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Process intensification methodolgies for liquid-liquid systems in structured equipment

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Síntesis de productos químicos de alto rendimiento a partir de reactivos líquidos

Un equipo de científicos está optimizando la síntesis química utilizando dos líquidos en un diseño de flujo continuo. Entre las ventajas potenciales se incluye una mayor producción, un menor coste y un menor consumo de energía.

Tecnologías industriales

Para fabricar productos químicos de alta calidad, de forma más rápida y barata, numerosas industrias están cambiando del procesamiento en lotes a tecnologías de procesamiento continuo. Las reacciones de dos fases líquido-líquido desempeñan un importante papel en la fabricación de productos químicos. Un equipo de científicos inició el proyecto «Process intensification methodologies for liquid-liquid systems in structured equipment» (PILLS), financiado por la Unión Europea, para desarrollar una tecnología de fabricación continua flexible y de alto rendimiento para reacciones líquido-líquido. El objetivo era obtener producciones desde varios litros (productos químicos finos) hasta varios cientos de litros por hora (productos químicos a granel). Se efectuaron estudios de laboratorio sobre el comportamiento de la dispersión, la compatibilidad de los materiales y el desarrollo de los procesos que permitieron crear modelos de dinámica de fluidos computacional (DFC) y simulaciones multifase del reactor. El software permite investigar los efectos del equipo elegido y las condiciones del proceso sobre la selectividad de reacciones complejas en sistemas líquido-líquido. Se construyeron prototipos de reactores microestructurados y mesoestructurados que dieron lugar a una instalación de planta multiuso con mezcladoras, reactores y centrifugadoras microestructuradas. Las pruebas en una reacción industrial modelo demostraron una mejora drástica en el rendimiento, incluso con tasas de flujo bajas de aproximadamente un litro por hora. A continuación, los científicos diseñaron unas instalaciones de investigación de pruebas, incluidos los materiales de construcción y un sistema de control automático y teniendo en cuenta factores de seguridad y prevención de riesgos personales y medioambientales. Se analizaron reactores microestructurados y mesoestructurados para la síntesis a granel en una gama de condiciones de funcionamiento. Los investigadores transformaron los conocimientos en una metodología sistemática para la selección de estrategias de fase, disponible para su descarga en forma de manual de instrucciones de autoaprendizaje. El procesamiento continuo es cada vez más la opción preferida frente a la producción en lotes, y ofrece la ventaja de reducir el tiempo y los costes y aumentar el rendimiento. Las herramientas de software de PILLS prometen mejorar la selección de parámetros de procesamiento continuo de alto rendimiento para cualquier sistema líquido-líquido, con el objeto de lograr fabricar productos químicos de forma ecoeficiente, segura y sostenible.

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