- Intensification des processus multi-attribut
- Développement de processus à risque atténu
- Flux de travail sensible au temps pour les outils de diagnostic médical
Recherche collaborative entre l’Université d’Ottawa et l’Université Carleton
Contrôler le passé, le présent et l'avenir : l'initiative du réacteur spatio-temporel
En chimie des procédés, l'échec d'un lot est une vérité gênante à laquelle nous apprenons tous à faire face. Quelle que soit la robustesse d'un processus, à un moment donné de la durée de vie d'une campagne de production, une défaillance de lot est susceptible de se produire. Malheureusement, nous ne pouvons pas remonter le temps et nous situer à un moment chronologique avant l'échec du lot. Dans la fabrication par lots, l'état d'un réacteur (c'est-à-dire le rapport de distribution réactif sur produit) du présent ne peut pas être ramené à une heure d'horloge passée. Prenons un exemple.
Imaginons un processus par lots qui utilise le réactif rouge pour donner le produit bleu à 7 heures, comme indiqué sur l'image de gauche. À 8 heures, la majeure partie du réactif rouge s'est transformée en produit bleu. La situation devient intéressante si le produit n'est pas pêché hors de la cuve à 8 heures. À 9 heures, un sous-produit (indiqué en noir) commence à se former. Malheureusement, si nous sommes à 9 heures, nous ne pouvons pas ramener le réacteur « vers le futur » et récupérer tout le bon produit de la marque de 8 heures.
Considérons maintenant ce qui se passe lorsque la même expérience est réalisée dans un format de flux. En flux, les molécules de réactif (par exemple, le réactif rouge) entrent dans un tube d'écoulement et sortent en tant que molécules de produit rouge de manière ordonnée (l'image de droite). Le temps qu'une molécule passe dans le tube de réaction sous tension est corrélé de manière prévisible par la longueur du tube. L'image ci-dessous illustre la relation temps de réaction/longueur du réacteur en utilisant notre exemple de produit rouge régent-bleu. Dans ce cas, le réactif rouge s'écoule de gauche à droite à travers un tube réacteur sous tension. Au fur et à mesure que le réactif se déplace sur la longueur du tube, le réactif commence à former le produit. Si vous attendez trop longtemps (c'est-à-dire, faites couler le réactif lentement sur deux heures chronologiques), vous pourriez même voir une partie du sous-produit noir sortir à l'extrémité du tube du réacteur. Vous pouvez faire cette expérience à tout moment de la journée. Les expériences à 7 heures, ou à 8 heures, ou à 9 heures devraient donner le même état de réacteur.
Cela donne lieu à un avantage unique dans la synthèse en flux. Parce que la dimension temporelle est convertie en une dimension de longueur, nous obtenons la capacité de moduler les états du réacteur à différentes dimensions temporelles en manipulant les longueurs effectives du réacteur. Si nous assistons uniquement à l'évolution du réactif rouge vers le produit bleu au fil du temps pour notre expérience d'écoulement à 7 heures, nous voyons l'état de notre réacteur discontinu à 7 heures au début du tube du réacteur à écoulement, le lot à 8 heures. l'état du réacteur quelque part au milieu du tube du réacteur à écoulement et l'état à 9 heures à la fin du même tube d'écoulement. Tant que nous avons un appareil qui nous informe de l'emplacement de ces états chronologiques du réacteur discontinu sur toute la longueur du tube d'écoulement, nous pouvons canaliser la matière hors du tube à temps et éviter qu'un lot (ou l'expérience) ne soit gâché.
Le professeur Michael Organ, un expert en chimie en flux de l'Université d'Ottawa, et le professeur Jeff Manthorpe, un expert en synthèse organique de l'Université Carleton, se sont associés pour exploiter cet avantage unique de la chimie en flux dans une initiative de réacteur spatio-temporel. Le Flow Research Facility, en collaboration avec une importante entreprise de dérivation de fluide, a conçu et fabriqué le prototype d'un dispositif de dérivation de fluide unique qui a permis à l'équipe du réacteur spatio-temporel de surveiller un processus d'écoulement non seulement dans le temps (chronologique), mais aussi à travers le monde. longueur du réacteur en tant que temps de séjour du réactif convertible. Pour en savoir plus ou pour savoir si vous pouvez profiter de notre réacteur spatio-temporel pour votre application, veuillez nous contacter.
