¿Qué es la calorimetría de reacción?

La calorimetría de reacción mide el calor liberado en una reacción química o proceso físico, y proporciona los fundamentos de la termoquímica y la cinética de una reacción.

La información obtenida es fundamental para describir la liberación de calor de una reacción química con el tiempo, así como para transferirlo de forma segura del laboratorio a la fábrica.

La calorimetría de reacción identifica el comportamiento inesperado y hace visible y cuantificable cualquier problema de escalabilidad. Asimismo, le ayuda a identificar los problemas relacionados con la transferencia o la mezcla de masa y calor. También permite determinar la temperatura, la agitación o el perfil de dosificación correctos de una reacción o proceso determinados. Después, la información obtenida se usa para evaluar el riesgo, la escalabilidad y la criticidad de un proceso.

Los datos de calorimetría de reacción sirven para caracterizar, optimizar y entender los parámetros del proceso en un entorno controlado, exacto y reproducible, así como para permitir un escalado y una transferencia seguros a la fabricación.

¿Qué es la calorimetría de flujo de calor?

¿Qué es la calorimetría de flujo de calor?

¿Qué es la calorimetría de flujo de calor?

La calorimetría de flujo de calor es el método más sencillo y sólido para determinar el calor liberado por una reacción química o por un proceso físico, y es compatible con todas las estaciones de control de calorimetría de reacción de METTLER TOLEDO. La calorimetría de flujo de calor es altamente sensible, se puede aplicar bajo la mayoría de las condiciones y ofrece una repetibilidad excelente.

El principio de la calorimetría de flujo de calor se basa en la medición de la diferencia de temperatura a lo largo de la pared del reactor, que luego se convierte en flujo de calor mediante el factor de calibración.

El factor de calibración depende de la conductividad térmica y del grosor de la pared del reactor, la resistencia térmica de la película de la masa de reacción, la resistencia térmica de la película de petróleo y la zona de intercambio de calor, y se determina mediante un calentador eléctrico.

El método de calorimetría de flujo de calor es aplicable tanto a pequeña como a gran escala y es la base de todos los proyectos de desarrollo de procesos químicos, escalado de procesos e investigaciones sobre la seguridad del proceso químico.

¿Cuál es el valor de la calorimetría de reacción?

Gráfico de la calorimetría de reacción

Los calorímetros de reacción permiten el desarrollo eficaz y seguro de los procesos a escala.

A medida que se escala una reacción del laboratorio a la fábrica, pueden surgir de improviso problemas de escalabilidad por distintos motivos. En el peor de los casos, los riesgos de reacción no identificados pueden provocar reacciones en cadena seguidas de una explosión. Las causas de los incidentes térmicos suelen atribuirse a:

  • la falta de conocimiento de química y termoquímica de un proceso,
  • la incapacidad de eliminar el calor,
  • un comportamiento de mezcla malo o mal comprendido,
  • los factores humanos.

Los incidentes se pueden evitar determinando los datos pertinentes en el laboratorio. El trabajo del laboratorio se lleva a cabo bajo condiciones similares a las de los procesos mediante calorímetros de reacción, de forma que los resultados se pueden aplicar directamente a operaciones a mayor escala.

La calorimetría de reacción ofrece un elevado nivel de comprensión de los procesos, de modo que es posible llevar a cabo los procedimientos requeridos de forma periódica, consistente y de acuerdo con la normativa obligatoria de calidad.

¿Cómo se pueden obtener datos calorimétricos exactos y precisos en cualquier condición?

Los datos de flujo de calor exactos y precisos son fundamentales para la migración del laboratorio a la fábrica. Un sistema de calentamiento y refrigeración de alto rendimiento combinado con una medición de temperatura sensible y un sistema de control son los requisitos previos para obtener información exacta y precisa sobre el calor de un proceso químico. Esto incluye detalles sobre el calor de la reacción, el balance total del flujo de calor, la transferencia de masa y calor, y el calor específico de la masa de reacción.

El balance total del flujo de calor de un proceso químico en sí incluye una variedad de efectos térmicos, como la acumulación de calor, el intercambio de calor debido a adiciones de reactivo o disolvente, el calor debido a un cambio en la viscosidad, la pérdida de calor, etc.

Para las reacciones que se llevan a cabo en condiciones de temperatura cambiantes, la acumulación de calor se convierte en un factor importante en el cálculo del calor de la reacción (calor liberado como función de tiempo).

Los calorímetros de reacción y la suite del software iControl de METTLER TOLEDO usan sofisticados algoritmos de cálculo. Además, tienen en cuenta el comportamiento dinámico de la pared del reactor, las capacidades caloríficas del recipiente y piezas del reactor, lo que proporciona datos calorimétricos de máxima exactitud y precisión.

¿Qué es el calor de la reacción?

El calor de la reacción, o la entalpía de la reacción, es la energía que se libera o absorbe durante una reacción química. Describe el cambio del contenido de energía cuando los reactivos se convierten en productos. Aunque la reacción puede ser exotérmica (liberación de calor) o endotérmica (absorción de calor), la mayoría de las reacciones llevadas a cabo en las industrias química y farmacéutica son exotérmicas. El calor de la reacción es una de las características termodinámicas empleadas en la investigación química, el escalado y la seguridad para escalar procesos del laboratorio a la fabricación de productos químicos, entre otros.

Obtenga más información sobre el calor de la reacción y la entalpía de la reacción.

¿Puedo conectar accesorios de terceros a mi calorímetro de reacción?

Sí. Amplíe el calorímetro de reacción para la captura de datos y el control automatizados de dispositivos de terceros, incluidos sensores, soluciones de dosificación y muestreo con el accesorio Easy Control Box (ECB), que se compra por separado.

ECB proporciona capacidades de control de dosificación y conecta con facilidad las bombas y balanzas disponibles en el mercado para una dosificación gravimétrica o volumétrica programada previamente y automatizada. El accesorio tiene una función de medición lista para usar con los sensores de tecnología SmartConnect. Los elementos de control se reconocen automáticamente, lo que hace que la configuración del sistema de reactor sea una tarea sencilla. 

Obtenga más información sobre Easy Control Box (ECB).

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