurent la température de la chemise et du réacteur (durant le dégagement d'une quantité bien définie de chaleur) pour calculer avec exactitude la résistance thermique utilisée pour modéliser le transfert de chaleur et réaliser des prévisions critiques pour les réacteurs à plus grande échelle. La calorimétrie réactionnelle est essentielle pour déterminer les paramètres ayant une influence sur le transfert de chaleur et les coefficients de transfert de chaleur afin de développer des modèles permettant d'optimiser la gamme d'une usine de fabrication. 

Transfert de masse et vitesse de réaction

Le mélange consiste à réduire ou à éliminer l'hétérogénéité des phases qui sont soit miscibles soit immiscibles. Pour extrapoler et optimiser le procédé, il est nécessaire de quantifier l'effet du mélange sur la vitesse de réaction. Des expériences automatisées et contrôlées réalisées en parallèle dans un système de réacteurs de laboratoire permettent d'établir une corrélation entre les différentes valeurs de transfert de masse, afin de pouvoir ajuster rapidement la zone d'interface gaz/liquide et le volume du réacteur. On obtient ainsi les conditions souhaitées nécessaires à l'extrapolation ou à la réduction d'un procédé.

Synthèse organique, chimie organique et les Technologies PAT de METTLER TOLEDO

Les chimistes travaillant dans le secteur de la chimie organique de synthèse découvrent et développent des procédés et des réactions chimiques innovants.

Procédé de cristallisation en cours

L'optimisation et l'extrapolation de la cristallisation et de la précipitation afin d'obtenir un produit systématiquement conforme aux spécifications en matière de pureté, de rendement, de forme et de taille des particules peuvent être l'un des plus grands défis dans le développement de procédés.

Études de la cinétique des réactions chimiques

Les études de la cinétique des réactions chimiques in situ permettent de mieux comprendre le mécanisme et le déroulement des réactions en décrivant la dépendance entre les concentrations des composants de réaction en temps réel. Les données obtenues tout au long d'une réaction permettent de calculer des lois gouvernant le taux de réaction grâce à un nombre réduit d'expériences, en raison de la nature exhaustive des données.L'analyse cinétique de la progression de la réaction (RPKA) utilise des données in situ dans des concentrations synthétiquement pertinentes et capture des données tout au long de l'expérience pour veiller à ce que le comportement de réaction complet puisse être décrit avec exactitude.

Sécurité des procédés chimiques et détection anticipée des risques thermiques

Détection anticipée des risques thermiques et conception de procédés chimiques intrinsèquement sûrs

Effets de la température Taille et forme des cristaux

Le fait de changer d'échelle ou de conditions de mélange dans un malaxeur peut avoir un impact direct sur la cinétique du procédé de cristallisation et sur la taille finale des cristaux. Les effets du transfert de masse et de chaleur sont importants dans la prise en compte des systèmes respectifs de refroidissement et antisolvant, dans lesquels les gradients de température ou de concentration sont susceptibles de produire un manque d'homogénéité du niveau prédominant de sursaturation.

Publications

Publications associées au développement des procédés chimiques et au Scale-Up

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Afin de garantir une extrapolation sûre des procédés chimiques, il est essentiel de parfaitement appréhender les variations de température ainsi que l...
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Ce livre blanc expose la méthodologie des plans d'expérimentations et son efficacité pour les laboratoire de chimie organique de synthèse grâce à deux...
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Le groupe de recherche et de développement des procédés de Grünenthal automatise le dosage et exécute des réactions fortement exothermiques sans assis...
Livre blanc gratuit à télécharger sur les techniques de synthèse de molécules innovantes
Les avancées dans la chimie organique permettent aux chercheurs d'approfondir la R&D des molécules et d'optimiser les conditions des procédés. Un nouv...
Guide sur la calorimétrie réactionnelle
La calorimétrie réactionnelle permet de comprendre un procédé chimique et est une source d'informations sur la sécurité et l'extrapolation. Les calori...

Citations

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