Calorímetros de Reação

O desenvolvimento e otimização dos processos químicos exigem a determinação de uma variedade de diferentes tipos de informação para decisões corretas serem tomadas. É comum coletar dados analíticos, como IR, Raman, distribuição do tamanho de partículas ou concentração on-line e em tempo real. Coletar dados de liberação de calor on-line e em tempo real é certamente uma grande vantagem ao se investigar processos químicos.

Sistemas de reator que permitem a varredura de reações para verificar a liberação de calor em tempo real fornecem retorno imediato do progresso da reação e permitem que os usuários tomem medidas corretivas imediatamente. Dados de calor on-line em tempo real são frequentemente utilizados para controlar o processo ajustando-se parâmetros de processos críticos, como a taxa de adição de reagentes, controlando a pressão, a velocidade de agitação ou qualquer outro parâmetro de processo.

Com o reator RTCal, o pesquisador utiliza uma ferramenta da TAP (tecnologia analítica de processos) que permite rastrear as reações on-line e em tempo real. Ela fornece informações de calor valiosas sobre o progresso da reação sem a necessidade de conhecimento especializado. A tecnologia RTCal usa sensores de fluxo de calor pela parede do reator.

A medição dos dados de calor com RTCal independe das propriedades ou do comportamento da massa de reação. Portanto, nenhum procedimento de calibração precisa ser executado antes, durante ou depois da reação, o que reduz significativamente o tempo do experimento.

Sempre que um processo novo ou modificado precisa ser levado do laboratório para a planta, os diferentes aspectos que podem ser críticos ou afetar o desempenho ou o resultado do processo devem ser investigados. Em poucos casos, a rota escolhida é também não escalável devido a materiais iniciais custosos ou escassos, condições difíceis de se controlar em recipientes grandes ou riscos de segurança potenciais e, portanto, deve ser modificada. Isso exige a investigação de variáveis dependentes de escala, como taxas de dosagem, mistura ou transferência de massa. Entretanto, uma das peças-chaves de informação para passar um processo para produção de forma segura é a compreensão do calor total liberado, da taxa de liberação de calor, da acumulação de reagente(s) ou energia, assim como da estabilidade da massa de reação e dos componentes individuais.

Os estudos de calorimetria de reação fornecem indícios dos parâmetros de processos críticos e seu impacto no processo, na produtibilidade, no rendimento e na qualidade do produto ou intermediário.

Dado que as reações químicas são influenciadas por vários parâmetros como concentração, taxa de adição, temperatura, solvente, catalisador e valor de pH, a integração perfeita de ferramentas de análise on-line ou de amostragem automatizada ao calorímetro de reação aumenta enormemente o valor do estudo.

Experimentos ricos em dados compostos tanto por informações calorimétricas quanto analíticas efetivamente dão suporte para as necessidades atuais de desenvolver processos robustos e seguros rapidamente e transferi-los do laboratório para a planta.