Dans les secteurs chimique et pharmaceutique, les procédés par lots ou demi-lots sont fréquents dans les étapes de développement, d'extrapolation et de production. L'extrapolation d'un procédé du laboratoire à l'usine est un défi qui peut présenter de nombreuses difficultés, notamment :
- les transferts de chaleur ;
- la capacité de refroidissement ;
- l'accumulation de réactif ;
- le mélange ;
- le transfert de masse.
L'expérience personnelle et les données empiriques sont utiles mais ne suffisent pas. Les recherches sur les procédés chimiques impliquent de nombreuses étapes, comme la caractérisation des équipements, l'exploration de la thermodynamique, les études de mélange et de transfert de masse, ainsi que l'étude de la cinétique de réaction et des risques potentiels.
La dissipation de la chaleur dans un réacteur de réservoir agité est décisive pour la sécurité et l'efficacité d'un procédé, et les temps de production sont souvent déterminés par le transfert de chaleur. Si les résistances thermiques et les vitesses de réaction ne sont pas connues précisément, les marges de sécurité appliquées doivent être suffisamment grandes. Cela entraîne une augmentation des délais de production des lots, et une baisse de l'efficacité du procédé. Par conséquent, les modèles d'extrapolation sont utilisés pour prévoir aussi précisément que possible les conditions de transfert de chaleur dans le réacteur de l'usine. Les corrélations empiriques avec les valeurs caractéristiques sont utilisées pour simplifier les équations différentielles complexes qui décrivent le système. Cette note d'application décrit comment la calorimétrie réactionnelle fournit des mesures précises sur les résistances thermiques et sur la chaleur dégagée par les réactions en laboratoire.
Dans l'industrie pharmaceutique et chimique, les procédés par lots ou semi-lot sont les plus courants dans le développement, la mise à l'échelle et la production. La mise à l'échelle d'un procédé, du laboratoire à l'usine, est un défi et est associée à de nombreux problèmes, dont les suivants:
- Transfert de chaleur
- Puissance frigorifique
- Accumulation de réactif Réactif
- Mélange
- Transfert de masse
Bien que l'expérience personnelle et les données empiriques puissent être utilisées dans une certaine mesure, l'étude des processus chimiques exige la participation d'un certain nombre de disciplines, comme la caractérisation de l'équipement, l'exploration de la thermodynamique et les études sur le mélange et le transfert de masse, ainsi que la recherche sur la cinétique des réactions et le potentiel dangereux.
La dissipation de la chaleur dans un réacteur à cuve agitée est décisive pour la sécurité et l'efficacité d'un procédé, et les temps de production sont souvent déterminés par le transfert thermique. Si les résistances thermiques et les taux de réaction ne sont qu'approximativement connus, des marges de sécurité importantes doivent être appliquées. Il en résulte une augmentation des temps de traitement et une diminution de l'efficacité du processus. Par conséquent, des modèles à grande échelle sont utilisés pour prévoir ou simuler le plus précisément possible les conditions de transfert de chaleur dans le réacteur de la centrale. Des corrélations empiriques avec des valeurs caractéristiques sont utilisées pour simplifier les équations différentielles complexes décrivant le système. Cette note d'application décrit comment la calorimétrie de réaction fournit une mesure précise des résistances thermiques et de la chaleur dégagée par les réactions en laboratoire.
