Calorimetri di reazione

Lo sviluppo e l'ottimizzazione dei processi chimici richiedono la determinazione di una varietà di diversi tipi di informazioni al fine di prendere le decisioni migliori . È comune raccogliere dati analitici, come l'infrarosso (IR), il Raman, la distribuzione delle dimensioni delle particelle o la concentrazione online e in tempo reale per creare modelli cinetici e ottenere una comprensione meccanicistica. La raccolta dei dati sul rilascio di calore in tempo reale è assolutamente necessaria per progettare processi chimici sicuri e sostenibili.

I sistemi di reattori che consentono la scansione delle reazioni per il rilascio di calore in tempo reale forniscono un feedback istantaneo sull'andamento della reazione e consentono agli utenti di intraprendere immediatamente azioni correttive. I dati di calore online in tempo reale vengono spesso utilizzati per controllare il processo regolando i parametri di processo critici, come la velocità di aggiunta dei reagenti, il controllo della pressione, la velocità di agitazione o qualsiasi altro parametro di processo.

Con il reattore RTCal™, il ricercatore utilizza uno strumento PAT (tecnologia analitica di processo) che consente di tracciare le reazioni in tempo reale. Fornisce preziose informazioni sul calore sull'andamento della reazione senza la necessità di conoscenze specialistiche. La tecnologia RTCal™ utilizza sensori di flusso di calore integrati nel reattore, rilevando il flusso di calore attraverso la parete del reattore.

La misurazione dei dati termici con RTCal™ è indipendente dalle proprietà o dal comportamento della massa di reazione. Pertanto, non è necessario eseguire procedure di calibrazione prima, durante o dopo la reazione, il che riduce sostanzialmente il tempo dell'esperimento.

I calorimetri di reazione METTLER TOLEDO consentono lo screening di sicurezza dal laboratorio alla scala dell'impianto per garantire uno scale-up sicuro e robusto. Ogni volta che un processo viene scalato, è necessario indagare sulle variabili critiche che influenzano le prestazioni o il risultato. In alcuni casi, la rotta scelta non è scalabile a causa del costo o della scarsità dei materiali di partenza, delle condizioni difficili da controllare nelle navi di grandi dimensioni o dei potenziali rischi per la sicurezza e quindi deve essere modificata.

Ciò richiede l'indagine di variabili dipendenti dalla scala, come le velocità di dosaggio, la miscelazione o il trasferimento di massa. Tuttavia, una delle informazioni chiave per portare un processo nella produzione in modo sicuro è la comprensione del calore totale rilasciato, della velocità di rilascio del calore, dell'accumulo di reagenti o energia, nonché della stabilità della massa di reazione e dei singoli componenti.

Gli studi di calorimetria di reazione forniscono prove dei parametri critici del processo e del loro impatto sul processo, sulla producibilità, sulla resa e sulla qualità del prodotto o dell'intermedio.

Poiché le reazioni chimiche sono influenzate da diversi parametri come la concentrazione, il tasso di aggiunta, la temperatura, il solvente, il catalizzatore e il valore del pH, la perfetta integrazione di strumenti di analisi online o di campionamento automatizzato nel calorimetro di reazione aumenta enormemente il valore dello studio.

Gli esperimenti ricchi di dati che comprendono sia la calorimetria che le informazioni analitiche supportano efficacemente le esigenze odierne di sviluppare rapidamente processi sicuri e robusti e di trasferirli in modo efficace dal laboratorio all'impianto.