Procesy chemiczne prowadzone w przepływie - METTLER TOLEDO

Procesy chemiczne prowadzone w przepływie

Skróć czas trwania procesów prowadzonych cyklicznie, popraw jakość i zwiększ wydajność

Opracowanie nowych i skuteczniejszych procesów chemicznych optymalnie wykorzystujących zasoby stało się łatwiejsze, ponieważ w ostatnich latach pojawiły się reaktory przepływowe. Zastosowanie nowoczesnych reaktorów przepływowych zapewnia wiele wyraźnych korzyści w porównaniu z procesami prowadzonymi cyklicznie. Reaktory umożliwiają szybką analizę, optymalizację i zwiększenie skali, w jakiej reakcja chemiczna jest prowadzona. Konsekwencją jest skrócenie czasu reakcji, lepsza jakość produktu i większa wydajność procesu.

Procesy chemiczne prowadzone w przepływie
Procesy chemiczne prowadzone w przepływie
ThalesNano H-Cube Flow ChemistryReaktor ThaleNano H-Cube® stanowi przykład laboratoryjnego systemu do prowadzenia procesu uwodornienia w przepływie. Reaktor można stosować do prowadzenia reakcji uwodornienia w przepływie w skali do 500g. Otrzymany produkt charakteryzuje się wysoką jakością. Tak prowadzony proces zapewnia wyższe wydajności w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Obsługa reaktora jest również bezpieczniejsza. Nie wymaga on zewnętrznego źródła wodoru.
ReactIR Flow ChemistryPomimo wyraźnych zalet reaktorów przepływowych, optymalizacja reakcji chemicznej prowadzonej w takim reaktorze nie zawsze jest łatwa. Dobieranie warunków prowadzenia reakcji oraz ustalanie szybkości przepływu w celu uzyskania stabilnego procesu dającego pożądany produkt oraz zapewniającego zadowalającą wydajność odbywa się niejednokrotnie metodą prób i błędów. Stąd, istnieje potrzeba użycia szybkiej i skutecznej metody pozwalającej mierzyć zużycie reagentów oraz obserwować powstawanie produktów i produktów ubocznych.
Flow Chemistry
Flow Cell to Continous Processing TechnologyDo niedawna, system śledzenia przebiegu reakcji ReactIR™ był stosowany głównie do badania reakcji prowadzonych cyklicznie. Współpraca profesora Stevena Leya z Uniwersytetu Cambridge z METTLER TOLEDO zaowocowała opracowaniem niezawodnego rozwiązania pozwalającego szybko i dokładnie optymalizować reakcje chemiczne prowadzone w reaktorach przepływowych. System pomiarowy składający się z mikroceli przepływowej DS podłączonej do instrumentu ReactIR™ pozwala optymalizować pracę reaktora przepływowego w czasie rzeczywistym. Można zmieniać ustawienia typowych parametrów kontrolnych takich jak szybkość przepływu reagentów lub temperatura celi reakcyjnej i natychmiast obserwować wpływ tych zmian na reakcję chemiczną, ponieważ system ReactIR™ mierzy wydajność reaktora. Obserwować można także powstawanie produktów, produktów ubocznych oraz produktów pośrednich. Uzyskane informacje pozwalają dokonywać zmian „w locie” w celu uzyskania optymalnych warunków operacyjnych dla całego systemu.

Aplikacje

Chemical Synthesis
Screen and Optimize Catalysis, Hydrogenation, Polymer Synthesis and Other Reactive Chemical Syntheses

Chemists working in chemical synthesis discover and develop innovative chemical reactions and processes.

Impurity Profiling of Chemical Reactions
Continuous Automated Reaction Sampling Improves Productivity and Understanding for Chemists

Knowledge of impurity kinetics and mechanism of formation is important in determining reaction end-point in chemical and process development studies. Accurate, reproducible, and representative reactions samples are necessary for these studies.

Chemical Reaction Kinetics Studies
Study Chemical Reaction Rates and Measure Kinetics Inline

In situ chemical reaction kinetics studies provide an improved understanding of reaction mechanism and pathway by providing concentration dependences of reacting components in real-time. Continuous data over the course of a reaction allows for the calculation of rate laws with fewer experiments due to the comprehensive nature of the data.  Reaction Progression Kinetics Analysis (RPKA) uses in situ data under synthetically relevant concentrations and captures information throughout the whole experiment ensuring that the complete reaction behavior can be accurately described.

Crystallization and Precipitation
Optimize Crystal Size, Yield and Purity

Optimization and scale-up of crystallization and precipitation to produce a product that consistently meets purity, yield, form and particle size specifications can be one of the biggest challenges of process development.

Heat Transfer and Process Scale-up
How Heat Transport in Agitated Vessels Affects Process Scale-up

Scaling-up a chemical process from lab to manufacturing gives useful results only with accurate heat transfer coefficients. Measuring the jacket and reactor temperature (during the release of a well-defined amount of heat) allows researchers to accurately compute the thermal resistance which is used to model the heat transfer and make critical predictions for reactors at larger scale. Reaction calorimetry is essential to determine parameters that impact the heat transfer and the heat transfer coefficients to develop models to maximize the bandwidth of a manufacturing plant. 

Mass Transfer and Reaction Rate
Mixing in a Chemical Reactor and the Effect on Reaction Kinetics and Scale-up

Mixing is the reduction or elimination of inhomogeneity of phases that are either miscible or immiscible. Process scale-up and optimization require that the impact of mixing on the reaction rate be quantified. Automated, controlled experiments can be run in parallel in a laboratory reactor system to establish a mass transfer correlation, and provide a means to quickly adjust the gas/ liquid interface area and reactor volume. This achieves the desired conditions required for the scale-up or scale-down of a process.

Chemical Synthesis

Chemists working in chemical synthesis discover and develop innovative chemical reactions and processes.

Impurity Profiling of Chemical Reactions

Knowledge of impurity kinetics and mechanism of formation is important in determining reaction end-point in chemical and process development studies. Accurate, reproducible, and representative reactions samples are necessary for these studies.

Chemical Reaction Kinetics Studies

In situ chemical reaction kinetics studies provide an improved understanding of reaction mechanism and pathway by providing concentration dependences of reacting components in real-time. Continuous data over the course of a reaction allows for the calculation of rate laws with fewer experiments due to the comprehensive nature of the data.  Reaction Progression Kinetics Analysis (RPKA) uses in situ data under synthetically relevant concentrations and captures information throughout the whole experiment ensuring that the complete reaction behavior can be accurately described.

Crystallization and Precipitation

Optimization and scale-up of crystallization and precipitation to produce a product that consistently meets purity, yield, form and particle size specifications can be one of the biggest challenges of process development.

Heat Transfer and Process Scale-up

Scaling-up a chemical process from lab to manufacturing gives useful results only with accurate heat transfer coefficients. Measuring the jacket and reactor temperature (during the release of a well-defined amount of heat) allows researchers to accurately compute the thermal resistance which is used to model the heat transfer and make critical predictions for reactors at larger scale. Reaction calorimetry is essential to determine parameters that impact the heat transfer and the heat transfer coefficients to develop models to maximize the bandwidth of a manufacturing plant. 

Mass Transfer and Reaction Rate

Mixing is the reduction or elimination of inhomogeneity of phases that are either miscible or immiscible. Process scale-up and optimization require that the impact of mixing on the reaction rate be quantified. Automated, controlled experiments can be run in parallel in a laboratory reactor system to establish a mass transfer correlation, and provide a means to quickly adjust the gas/ liquid interface area and reactor volume. This achieves the desired conditions required for the scale-up or scale-down of a process.

Biblioteka

W praktyce

Automated pH and Temperature Control
This case study describes avoiding impurity formation with automated pH and temperature control.
Seminaria i szkolenia
Thank you for visiting www.mt.com. We have tried to optimize your experience while on the site, but we noticed that you are using an older version of a web browser. We would like to let you know that some features on the site may not be available or may not work as nicely as they would on a newer browser version. If you would like to take full advantage of the site, please update your web browser to help improve your experience while browsing www.mt.com.