Sintesi delle sostanze chimiche ad alta capacità da reagenti liquidi
Per produrre sostanze chimiche di alta qualità in modo più rapido ed economico, molti settori stanno passando dalla lavorazione a lotti a tecnologie di lavorazione continua. Le reazioni liquido-liquido in due fasi hanno un ruolo importante nella produzione di sostanze chimiche. Alcuni scienziati hanno avviato il progetto PILLS ("Process intensification methodologies for liquid-liquid systems in structured equipment"), finanziato dall'UE, per sviluppare una tecnologia di produzione continua flessibile e ad alte prestazioni per reazioni liquido-liquido. L'obiettivo era una resa che va da diversi litri (chimica fine) a diverse centinaia di litri all'ora (prodotti chimici di base). Studi di laboratorio sulle prestazioni di dispersione, sulla compatibilità del materiale e sullo sviluppo di processo hanno consentito di generare modelli di fluidodinamica computazionale (CFD) e simulazioni con reattore multifase. Il software facilita lo studio degli effetti degli strumenti e delle condizioni di lavorazione sulla selettività delle complesse reazioni nei sistemi liquido-liquido. Sono stati creati prototipi di reattori micro e mesostrutturati, che hanno consentito di creare un impianto multiscopo che integra miscelatori, reattori e separatori microstrutturati plug-in. Le prove su un reattore industriale modello hanno dimostrato un notevole aumento della resa anche a portate ridotte di circa un litro all'ora. Gli scienziati hanno poi progettato una struttura di ricerca di prova, inclusi materiali di costruzione, un sistema di controllo automatico e fattori sanitari, di sicurezza e ambientali. I reattori micro e mesostrutturati per la sintesi in massa sono stati valutati in diverse condizioni operative. I ricercatori hanno tradotto le conoscenze in una metodologia sistematica per la selezione della strategia di fase disponibile in formato scaricabile come manuale di istruzioni autogestito. Si preferisce sempre di più la lavorazione continua rispetto alla modalità a lotti, poiché offre una riduzione del tempo, costi inferiori e una resa superiore. Gli strumenti software di PILLS potranno potenziare la selezione dei parametri di lavorazione continua ad alta capacità per tutti i sistemi liquido-liquido al fine di ottenere una produzione eco-compatibile, sicura e sostenibile di sostanze chimiche.
