Le réacteur spatio-temporel : une perspective sur la correction “rétroactive” du cours d’une réaction
Aperçu
La chimie en flux nous permet d'effectuer des réactions dans un tube plutôt que dans un récipient. Les réactifs se transforment en produit au fur et à mesure qu'ils continuent de circuler dans le tube. Dans la chimie des récipients, que nous appelons la chimie par lots, seules de « mauvaises choses » (par exemple, la dégradation) peuvent arriver à une molécule de produit, qui n'a rien à voir à part traîner dans la mer de molécules de réactifs depuis sa formation en attendant le reste. molécules réactives à réagir. Si nous attendons trop longtemps, nous récolterons probablement plus de produit, mais au prix de sacrifier la qualité du produit. Malheureusement, nous ne pouvons pas remonter le temps de réaction une fois que la réaction s'est déjà déroulée pendant une période de temps chronologique. L'horloge de la réaction, qui est dictée par la durée pendant laquelle on laisse les réactifs remuer dans le confinement d'un réacteur, et l'horloge chronologique, la quatrième dimension du continuum espace-temps où les réactifs se transforment en produit, sont indissociables en format batch. Si une matière de réaction est agitée trop longtemps à l'intérieur d'un réacteur discontinu, il n'est pas possible de pêcher le produit en laissant le réactif ou les molécules de sous-produit derrière. Heureusement, le format d'écoulement nous permet de déconvoluer le temps de réaction en longueur de réacteur, un paramètre que nous modulons dans les deux sens (c'est-à-dire laisser quelque chose s'écouler plus longtemps ou vider quelque chose rapidement). Tant que nous avons la capacité de "surveiller" les états du réacteur (c'est-à-dire la distribution des réactifs et du produit à un moment donné) à n'importe quelle longueur de réacteur, nous pouvons prendre une décision éclairée sur le moment de canaliser les bons produits hors du réacteur, ou en d'autres termes, quand arrêter une réaction dans le « passé » en voyant la réaction dans le « présent ». La clé est, cependant, de proposer un PAT qui nous permettrait de "voir" simultanément les états du réacteur à plusieurs points du tube du réacteur, d'agir dans le temps chronologique "actuel" et de réinitialiser la réaction à un "passé". temps de réaction.
Le Flow Facility, en collaboration avec une entreprise de fabrication de premier plan, a conçu et fabriqué un prototype de déviateur de fluide (voir un exemple de LSV à 2 anneaux et 12 ports sur la droite) qui a permis cette stratégie d'extraction simultanée d'échantillons multipoints à partir d'un réacteur à écoulement sous pression sans rupture paramètres de processus critiques du processus d'écoulement pendant le processus d'extraction de l'échantillon. Le résultat final a été la création d'un réacteur spatio-temporel, qui est actuellement testé pour une application dans le domaine du diagnostic médical. Toute la découverte découle d'une recherche collaborative hautement coordonnée entre les experts de trois universités canadiennes, les partenaires de fabrication et d'ingénierie et le Flow Research Facility. Cliquez ci-dessous pour en savoir plus sur cette technique d'échantillonnage multipoint.
