Calorimètres réactionnels

Le développement et l’optimisation des procédés chimiques nécessitent la détermination d’une variété de types d’informations différents afin de prendre les meilleures  décisions. Il est courant de collecter des données analytiques, telles que l’infrarouge (IR), le Raman, la distribution granulométrique ou la concentration en ligne et en temps réel pour créer des modèles cinétiques et obtenir une compréhension mécaniste. La collecte de données sur les dégagements de chaleur en temps réel est absolument nécessaire pour concevoir des processus chimiques sûrs et durables.

Les systèmes de réacteur qui permettent de scanner les réactions pour détecter la libération de chaleur en temps réel fournissent un retour instantané sur la progression de la réaction et permettent aux utilisateurs de prendre immédiatement des mesures correctives. Les données thermiques en ligne en temps réel sont souvent utilisées pour contrôler le processus en ajustant les paramètres critiques du processus, tels que le taux d’ajout de réactifs, le contrôle de la pression, la vitesse d’agitation ou tout autre paramètre du processus.

Avec le réacteur RTCal™, le chercheur utilise un outil PAT (Process Analytical Technology) qui permet de suivre les réactions en temps réel. Il fournit des informations précieuses sur la chaleur sur la progression de la réaction sans qu’il soit nécessaire d’avoir recours à des connaissances spécialisées. La technologie RTCal™ utilise des capteurs de flux de chaleur intégrés au réacteur, détectant le flux de chaleur à travers la paroi du réacteur.

La mesure des données thermiques avec RTCal™ est indépendante des propriétés ou du comportement de la masse réactionnelle. Par conséquent, il n’est pas nécessaire d’exécuter des procédures d’étalonnage avant, pendant ou après la réaction, ce qui réduit considérablement le temps d’expérience.

Les calorimètres réactionnels METTLER TOLEDO permettent un dépistage de sécurité du laboratoire à l’échelle de l’usine afin de garantir une mise à l’échelle sûre et robuste. Chaque fois qu’un processus est mis à l’échelle, les variables critiques qui affectent les performances ou les résultats doivent être étudiées. Dans certains cas, l’itinéraire choisi n’est pas évolutif en raison du coût élevé ou de la rareté des matériaux de départ, des conditions difficiles à contrôler dans les grands navires ou des risques potentiels pour la sécurité et doit donc être modifié.

Cela nécessite l’étude de variables dépendantes de l’échelle, telles que les taux de dosage, le mélange ou le transfert de masse. Cependant, l’un des éléments d’information clés pour faire passer un processus à la fabrication en toute sécurité est la compréhension de la chaleur totale libérée, du taux de libération de chaleur, de l’accumulation de réactifs ou d’énergie ainsi que de la stabilité de la masse réactionnelle et des composants individuels.

Les études de calorimétrie réactionnelle fournissent des preuves des paramètres critiques du procédé et de leur impact sur le processus, la fabricabilité, le rendement et la qualité du produit ou de l’intermédiaire.

Étant donné que les réactions chimiques sont influencées par plusieurs paramètres tels que la concentration, le taux d’ajout, la température, le solvant, le catalyseur et la valeur du pH, l’intégration transparente d’analyses en ligne ou d’outils d’échantillonnage automatisés dans le calorimètre réactionnel augmente considérablement la valeur de l’étude.

Des expériences riches en données, comprenant à la fois des informations calorimétriques et analytiques, répondent efficacement aux besoins actuels de développement rapide de processus sûrs et robustes et de transfert efficace de leur laboratoire à l’usine.