Microréacteurs fiables : façonner l'innovation chimique de demain

Comment un fabricant leader de microréacteurs relève le défi d'autonomiser les chimistes du monde

La technologie des microréacteurs s'est développée en un outil passionnant pour la production industrielle moderne, l'ingénierie chimique et l'ingénierie des procédés à travers le monde. Son utilisation croît dans divers secteurs, y compris les produits pharmaceutiques, la production chimique industrielle, l'alimentation et les sciences de la vie, et bien plus.

Ehrfeld Mikrotechnik, un fournisseur allemand leader de systèmes de microréacteurs de haute qualité jouant un rôle clé dans les applications de chimie en flux, est à l'avant-garde du développement de la technologie des microréacteurs. Maintenant que la technologie a mûri, les réacteurs d'Ehrfeld sont censés fonctionner dans des environnements industriels à l'échelle de production sans compromis.

Comment Ehrfeld Mikrotechnik relève-t-il un tel défi ? Nous nous sommes entretenus avec le Dr. Rafael Kuwertz, chef de projet chez Ehrfeld Mikrotechnik, pour découvrir comment ils offrent une haute fiabilité à leurs clients avec l'aide des professionnels des systèmes fluides de Swagelok Frankfurt.

Point de référence Swagelok (SRP) : Merci de nous rejoindre aujourd'hui, Dr. Kuwertz ! Pouvez-vous commencer par nous parler des applications qu'Ehrfeld adresse avec ses produits ?

Dr. Rafael Kuwertz : C'est un plaisir. Ehrfeld offre un Système MicroRéacteur Modulaire (MMRS) unique correspondant aux opérations unitaires d'un processus industriel typique. Nos modules utilisent un concept d'échelle intégré qui aide à transférer facilement l'échelle des processus de production chimique industriels.

La majorité de nos clients internationaux sont dans les industries chimiques de spécialité et pharmaceutiques, et nos réacteurs peuvent être utilisés dans une gamme de processus exigeants. L'industrie pharmaceutique s'intéresse particulièrement à l'échange thermique hautement efficace et au mélange rapide de notre technologie, qui résultent en des résultats définis et reproductibles, un contrôle de processus simplifié, et des délais minimisés. Pour l'industrie chimique, notre technologie aide avec des réactions importantes souvent difficiles à gérer — comme les réactions de peroxyde, éthoxylations, hydrations, ozonolyse, et plus. Mais nous avons aussi des projets avec des entreprises alimentaires et de sciences de la vie où nous avons travaillé sur de la crème glacée, yaourt, crème pour la peau, ou produits capillaires.

Notre équipe installe souvent le MMRS chez nos clients. Ici, nous faisons face au défi d'intégrer notre système de microréacteur dans de nombreuses infrastructures différentes — nous avons besoin de connexions adaptables à chaque situation. Pour surmonter ces défis, nous travaillons avec Swagelok Frankfurt depuis dix ans.

SRP : Cela semble en effet difficile. Comment votre relation avec Swagelok a-t-elle pris forme ?

Dr. Kuwertz : Mon expérience personnelle avec Swagelok remonte à mon master et doctorat, où mes camarades et moi assemblions tous nos montages expérimentaux avec des composants Swagelok. Dans notre travail avec les produits Swagelok aujourd'hui, j'ai trouvé qu'il n'y a pratiquement aucune connexion qui ne puisse être réalisée avec des raccords tubulaires Swagelok. C'est toujours un grand avantage, surtout quand vous devez connecter divers instruments, capteurs et réacteurs de manière fiable et professionnelle.

Cette standardisation reste immensément utile dans notre travail quotidien lors des installations clients. De plus, nous pouvons garantir des standards élevés de sécurité et qualité nécessaires pour nos installations de test traitant des gaz toxiques et inflammables et des températures au-dessus de 300 °C. Nous nous attendons à ce que ces conditions ne fassent que se complexifier à mesure que notre entreprise continue d'innover.

SRP : La technologie des microréacteurs peut aider avec une grande variété de processus. Quels types d'applications traitez-vous régulièrement, et quels sont les défis courants ?

Dr. Kuwertz : Les défis incluent persuader les clients d'investir temps et argent dans cette nouvelle technologie, conduire virtuellement tout type de chimie dans notre système réacteur, et répondre aux attentes clients. Par exemple, une partie de mon travail est de concevoir et assembler des installations de test adaptées aux exigences du client dans les plus brefs délais.

Swagelok nous aide à faire cela. Notre travail inclut la combinaison d'instruments externes, capteurs, ou équipements analytiques avec le système de microréacteur Ehrfeld et la réalisation de connexions fluidiques et électriques. Pour les processus impliquant gaz et liquides, les composants Swagelok sont particulièrement bénéfiques. La plupart des applications tournent à hautes pressions (jusqu'à 100 bar) et hautes températures (jusqu'à 250 °C) — la sécurité, la qualité et la fiabilité sont particulièrement importantes ici.

Des aciers inoxydables de haute qualité, et dans certains cas des alliages plus exotiques, sont souvent nécessaires pour prévenir les problèmes de corrosion. Par exemple, lors du travail sur l'ozonolyse de composés organiques oléfinique, que nous avons réalisée avec succès plusieurs fois, des composants Hastelloy® C nous ont aidés à éviter toute préoccupation de corrosion.

SRP : Vos réacteurs sont très flexibles. Pourquoi la modularité est-elle si importante pour vous ?

Dr Kuwertz : Nous sommes convaincus que cette modularité est la clé de notre succès car vous pouvez adapter rapidement et facilement le système au processus. Imaginez une synthèse multi-étapes que vous pouvez diviser en opérations séparées et optimiser chacune à son tour. Vous obtenez alors une réaction parfaitement optimisée, transférable à l'échelle de production via notre approche d'échelle intégrée. Nous pouvons surveiller les paramètres du processus dans notre système modulaire en intégrant des capteurs et actionneurs du commerce.

L'intégration est aussi simple pour les modules nouvellement développés ou modifiés. Tous nos composants peuvent être démontés individuellement, et le nettoyage est très facile. Chaque connexion dans notre système de microréacteur utilise des composants Swagelok standards, nous aidant à garantir l'intégration de notre système avec les différentes infrastructures présentes chez nos clients.

SRP : Qu'est-ce que l'avenir réserve pour Ehrfeld ?

Dr. Kuwertz : Nous attendons avec impatience de développer davantage notre technologie et de progresser dans de nouveaux marchés en expansion comme la Chine, l'Inde et la Russie, que nous espérons faire avec l'aide de Swagelok. Nous avons créé une filiale à Shanghai pour soutenir le marché chinois, par exemple, où les entreprises sont motivées pour établir de nouvelles usines de production répondant à des exigences de sécurité strictes et des empreintes au sol réduites.

Beaucoup de nos clients dans le monde connaissent les composants Swagelok. Donc, la mise en place de nos usines devient plus efficace — même quand vous êtes en contact seulement par téléphone ou visioconférence, comme pendant la pandémie. Néanmoins, nous espérons pouvoir visiter personnellement nos clients à nouveau très bientôt, avec notre système et une boîte à outils pleine de raccords Swagelok.

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Intéressé par la manière dont les composants Swagelok peuvent former des connexions fiables dans vos applications ? Nos spécialistes des systèmes fluides sont heureux d'aider. Contactez votre centre de vente et service Swagelok local pour entamer une conversation.