Calorímetros de reacción

El desarrollo y la optimización de los procesos químicos requieren la determinación de una variedad de tipos diferentes de información para tomar las decisiones correctas. Es habitual recopilar datos analíticos, como IR, Raman, la distribución del tamaño de las partículas o la concentración on-line y en tiempo real. La recopilación de datos de liberación de calor on-line y en tiempo real es, sin duda, una gran ventaja a la hora de investigar los procesos químicos.

Los sistemas de reactores que permiten escanear reacciones para la liberación de calor en tiempo real ofrecen feedback instantáneo del progreso de la reacción y permiten a los usuarios tomar acciones correctoras inmediatamente. A menudo, se usan datos de calor on-line en tiempo real para controlar el proceso ajustando los parámetros esenciales del proceso, como la tasa de adición de reactivos, lo que controla la presión, la velocidad de agitación o cualquier otro parámetro.

Con el reactor RTCal, el investigador usa una herramienta de PAT (tecnología analítica de procesos) que permite realizar un seguimiento de las reacciones on-line y en tiempo real. Además, ofrece información de calor valiosa sobre el progreso de la reacción sin necesidad de conocimiento de expertos. La tecnología del RTCal usa sensores de flujo de calor que están incorporados en el reactor, lo que detecta el flujo de calor a lo largo de la pared del reactor.

La medición de los datos de calor con RTCal es independiente de las propiedades o comportamiento de la masa de reacción. Por lo tanto, no hace falta llevar a cabo procedimientos de calibración antes, durante o después de la reacción, lo que reduce la duración del experimento notablemente.

Independientemente de si se debe llevar un proceso nuevo o modificado del laboratorio a la fábrica, se deben investigar los distintos aspectos que pueden resultar fundamentales o afectar al rendimiento o al resultado del proceso. En algunos casos, la vía escogida tampoco es escalable debido a las costosas o escasas materias primas, las condiciones difíciles de controlar en recipientes grandes o los posibles peligros para la seguridad y, por consiguiente, se debe modificar. Para ello, hace falta investigar variables dependientes de la escala, como las velocidades de dosificación, el mezclado o la transferencia de masa. Sin embargo, uno de los datos clave para transferir un proceso a la fabricación de forma segura es el conocimiento del total de calor liberado, la tasa de liberación de calor, la acumulación de reactivo(s) o energía, así como la estabilidad de la masa de reacción y los componentes individuales.

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

Dado que las reacciones químicas están influidas por varios factores como la concentración, la tasa de adición, la temperatura, el disolvente, el catalizador y el valor de pH, la perfecta integración de las herramientas de muestreo automatizadas o de análisis on-line en el calorímetro de reacción aumenta considerablemente el valor del estudio.

Los experimentos con datos abundantes que incluyen información calorimétrica y analítica satisfacen eficazmente las necesidades actuales para desarrollar procesos seguros y sólidos con rapidez y transferirlos del laboratorio a la fábrica con eficacia.