Prodotti chimici superiori con tempi di produzione ridotti
Le microonde che funzionano con una frequenza di 2,45GHz possono ridurre drasticamente le reazioni chimiche da ore a minuti. Questo implica che si possono produrre reazioni più controllate e che si può facilitare la chimica verde e rispettosa dell'ambiente. Finora però si poteva usare solo un sistema di laboratorio per la produzione di appena un paio di centimetri cubici di prodotti chimici. Microchem ("A multipurpose industrial chemical reactor using tuneable frequency microwaves") è un progetto che ha lo scopo di sviluppare un prototipo di reattore chimico che usi la chimica delle microonde per la produzione continua di grandi quantità di prodotti chimici a ritmi di produzione commerciali. Gli obiettivi di questo progetto finanziato dall'UE comprendono anche l'uso di una chimica senza solventi, per evitare i problemi dello smaltimento dei rifiuti e per ottenere un cambiamento radicale in modo da aumentare di 10 volte l'efficienza dell'uso delle risorse. I ricercatori hanno fatto progressi unendo, per la prima volta, le tecnologie di un reattore a microonde con disco rotante (microwave spinning disc reactor o MCDR) e di un reattore a microonde a flusso continuo (microwave continuous flow reactor o MCFR) e sorgenti di microonde per ottimizzare la temperatura di reazione. Una frequenza regolabile permette al procedimento con microonde di essere ottimizzato in tutte le fasi con lo scopo di generare la massima quantità di prodotti e di ridurre il tempo impiegato nelle procedure di estrazione chimica. I partner del progetto sono riusciti a progettare, costruire e testare reattori chimici a microonde che funzionano tra i 2 GHz e i 26GHz con varie potenze di microonde e hanno creato dei modelli teorici ed elettromagnetici per i reattori chimici a microonde multifunzione. Queste attività hanno permesso di studiare gli effetti termici e non termici delle microonde sulle proprietà chimiche e fisiche prima, durante e dopo l'interazione con l'energia delle microonde. Altri reattori a microonde, tra cui un vero MCFR, sono stati progettati, costruiti e testati con una tecnica di chimica continua che si usa per ottimizzare la reazione, la sintesi e l'ampliamento delle reazioni chimiche. È stato progettato e costruito un controllo computerizzato che usa sensori multipli per le reazioni chimiche da effettuare nei sistemi di MSDR e MCFR con parametri ottimizzati. I risultati hanno mostrato grandi passi avanti in termini di efficienza, risparmio energetico e questioni ambientali. Le dimensioni dei reattori progettati permettono di raggiungere un eccellente trasferimento di calore e massa, il che risulta in una maggiore produzione di reazioni rispetto ai sistemi della chimica tradizionale. I membri di Microchem hanno lavorato per ridurre drasticamente i tempi di reazione, producendo 200 ml nel giro di appena qualche minuto grazie ai processi ottimizzati dei reattori a microonde a disco rotante e a flusso.Questi esperimenti hanno migliorato le conoscenze su come l'energia delle microonde possa essere usata per velocizzare significativamente le reazioni chimiche polari. I risultati del progetto porteranno benefici ai settori delle microonde e della chimica consolidando le opportunità di occupazione e ottenendo una leadership tecnologica sui concorrenti internazionali.
