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FP6

MICROCHEM — Résultat en bref

Project ID: 17658
Financé au titre de: FP6-SME

Des rendements chimiques plus élevés avec des temps de production réduits

L'industrie chimique en Europe est un contributeur majeur en matière de création d'emplois, de technologie et de richesse dans la région. Pour conserver cette position avantageuse, les parties prenantes cherchent constamment à augmenter les rendements et à réduire les temps de production.
Des rendements chimiques plus élevés avec des temps de production réduits
Les micro-ondes qui fonctionnent avec une fréquence de 2.45 GHz peuvent réduire de manière considérable les temps de réaction chimique, de plusieurs heures à seulement quelques minutes. Cela signifie qu'il est possible de produire des réactions plus contrôlées et de faciliter ainsi une chimie verte plus écologique. Toutefois, jusqu'à aujourd'hui, seul un système de laboratoire permettait la production de seulement quelques centimètres cube de produits chimiques.

Le projet Microchem («A multipurpose industrial chemical reactor using tuneable frequency microwaves») est un projet qui vise à développer un prototype de réacteur chimique utilisant la chimie pour une production continue de produits chimiques en gros à des rythmes de production commerciaux. Les objectifs du projet financé par l'UE incluait également l'utilisation de chimie sans solvant pour éviter les problèmes de rejets de déchets et permettre un changement d'échelle de l'ordre de 10 en matière d'efficacité d'utilisation des ressources.

Les chercheurs ont fait des progrès en combinant pour la première fois les technologies de réacteur micro-ondes à disque tournant (MSDR) et de réacteur micro-ondes à flux continu (MCFR) et les sources de micro-ondes afin d'optimiser la température de réaction. Une fréquence réglable permet d'optimiser le processus micro-ondes dans toutes ses phases avec pour perspective de générer un rendement produit maximum et de réduire le temps passé sur les procédures d'extraction chimique.

Les partenaires du projet ont réussi à concevoir, construire et tester des réacteurs chimiques à micro-ondes fonctionnant entre 2 GHz et 26 GHz avec diverses puissances de micro-ondes et ils ont terminé la modélisation théorique et électromagnétique pour les réacteurs chimiques à micro-ondes multifonction. Ces travaux ont permis d'étudier les impacts thermiques et non-thermiques sur les propriétés physiques chimiques avant, pendant et après l'interaction avec l'énergie des micro-ondes.

D'autres réacteurs à micro-ondes, dont un véritable MCFR, ont été conçus, construits et testés avec une technique de chimie des flux qui a été utilisée pour optimiser la réaction, la synthèse et l'augmentation d'échelle des réactions chimiques. Un contrôle informatique utilisant différents capteurs a été conçu et construit pour les réactions chimiques à effectuer dans les systèmes MSDR et MCFR avec des paramètres optimisés.

Les résultats ont révélé des avancées majeurs en termes d'efficacité, d'économies d'énergie et de respect de l'environnement. La taille des réacteurs conçus permet d'obtenir d'excellents transferts de chaleur et de masse, donnant des rendements de réaction plus élevés que les systèmes chimiques traditionnels. Les membres de l'équipe de projet Microchem ont réussi à réduire de manière considérable les temps de production, produisant 200 ml en seulement quelques minutes grâce aux processus optimisés avec réacteurs à micro-ondes à disque tournant et à flux continu.

Ces expériences ont développé la compréhension de la manière dont l'énergie micro-ondes peut être utilisée pour accélérer de manière significative les réactions chimiques polaires. Les résultats du projet vont bénéficier aux secteurs des micro-ondes et de la chimie en consolidant les opportunités en matière d'emploi et par l'obtention d'une avance technologique sur les concurrents au niveau international.

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