Calorímetros de reacción

El desarrollo y la optimización de procesos químicos requieren la determinación de una variedad de diferentes tipos de información para tomar las mejores  decisiones. Es común recopilar datos analíticos, como infrarrojos (IR),Raman, distribución del tamaño de partícula o concentración en línea y en tiempo real para crear modelos cinéticos y obtener comprensión mecanicista. La recopilación de datos de liberación de calor en tiempo real es absolutamente necesaria para diseñar procesos químicos seguros y sostenibles.

Los sistemas de reactores que permiten el escaneo de las reacciones para la liberación de calor en tiempo real proporcionan información instantánea sobre el progreso de la reacción y permiten a los usuarios tomar medidas correctivas de inmediato. Los datos de calor en línea en tiempo real se utilizan a menudo para controlar el proceso ajustando los parámetros críticos del proceso, como la tasa de adición de reactivos, controlando la presión, la velocidad de agitación o cualquier otro parámetro del proceso.

Con el reactor RTCal™, el investigador utiliza una herramienta PAT (tecnología analítica de procesos) que permite rastrear las reacciones en tiempo real. Proporciona valiosa información sobre el progreso de la reacción sin necesidad de conocimientos especializados. La tecnología RTCal™ utiliza sensores de flujo de calor integrados en el reactor, detectando el flujo de calor a través de la pared del reactor.

La medición de los datos de calor con RTCal™ es independiente de las propiedades o el comportamiento de la masa de reacción. Por lo tanto, no es necesario ejecutar procedimientos de calibración antes, durante o después de la reacción, lo que reduce sustancialmente el tiempo del experimento.

Los calorímetros de reacción de METTLER TOLEDO permiten un control de seguridad desde el laboratorio hasta la escala de planta para garantizar un escalado seguro y sólido. Cada vez que se amplía un proceso, es necesario investigar las variables críticas que afectan al rendimiento o al resultado. En algunos casos, la ruta elegida no es escalable debido a los materiales de partida caros o escasos, las condiciones que son difíciles de controlar en embarcaciones grandes o los riesgos potenciales de seguridad y, por lo tanto, deben modificarse.

Esto requiere la investigación de variables dependientes de la escala, como las tasas de dosificación, la mezcla o la transferencia de masa. Sin embargo, una de las piezas clave de información para llevar un proceso a la fabricación de forma segura es la comprensión del calor total liberado, la tasa de liberación de calor, la acumulación de reactivos o energía, así como la estabilidad de la masa de reacción y los componentes individuales.

Los estudios de calorimetría de reacción proporcionan evidencia de los parámetros críticos del proceso y su impacto en el proceso, la capacidad de fabricación, el rendimiento y la calidad del producto o producto intermedio.

Dado que las reacciones químicas están influenciadas por varios parámetros, como la concentración, la tasa de adición, la temperatura, el disolvente, el catalizador y el valor de pH, la integración perfecta de análisis en línea o herramientas de muestreo automatizadas en el calorímetro de reacción aumenta enormemente el valor del estudio.

Los experimentos ricos en datos, que comprenden tanto calorimetría como información analítica, respaldan eficazmente las necesidades actuales para desarrollar procesos seguros y robustos rápidamente y transferirlos del laboratorio a la planta de manera efectiva.